Les chercheurs ont franchi une étape importante dans la technologie de l’interface cerveau-ordinateur (BCI) : les macaques rhésus ont réussi à naviguer dans des environnements virtuels complexes en utilisant uniquement leurs signaux neuronaux. Contrairement aux méthodes précédentes qui exigeaient que les sujets imitent des mouvements physiques spécifiques, cette nouvelle approche exploite les centres de planification de niveau supérieur du cerveau, révolutionnant potentiellement la manière dont les personnes paralysées interagissent avec le monde.
La percée : aller au-delà de « bouger vos oreilles »
La technologie BCI traditionnelle repose souvent sur un processus de substitution physique. Par exemple, il peut être demandé à un utilisateur d’imaginer déplacer un doigt spécifique pour déplacer un curseur sur un écran. Comme le note le chercheur Peter Janssen de la KU Leuven, de nombreux utilisateurs trouvent ce processus peu intuitif, le comparant à la sensation frustrante d’« essayer de bouger les oreilles ». C’est une tâche étrangère qui demande un immense effort mental et de longues périodes d’entraînement.
L’étude menée par Janssen change ce paradigme en ciblant différentes zones du cerveau. L’équipe a implanté trois macaques rhésus avec des réseaux d’électrodes à haute densité (96 électrodes chacun) dans trois régions distinctes :
– Le cortex moteur primaire : La zone responsable de l’exécution du mouvement physique.
– Les cortex prémoteurs dorsal et ventral : Zones considérées comme impliquées dans la planification abstraite du mouvement.
En puisant dans ces centres de « planification », les chercheurs visent à capturer l’intention de bouger, plutôt que la simple commande mécanique d’une contraction musculaire.
Polyvalence dans un environnement virtuel
Les implications de ce contrôle « basé sur l’intention » ont été démontrées à travers plusieurs tâches de plus en plus complexes. En utilisant un modèle d’IA pour interpréter les signaux électriques, les singes ont pu :
1. Contrôlez une sphère se déplaçant dans un paysage 2D à partir d’une perspective fixe.
2. Manœuvrez des avatars animés depuis un point de vue à la troisième personne, similaire aux jeux vidéo modernes.
3. Naviguez dans des bâtiments virtuels, y compris la tâche complexe consistant à se déplacer d’une pièce à l’autre et à ouvrir les portes.
Andrew Jackson de l’Université de Newcastle a souligné l’aspect le plus impressionnant de ces résultats : la flexibilité contextuelle. Les singes pourraient appliquer les mêmes commandes neuronales dans différentes perspectives et environnements. Cela suggère que le BCI a exploité un langage de mouvement « universel » dans le cerveau, un peu comme la façon dont un humain peut utiliser une manette de jeu standard pour jouer à de nombreux types de jeux différents sans réapprendre à tenir l’appareil.
Des primates à l’application humaine
Même si les résultats sont révolutionnaires, la transition vers l’utilisation humaine n’est pas immédiate. Le principal défi réside dans la précision neuroanatomique. Bien que nous comprenions bien le cortex moteur, les limites exactes des zones de planification de niveau supérieur varient selon les espèces et les individus.
“Il y a un peu de travail à faire pour savoir exactement où implanter un humain car beaucoup de ces zones ne sont pas très connues chez l’homme”, explique Janssen.
Une fois ces emplacements précis cartographiés, les avantages potentiels pour les humains paralysés sont considérables. Au lieu de lutter pour maîtriser des interfaces maladroites qui imitent les mouvements, les utilisateurs pourraient :
– Naviguez dans des mondes virtuels pour les loisirs ou les interactions sociales.
– Contrôlez les fauteuils roulants électriques grâce à des mouvements intuitifs et réfléchis.
– Interagissez plus naturellement avec les interfaces numériques, réduisant ainsi la charge cognitive requise pour faire fonctionner la technologie d’assistance.
Conclusion
En ciblant les centres de planification abstraite du cerveau plutôt que simplement ses zones d’exécution motrice, les chercheurs se sont rapprochés de la création de BCI qui ressemblent à des extensions naturelles de l’esprit. Ce passage de « l’imitation du mouvement » à « l’expression d’une intention » pourrait éventuellement offrir aux personnes à mobilité réduite une manière beaucoup plus fluide et intuitive de naviguer dans les réalités numériques et physiques.
