Interface machine-cerveau : pourra-t-on bientôt lire l’activité du cerveau grâce aux ultrasons ?

Des chercheurs américains ont conçu une interface machine-cerveau capable de lire l’activité du cerveau grâce aux ultrasons. Cette technologie mini invasive a été d’abord testée sur des primates entraînés à bouger leur bras ou leurs yeux dans certaines directions. A terme, elle pourrait aider les personnes paralysées dans leur vie quotidienne.

Bien que cela puisse sembler de la science-fiction, les interfaces machine-cerveau (IMC) existent bel et bien. Ces dispositifs permettent, par exemple, de relier une personne paralysée à un bras robotique. Ils interprètent l’activité neuronale et transmettent des instructions à un ordinateur ou à un appareil. Celui-ci déplace à son tour la prothèse suivant les intentions de l’individu. Mais ces IMC présentent des inconvénients.

L’implantation des électrodes nécessitent une intervention chirurgicale lourde du cerveau, qui comprend l’ouverture de la dure-mère, la membrane fibreuse solide entre le crâne et le cerveau. Quant aux techniques non invasives comme l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf), elles impliquent l’utilisation d’équipements volumineux et coûteux.

Conception d’une méthode mini invasive

Dans un article intitulé « Décodage à essai unique des intentions de mouvement à l’aide de la neuroimagerie fonctionnelle par ultrasons », publié dans la revue Neuron,  des chercheurs américains annoncent la conception d’une technique moins invasive et plus simple d’application. Cette méthode emploie des ultrasons, qui peuvent passer à travers la dure-mère et la membrane du cerveau sans le recours à une lourde chirurgie. Elle implique seulement de remplacer une partie du crâne par une matière qui laisse passer les ultrasons. En se servant de ces signaux, les chercheurs ont pu cartographier avec exactitude l’activité cérébrale de certaines zones, avec une précision inférieure à 100 micromètres.

Des expériences menées sur des primates

Les scientifiques américains ont testé leur technologie sur des primates entraînés à bouger leur bras ou leurs yeux d’une certaine manière. Grâce à l’apprentissage automatique, ils ont réussi à prédire l’action à l’avance, notamment le type de mouvement (bras ou yeux), la direction (gauche ou droite) et le moment où les singes allaient effectuer le geste. S’ils l’ont appliquée aux primates durant les essais, les chercheurs prévoient de tester bientôt leur technologie sur des volontaires humains qui, en raison de lésions cérébrales traumatiques, ont eu un morceau de crâne endommagé. Il sera possible de remplacer cette partie par une matière spécifique, une sorte de « fenêtre acoustique ». Les ultrasons pourront alors passer sans affecter l’activité cérébrale.

Pour des personnes atteintes de paralysie grave

Comme il faudra remplacer une partie du cerveau, cette technique ne concernera qu’une catégorie de personnes. « Malheureusement, seuls quelques privilégiés atteints de la paralysie la plus grave sont éligibles et désireux de se faire implanter des électrodes dans leur cerveau », a souligné Sumner Norman, co-auteur de l’étude parue dans Neuron. Mais, « ce n’est que notre première étape pour apporter une IMC de haute performance et moins invasive à un plus grand nombre de personnes », a-t-il ajouté.