Avancée dans le neurocontrôle

Transformer directement la pensée en mouvement (en actes) par le biais d’une interface électronique est un champ de recherche très actif en neurosciences et en biomécanique. Dans ce domaine des interfaces cerveau-ordinateur (BCI, Brain-Computer Interface), il existe deux grands types de système aujourd’hui : placer des électrodes sur le scalp (le cuir chevelu) ou implanter des puces dans le cortex. Ces méthodes sont testées chez des personnes souffrant de pathologies très invalidantes, comme des tétraplégies ou des épilepsies sévères. Elles présentent chacune des défauts : les électrodes de surface ne perçoivent que des signaux électriques atténués en provenance du cerveau, avec beaucoup d’interférences provenant du milieu externe ; les puces sont soit rejetées par le cerveau (avec infection à la clé), soit recouvertes progressivement d’un tissu brouillant leur signal.

Gerwin Schalk et son équipe présentent dans la dernière livraison du Journal of Neural Engineering une troisième voie pour enregistrer et traduire les signaux électriques des neurones. Leur approche s’inspire de l’électrocorticographie (EcoG), c’est-à-dire l’enregistrement de l’activité neuronale par l’intermédiaire d’électrodes directement placées sur le cortex cérébral. Une partie de la surface du cerveau est couverte d’une feuille en polymère intégrant une grille de 64 électrodes de 2 mm de diamètre, espacées de 10 mm les unes des autres. L’appareillage ne concernait ici qu’un seul hémisphère. Moins invasive que l’implantation de puces, la technique se rapproche des enregistrements de surface du scalp, mais elle est bien plus fidèle dans la capture et la traduction du signal.

Dans une série d’expérimentations, les chercheurs ont appris à cinq volontaires à contrôler un curseur sur les deux dimensions d’un écran d’ordinateur. Au terme d’un apprentissage très court (12 à 36 minutes), les patients sont parvenus à des scores honorables de réussite (53-73 % de succès) lorsqu’il s’agissait d’atteindre une cible précise sur l’écran. Concrètement, les patients réalisent ou imaginent des mouvements (du doigt, de l’épaule, de la langue, du corps entier, etc.) et un ordinateur analyse la traduction neuronale du phénomène dans les aires cérébrales concernées, avec interprétation des bandes de fréquence. Les directions (haut, bas, droite, gauche) sont ainsi statistiquement corrélées à un pic d’activité d’une région donnée.

Pour passer à la phase d’essais cliniques, cette technique demande l’implantation permanente de la grille d’électrodes, ou au moins sur une longue durée. Afin de limiter le caractère invasif de l’opération, d’autres équipes travaillent actuellement sur le singe en vue d’optimiser les matériaux et la pose.

Dans un avenir plus ou moins lointain, ces dispositifs de neurocontrôle paraîtront sans doute sommaires, tout comme les électrochocs du siècle dernier nous semblent aujourd’hui des méthodes grossières. Mais ainsi procède la technoscience, dans sa lente et obstinée entreprise de maîtrise des quelques régions accessibles du réel. En attendant, on débattra sans fin pour savoir si de telles avancées restreignent ou élargissent notre liberté.

Référence :
Schalk G. et al. (2008), Two-dimensional movement control using electrocorticographic signals in humans, J. Neural Eng, 5, 75-84.

Illustration : ibid.