Interface neuronale directe - Définition

La recherche sur les animaux

Plusieurs laboratoires ont étudié les signaux corticaux des singes et des rats afin de mettre au point des IND capables de reproduire des actions. Des singes ont put ainsi télécommander le déplacement d'un curseur sur un écran d'ordinateur ou commander un bras robotisé afin de réaliser des tâches simples grâce à leur pensée. En mai 2008, les photographies montrant un singe pilotant un bras automatisé par sa pensée à l'Université de Médecine de Pittsburgh furent publiées dans plusieurs publications scientifiques de première importance. Des recherches sur le chat ont aussi permis d'enregistrer leurs perceptions visuelles.

Interface sur des cultures de cellules

Des chercheurs ont construit des interfaces pour connecter des cellules nerveuses individuelles ou des réseaux de cellules in vitro. Ceci permet d'une part d'améliorer la recherche concernant les implants sur les animaux et d'autre part de réaliser des expérimentations visant à réaliser des réseaux neuronaux capables de résoudre des problèmes, de construire de petits ordinateurs ou des contrôleurs de robot.

La technologie visant à stimuler et enregistrer l'activité de neurones connectés sur un puce électronique est appelée neuroélectronique ou neuropuce.

La réalisation de la première neuropuce est attribuée à Jerome Pine and Michael Maher de la société Caltech, en 1997. La puce Caltech permet de connecter jusqu'à 16 neurones.

En 2003, une équipe menée par Theodore Berger de l'Université de Californie du Sud a commencé à travailler sur une neuropuce devant servir d'hippocampe artificielle. Cette puce est conçu pour fonctionner dans un cerveau de rat et devrait permettre de mettre au point des prothèses destinées à des cerveaux plus évolués. L'hippocampe a été choisi car on considère que c'est la structure cérébrale la plus organisée et la mieux connue. Elle a pour fonction de mémoriser les expériences sur le long terme dans d'autres parties du cerveau..

Thomas DeMarse à l'Université de Floride a utilisé une culture de 25 000 neurones prélevés dans un cerveau de rat pour piloter un simulateur de vol de chasseur F-22. Suite au prélèvement, les neurones corticaux ont été cultivés dans une boîte de Petri et ont rapidement reformé un réseau synaptique afin de constituer un réseau neuronal actif. Les cellules furent ensuite installées sur une matrice de 60 électrodes et l'influx nerveux fut utilisé pour contrôler les commandes de profondeur et de lacet du simulateur. Cette étude fut menée afin de comprendre les mécanismes d'apprentissage du cerveau, à un niveau cellulaire.

Applications militaires

Les forces armées des Etats-Unis a développé des interfaces cerveau ordinateur afin d'améliorer la performance de ses troupes et dans le but d'interférer avec les communications des troupes adverses..

Un rapport conclu :

L'implémentation la plus réussie d'interface invasive a été réalisée lors d'essai médicaux utilisant l'influx des nerfs pour transférer l'information.

Le budget du DARPA pour l'année 2009-2010 comporte le financement d'un programme nommé « Silent Talk » a hauteur de 4 millions de dollars. Ce projet doit permettre la communication d'homme à homme sur le champ de bataille, sans utiliser la parole, grâce à l'analyse du signal neuronal. Une allocation complémentaire de 4 millions de dollars a été octroyée à L'université de Californie pour des recherches sur la télépathie synthétique par le biais d'un système informatique. Ces recherches visent à détecter par EEG et à analyser les signaux neuronaux qui sont propagés avant que la parole soit exprimée et a déterminer si l'on peut définir des formes d'ondes standard correspondant aux mots. Ces recherches sont inclues dans un programme de 70 millions de dollars, qui a débuté en 2000, avec l'objectif de développer un équipement capable de s'adapter au comportement de son utilisateur.