Des implants cérébraux permettent à des singes de naviguer dans des mondes virtuels par la seule pensée

Une forme plus large de contrôle cerveau-machine

Des chercheurs ont montré que des macaques rhésus équipés d’interfaces cerveau-machine pouvaient naviguer dans des environnements virtuels en utilisant uniquement leur activité neuronale, un résultat qui pointe vers des formes de contrôle des machines plus naturelles que celles offertes par de nombreux systèmes BCI actuels. Ce travail se distingue non seulement parce que les animaux pouvaient déplacer un objet de type curseur, mais aussi parce qu’ils étaient capables d’évoluer dans des environnements virtuels plus riches, y compris un déplacement de type avatar qui ressemble davantage à la manière dont un corps vivant ou un fauteuil roulant pourrait un jour être dirigé.

Selon le matériel source fourni, chacun des trois singes a reçu trois implants distincts de 96 électrodes chacun, soit environ 300 électrodes par animal. Les capteurs n’ont pas été placés uniquement dans le cortex moteur primaire, couramment utilisé dans la recherche sur les interfaces cerveau-machine, mais aussi dans les zones prémotrices dorsale et ventrale associées à une planification motrice de plus haut niveau. Les signaux de ces régions ont été décodés par un modèle d’IA et traduits en contrôle d’objets et d’avatars affichés sur un moniteur 3D.

Pourquoi l’emplacement des capteurs compte

Une grande partie des recherches BCI précédentes consistait à demander à un participant humain d’imaginer une action physique précise, comme bouger un doigt, afin de déplacer un curseur ou de sélectionner un élément à l’écran. Cette approche peut fonctionner, mais elle est souvent décrite comme peu intuitive et éprouvante mentalement. Le texte source cite le chercheur Peter Janssen, qui estime que le nouvel emplacement des implants pourrait solliciter une couche plus abstraite et plus intuitive de la planification du mouvement plutôt que d’obliger l’utilisateur à simuler un mouvement isolé et maladroit.

Si cette interprétation se confirme, ce serait un changement important. Une interface cerveau-machine devient plus utile lorsqu’elle demande au cerveau d’exprimer une intention d’une manière que le cerveau représente naturellement, au lieu de forcer l’utilisateur à apprendre un langage étrange d’imagerie musculaire de substitution. Dans les expériences rapportées, les animaux pouvaient contrôler une sphère se déplaçant dans un paysage depuis un point de vue fixe et guider des avatars de singes animés à la troisième personne. Les chercheurs ont indiqué que des tests ultérieurs incluaient la navigation dans des bâtiments virtuels, l’ouverture de portes et le déplacement entre différentes pièces.

Cette progression compte parce qu’elle suggère une BCI qui ne se limite pas à des tâches de pointage à une seule dimension. Elle commence à ressembler à une navigation généralisée.

Des environnements virtuels à la mobilité dans le monde réel

Les applications à long terme décrites dans la source sont pratiques, et non théâtrales. Janssen et ses collègues espèrent que cette approche pourrait un jour aider des personnes paralysées à explorer des espaces virtuels plus naturellement ou à contrôler des fauteuils roulants électriques dans le monde physique. C’est une distinction importante. Le but n’est pas simplement de produire des démonstrations spectaculaires de singes en VR. Il s’agit de savoir si des signaux neuronaux liés au mouvement intentionnel peuvent être décodés de façon à réduire la friction de l’apprentissage et à élargir ce que les systèmes d’assistance peuvent faire.

Il existe des limites évidentes. Les essais chez l’humain sont encore lointains, et la source note que l’identification des emplacements d’implant équivalents chez l’humain demandera un travail supplémentaire, car ces zones cérébrales ne sont pas encore cartographiées avec suffisamment de précision pour une traduction clinique immédiate. Malgré cela, les chercheurs pensent que le concept devrait être faisable chez l’humain et pourrait même devenir plus simple une fois que des participants humains pourront être guidés directement.

L’expérience se situe donc au croisement des neurosciences, de l’IA et des technologies d’assistance. L’IA ne remplace pas ici l’interface neuronale ; elle agit comme traducteur, convertissant des schémas complexes d’activité cérébrale en commandes utilisables. À mesure que les modèles de décodage s’améliorent, la possibilité de passer de tâches BCI rigides à des systèmes qui ressemblent moins à l’utilisation d’une machine et davantage à l’expression d’une intention augmentera elle aussi.

• Trois macaques rhésus ont reçu environ 300 électrodes chacun, réparties dans des régions motrices et prémotrices du cerveau.
• Un modèle d’IA a décodé les signaux neuronaux en mouvement dans des environnements virtuels.
• Les chercheurs espèrent que cette approche pourra un jour soutenir un contrôle intuitif des fauteuils roulants ou l’exploration virtuelle pour les personnes paralysées.

L’importance profonde de l’étude ne tient pas au fait que les singes se soient déplacés dans un monde numérique, mais au fait que ce contrôle pourrait provenir d’une représentation de niveau supérieur du désir de bouger, plutôt que d’une simulation mentale forcée d’une seule partie du corps. Si de futurs travaux le confirment, les BCI pourraient devenir moins étrangères à utiliser et bien plus utiles au quotidien.

Cet article s’appuie sur un reportage de New Scientist. Lire l’article original.