Un singe se déplace dans un fauteuil roulant qu'il contrôle par la pensée

La caractéristique la plus remarquable du cerveau humain, outre son infinie complexité, est sans aucun doute sa plasticité. Car s'il y a un truc dans lequel notre processeur biologique interne excelle, c'est bien l'adaptation. Vous perdez la main droite alors que vous êtes droitier ? Pas de souci, vous deviendrez gaucher. Vous devenez aveugle par accident ? C'est gênant, mais vos autres sens feront des heures sup' pour compenser. Le cerveau est une machine à faire avec les moyens du bord. Aujourd'hui, de nombreux projets tentent de tirer profit de cette formidable flexibilité pour développer les prothèses robotisées, exosquelettes et autres jouets transhumanistes qui devraient, à terme, dépasser les handicaps naturels et faire entrer homo sapiens dans l'ère du biohacking. En 2016, une nouvelle étude vient de nous prouver que si l'humain augmenté – appelons-le cyborg, c'est plus simple - n'est pas encore tout à fait prêt, le singe cyborg, lui, est déjà parmi nous.

Le projet, dont les résultats ont été publiés le 3 mars dans le Scientific Report de la revue Nature, met en place un dispositif appelé « interface neuronale directe » (ou BCI, pour brain-computer interface) entre un singe, privé de sa liberté de mouvement, et le fauteuil roulant dans lequel il est placé. Grâce à un implant cérébral sans fil de l'épaisseur d'un cheveu, l'animal doit apprendre à contrôler les mouvements du fauteuil par la simple force de la pensée. Après avoir longtemps tâtonné, les équipes du Walk Again Project de l'université Duke, menées par Miguel Nicolelis (dont la conférence TED sur les BCI vaut le détour), ont enfin réussi à créer leurs singes augmentés. Les résultats sont aussi spectaculaires que leur précédent projet d'interface neuronale, retransmis en direct et en mondovision, qui avait permis à un adolescent atteint d'ALS – la maladie de Charcot- de donner le coup d'envoi fictif de la Coupe du monde de foot à Rio, sanglé dans un exosquelette contrôlé par la pensée. A la différence près que celui-ci réagissait à l'électro-encéphalographie (EEG), un dispositif non invasif (il suffit d'enfiler un casque d'électrodes) mais aussi moins réactif.

Jusque-là, l'interface neuronale directe via implant cérébral, le niveau au-dessus, était limitée à une « simple » prothèse permettant à l'animal de contrôler, par exemple, un bras articulé utilisé pour se nourrir. La technique est même déjà au point depuis 2010, et quelques « privilégiés » ont déjà pu bénéficier de prothèses robotiques –d'abord des mains, ensuite des bras entiers- contrôlées directement par le cerveau. Malgré ces avancées, c'est seulement la première fois qu'une interface machine- cerveau permet à un animal de contrôler la locomotion de son corps tout entier. Et c'est bien dans l'aspect générique du dispositif, qui paraît facilement transposable du macaque à l'être humain, que réside le véritable exploit technique. « Nous ne cherchons pas à nous concentrer sur le fauteuil roulant », explique Nicolelis, « car en principe, cela pourrait fonctionner avec n'importe quel type de véhicule » Et le dispositif pourrait même être couplé à du mobilier connecté, contrôlable directement par la pensée. Plus besoin d'interrupteurs dans la maison, l'implant cérébral fera office de télécommande universelle.

Pour parvenir à ces résultats, développe Gizmodo, l'équipe de Nicolelis a d'abord installé ses singes, équipés d'un implant, dans le fauteuil électronique, programmé pour s'approcher et s'éloigner d'une récompense. Les animaux étaient donc de simples passagers, et l'exercice visait à leur faire prendre conscience de la distance qui les séparait de la récompense, de la même façon que la majorité d'entre nous vérifie à quelle distance se trouve une bagnole avant de décider de traverser une rue. Le procédé s'appelle l'imagerie mentale.

Dans un second temps, les chercheurs ont analysé les données d'activité cérébrale récoltées par l'implant, avant de concevoir un programme pour les traduire en commandes motrices. Avant de faire l'inverse, en mettant les singes aux commandes du fauteuil et en laissant les algorithmes « écouter » le cerveau du singe pour décoder ses intentions. Une fois la phase de calibrage terminée, la plasticité du cerveau allait faire le gros du travail : apprendre à utiliser le nouveau membre sans indication préalable. En six semaines, le processus d'apprentissage, qui reste un des grands mystères de la neuroscience, s'est même traduit par l'apparition d'un nouveau type de signal d'activité cérébrale, qui n'existait pas au début de l'expérience.

En clair, raconte Nicolelis, «le cerveau assimile le fauteuil roulant comme une extension de sa représentation corporelle. » Comme d'habitude, il fait avec ce qu'il peut contrôler, et tant pis si les jambes d'hier ont été remplacées par un cube de métal sur roulettes. Prochaine étape : les essais sur cobayes humains, alors qu'on connaît encore mal l'effet d'un implant sur notre cerveau. « Nous allons le faire», assure Nicolelis, confiant. « Après 17 ans de recherche, nous y sommes enfin ». Si un implant n'a jamais squatté un cerveau humain plus de quelques mois, les singes de Nicolelis portent le leur depuis sept ans. Et semblent plutôt bien se débrouiller avec leur nouveau corps de métal. Bientôt, tout le monde pourra peut-être devenir Krang, et échanger son corps contre celui d'un cyborg géant en slip contrôlé par interface neuronale. Peinard.