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En vidéo : des rats communiquent à distance de cerveau à cerveau

Des rats reliés par une machine connectée à leurs cerveaux ont pu communiquer et collaborer à 6.500 kilomètres de distance. Ce n’est pas de la télépathie mais cette découverte pousse un peu plus loin les interfaces cerveau-machine. Cependant, l’exploit semble loin de faire l’unanimité parmi les spécialistes…

Les rats peuvent échanger des informations de cerveau à cerveau sur de très longues distances grâce à une interface cerveau-machine-cerveau. De quoi brancher nos esprits en réseau pour avoir de meilleures idées ? © Jean-Etienne Minh-Duy Poirier, Wikipédia, cc by sa 2.0 Les rats peuvent échanger des informations de cerveau à cerveau sur de très longues distances grâce à une interface cerveau-machine-cerveau. De quoi brancher nos esprits en réseau pour avoir de meilleures idées ? © Jean-Etienne Minh-Duy Poirier, Wikipédia, cc by sa 2.0

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Miguel Nicolelis est un habitué des découvertes sensationnelles. C’est lui déjà qui, il y a quelques années, avait permis à des singes de contrôler un bras robotique par leurs ondes cérébrales. Récemment, il a encore fait parler de lui en permettant à des rats de voir dans l'infrarouge grâce à une neuroprothèse. Désormais, dans sa dernière expérience menée avec ses collègues de l’université Duke, il vient de réussir, avec un succès relatif, à faire entrer en communication des rats dont les cerveaux étaient connectés à une machine et distants de plusieurs milliers de kilomètres.

Dans son livre, Beyond Boundaries, sorti en 2011, il expliquait déjà vouloir réaliser une telle expérience, avec comme objectif de créer un ordinateur d’un genre nouveau, basé sur un ensemble de cerveaux branchés en réseau. Ou comment donner une nouvelle définition du mot brainstorming... C’est donc un premier pas en ce sens qui est décrit dans les colonnes de la revue Scientific Reports.


Les rats ont été préalablement entraînés à activer le levier sous la diode luminescente qui s'allume (comme à gauche) pour récupérer une gorgée d'eau en récompense (Reward). C'est le rat « encodeur » (Encoder). À droite, en revanche, les deux diodes sont allumées. Pour que le second rat (Decoder) puisse actionner le bon levier et que les deux rongeurs aient droit à leur récompense, les informations motrices du cerveau du premier rat transitent via une machine connectée aux deux cerveaux et renvoie le signal au cortex moteur du deuxième rat. Ainsi, il sait dans quelle direction se tourner. © Miguel Pais-Vieira et al., Scientific Reports

Des rats qui communiquent par le cerveau

À l’Institut international pour les neurosciences de Natal (Brésil) ainsi qu’à l’université Duke (Durham, États-Unis), deux villes distantes de 6.500 km environ, des rats étaient entraînés à appuyer sur des leviers situés en dessous de l’une des deux diodes luminescentes qui s’allumait pour obtenir en récompense une gorgée d'eau. C’est après cette phase que 32 microélectrodes ont été insérées dans le cortex moteur de leurs cerveaux et connectées à une machine.

Dans une seconde partie de l’expérience, seul l’un des rongeurs devait réaliser la même tâche. Le second, lui, devait composer avec les deux diodes allumées. Comment faire le bon choix ?

Après avoir enregistré l’activité du cortex moteur du premier rat, les auteurs l’ont simplifiée en tentant d’extraire uniquement le signal correspondant au choix du levier. Cet influx électrique a alors été envoyé dans le cortex moteur du second rat. Bien qu’on ne sache pas vraiment comment ce signal a été encodé, le rat se dirigeait le plus souvent (dans 64 % des cas au lieu de 50 % s'il se dirigeait au hasard) vers le bon côté de sa cage.

Pour que les animaux aient droit à leur récompense, il fallait que les deux rats réussissent le test. En cas d’échec, les scientifiques ont remarqué que le premier rongeur modifiait le signal qu’il envoyait, celui-ci étant plus net et plus marqué. Souvent, le deuxième rat réussissait alors mieux l’exercice.

Le rat de gauche, au Brésil, a envoyé des informations de son cortex cérébral à travers une machine, pour guider le rat de droite, aux États-Unis, à 6.500 km de distance. © Miguel Pais-vieira et al, Scientific Reports
Le rat de gauche, au Brésil, a envoyé des informations de son cortex cérébral à travers une machine, pour guider le rat de droite, aux États-Unis, à 6.500 km de distance. © Miguel Pais-vieira et al, Scientific Reports

Des ordinateurs composés de supercerveaux

Une expérience similaire a été réalisée avec les sensations ressenties par les vibrisses (les moustaches) des rats, avec un taux de réussite équivalent.

La prochaine étape : connecter quatre cerveaux de souris ensemble pour créer un « supercerveau ». Pour l’heure, il n’est pas question d’utiliser un tel procédé sur l’Homme, même si certains l’envisagent déjà pour éventuellement aider des patients paralysés ou atteints du syndrome d’enfermement (paralysie complète, à l’exception des paupières, alors que la personne est consciente de tout et entend tout).

Un scénario indigne d’Hollywood

Si la performance paraît exceptionnelle, elle ne semble pas impressionner les spécialistes du sujet. Lee Miller, de la Northwestern University, précise à Nature News que Miguel Nicolelis les a généralement habitués à mieux et que cet article ne ferait même pas un bon scenario pour un film hollywoodien.

Andrew Schwartz, de l’université de Pittsburgh, n’est pas plus tendre. Il trouve très faible le taux de réussite de 64 % pour une tâche simple, limitée à seulement deux choix. Il aurait été impressionné si la collaboration entre les rongeurs s’était révélée bien plus complexe.

Exploit ou pas, cette expérience ne peut laisser de marbre et les critiques n’empêcheront pas Miguel Nicolelis de poursuivre ses recherches. Il travaille en parallèle sur un autre projet : il espère permettre à un enfant paralysé des membres inférieurs de donner le coup d’envoi de la Coupe du monde 2014 de football, au Brésil. Comment ? Avec une jambe robotique contrôlée par la pensée…


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