Des chercheurs sont parvenus à lire l’activité du cerveau grâce aux ultrasons. © Caltech
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Interface cerveau-machine : des ultrasons pour faire parler le cerveau

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[EN VIDÉO] 5 mythes sur le cerveau humain  À l'occasion de la Semaine du Cerveau, qui se tient du 16 au 22 mars 2020, voici 5 mythes sur le cerveau humain qui ont la vie dure. Sont-ils vrais ou faux ? Réponse en vidéo !  

Des chercheurs américains viennent de mettre au point une interface cerveau-machine basée sur le même principe que l'échographie Doppler. Grâce aux ultrasons, ils sont parvenus à lire l'activité du cerveau, ce qui pourrait permettre à terme de commander des prothèses ou piloter un ordinateur.

Les interfaces cerveau-machine, qui mesurent l'activité du cerveau pour contrôler par exemple une prothèse ou même un ordinateur, présentent toutes des défauts. Les électrodes sont très précises, mais nécessitent une chirurgie invasive pour être implantées. L'électroencéphalographie (EEG) est peu précise et l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) nécessite un équipement volumineux. Dans un article publié dans la revue Neuron, des chercheurs de l'Institut de technologie de Californie ont mis au point une nouvelle technique utilisant des ultrasons.

Lorsqu'une partie du cerveau s'active, la circulation du sang augmente dans cette zone. Les chercheurs ont pu mesurer le flux sanguin avec une technique d'ultrasons fonctionnels. Ils s'appuient notamment sur l'effet Doppler, ce phénomène qui fait qu'on ne perçoit pas de la même manière le gyrophare d'un véhicule selon qu'il se rapproche ou s'éloigne. Comme avec l'échographie Doppler, les modifications au niveau de la circulation sanguine sont détectables grâce aux ultrasons, mais cette fois au niveau du cerveau et avec une précision inférieure à 100 micromètres.

Une technique moins invasive que les électrodes

Les chercheurs ont testé leur méthode sur des primates entraînés à bouger leurs bras ou leurs yeux d'une certaine manière. Grâce à l’apprentissage automatique, ils ont pu prévoir l'action à l'avance, notamment le type de mouvement (bras ou yeux), la direction (gauche ou droite) et quand ils allaient effectuer le geste.

Cette interface cerveau-machine est moins invasive que les électrodes, mais nécessite tout de même de remplacer une partie du crâne par une matière qui laisse passer les ultrasons. Elle ne nécessite cependant pas de percer la dure-mère, la membrane qui entoure le cerveau, ce qui réduit considérablement les risques. Il ne faudra donc pas s'attendre à voir se généraliser cette technique pour piloter son ordinateur, mais elle pourrait présenter une alternative très intéressante pour aider les personnes paralysées.

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