Des chercheurs utilisent l'interface cerveau-machine pour créer un sixième sens chez le rat

Dans le domaine médical, la plupart interface cerveau-machine la recherche vise à tenter de remplacer les informations sensorielles perdues, par exemple en rétablissant le sens du toucher chez les personnes souffrant de lésions médullaires. Cependant, une étude récente a adopté une approche différente en utilisant une interface cerveau-machine pour augmenter les systèmes sensoriels existants et créer un « sixième sens » chez les rats.

« Cela constitue une étape importante vers les systèmes « cyber-physiques », qui fusionnent les ordinateurs avec le monde vivant. cerveau », a déclaré à Digital l'auteur principal, le Dr Tim Lucas, professeur adjoint de neurochirurgie à l'Université de Pennsylvanie. Les tendances. Il a déclaré que la technologie pourrait être développée à l'avenir pour redonner des expériences sensorielles aux personnes souffrant de paralysie.

Les interfaces cerveau-ordinateur peuvent être utilisées pour tout contrôler, depuis des drones aux bras bioniques

C’est exactement ce que fait la nouvelle étude de Penn Medicine, en implantant de minuscules électrodes dans le cerveau de rats et en leur fournissant des informations sous forme de retour sensoriel. Les chercheurs ont commencé par implanter chirurgicalement les électrodes dans le cerveau des rats. Ensuite, ils ont placé les animaux dans un labyrinthe aquatique peint en noir à l'intérieur, avec une plate-forme cachée sous l'eau qu'ils devaient atteindre pour s'échapper.

Les rats ne pouvaient pas voir la plate-forme et ne recevaient donc aucune information visuelle sur la manière de naviguer dans le labyrinthe. Mais ils disposaient d’informations provenant de l’interface. Les électrodes ont stimulé leur cerveau pour informer les rats où se trouvait la plate-forme par rapport à leur position actuelle, et les rats ont pu utiliser cette information pour atteindre la plate-forme même dans le obscurité.

Les chercheurs ont utilisé une technique appelée microstimulation intracorticale, qui est beaucoup plus précise que d'autres types de stimulation cérébrale (comme stimulation transcutanée en courant continu). Ces autres méthodes activent des milliers ou des millions de neurones et autres éléments neuronaux, alors que la microstimulation intracorticale n’active qu’une dizaine d’éléments. Cela signifie que la stimulation appliquée au cerveau peut être ciblée avec précision, donnant aux chercheurs la possibilité de créer une perception unique et discrète au lieu d’activer une zone entière du cerveau.

Grâce à cette stimulation plus précise, les chercheurs pourraient cibler des zones cérébrales très spécifiques pour transmettre des informations. Cependant, il y a un défi. Il ne suffit pas de simplement stimuler une zone du cerveau et de supposer que l’animal sera capable de comprendre cette information. L’une des avancées réalisées par l’équipe a été de montrer que le « Rat-Robot » pouvait assimiler les informations, traitant les signaux produits en externe avec autant de succès que s'il utilisait ses signaux naturels sens.

Il y a eu des tentatives antérieures pour créer un « sixième sens » pour les directions en utilisant des outils externes comme un ceinture vibrante qui peut aider les personnes malvoyantes naviguer dans leur environnement. Cependant, il existe des limites quant aux personnes pouvant utiliser ces outils externes: ils ne peuvent pas être utilisés par des personnes paralysées, par exemple, qui ne peuvent pas ressentir de retour sensoriel.

"Une application éventuelle de ce dispositif cerveau-ordinateur consiste à restaurer la sensation chez les personnes ayant souffert d'une lésion de la moelle épinière", a déclaré Lucas. « Un patient comme Christopher Reeve ne peut ni lever son doigt, ni sentir une aiguille lui enfoncer le doigt. Christopher Reeve n’aurait guère d’utilité pour une ceinture vibrante.

Avant que les chercheurs puissent envisager d’implanter un appareil de stimulation cérébrale chez un humain, ils devraient mener de nombreux autres essais sur des animaux pour garantir la sécurité de la technologie. Mais à terme, ils pensent pouvoir utiliser des dispositifs cerveau-ordinateur pour intégrer des ordinateurs dans le cerveau humain.

Cela ouvre la porte à des applications qui connectent des appareils situés dans le cerveau à des appareils situés ailleurs dans le corps. "Notre vision à long terme est de relier ce système à des capteurs implantables dans les membres paralysés pour offrir une expérience sensorielle complète aux patients paralysés", a déclaré Lucas.

Et cette recherche n’a pas seulement un intérêt pour aider les personnes handicapées. Cela pourrait potentiellement ouvrir la voie à un tout nouveau domaine de dispositifs cerveau-ordinateur, tels que les biorobots capables d’effectuer des opérations de recherche et de sauvetage.

Les résultats sont publiés dans la revue PNAS.

Recommandations des rédacteurs

• Un homme utilise des bras robotiques prothétiques contrôlés par le cerveau pour manger un Twinkie
• Une IA qui lit dans les pensées analyse vos ondes cérébrales pour deviner quelle vidéo vous regardez
• L'interface cerveau-ordinateur de Facebook pourrait vous permettre de taper avec votre esprit
• Une IA révolutionnaire peut synthétiser la parole en fonction de l’activité cérébrale d’une personne
• Les rats cyborgs contrôlés mentalement en Chine sont la preuve que nous vivons dans une dystopie cyberpunk

Améliorez votre style de vieDigital Trends aide les lecteurs à garder un œil sur le monde en évolution rapide de la technologie avec toutes les dernières nouvelles, des critiques de produits amusantes, des éditoriaux perspicaces et des aperçus uniques.