Rappelez-vous la scène emblématique du premier Guerres des étoiles film dans lequel R2-D2 projette un hologramme de la princesse Leia, suppliant Obi-Wan Kenobi de l'aider? Une technologie similaire dans le monde réel pourrait un jour faire bien plus que proposer des avertissements de science-fiction; cela pourrait aussi potentiellement transformer des vies. Et tout cela grâce à un peu de manipulation cérébrale.
À l’Université de Californie à Berkeley, des chercheurs étudient les moyens de projeter une image holographique directement dans le cerveau. Comme ils l’ont découvert, cela peut être utilisé à la fois pour lire l’activité neuronale et pour la stimuler.
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Les résultats pourraient signifier un jour pouvoir activer ou supprimer des milliers de neurones à la fois; copier des schémas d’activité cérébrale réelle pour faire croire au cerveau qu’il a ressenti, vu ou ressenti quelque chose. Donc Guerres des étoiles avec une touche de La matrice ou Création, alors!
« Nous avons développé un système utilisant la lumière laser qui peut à la fois « lire » l’activité cérébrale et « écrire » l’activité cérébrale. »
Hillel Adesnik, professeur adjoint de biologie moléculaire et cellulaire, a déclaré à Digital Trends. « Le système utilise les principes de l’holographie: une méthode pour générer des motifs de lumière tridimensionnels que beaucoup pourraient connaître dans les écrans holographiques. L'objectif de cette technologie est de mesurer l'activité cérébrale en cas de santé et de maladie afin que nous puissions corriger les schémas d'activité aberrants en temps réel et traiter un large éventail de problèmes neurologiques troubles. »« L’objectif de cette technologie est de mesurer l’activité cérébrale, tant en matière de santé que de maladie. »
La technologie de projection holographique fonctionne à l'aide d'un écran LCD qui fonctionne comme un négatif holographique pour façonner la lumière laser en motifs conçus sur mesure. Ces faisceaux laser de 40 W sont ensuite pulsés incroyablement rapidement en rafales de 300 femtosecondes chaque microseconde. L’objectif est de les pulser suffisamment rapidement pour simuler les cadences de déclenchement normales observées dans le cortex cérébral.
Jusqu’à présent, la technique a été démontrée avec succès chez la souris. Cela a été réalisé en modifiant les neurones du cerveau de la souris afin qu’ils expriment des protéines qui créent un bref pic d’activité lorsqu’elles sont exposées à la lumière. À l’heure actuelle, cette étude n’a été réalisée que sur un minuscule morceau de cerveau mesurant un carré d’un demi-millimètre, mais les chercheurs pensent pouvoir l’étendre à plus grande échelle. Et lorsqu’ils le font, les résultats peuvent être extraordinaires.
Activer les cellules cérébrales avec l'holographie
"À l'avenir, lorsque la thérapie génique se sera révélée sûre chez l'homme, ce système pourrait suivre l'activité cérébrale des patients souffrant de troubles neurologiques, notamment l'épilepsie et la schizophrénie", identifiez rapidement quand l'activité cérébrale va mal, puis stimulez les modèles d'activité dans le cerveau pour corriger cette activité et bloquer les symptômes de ces maladies », Adesnik a continué.
"Les patients qui ont perdu la fonction de leur rétine ou d'autres organes sensoriels pourraient utiliser ce système pour retrouver la vision."
« Plus généralement, cette technologie pourrait également être utilisée pour les prothèses neuronales. Les patients qui ont perdu la fonction de leur rétine ou d’autres organes sensoriels pourraient utiliser ce système pour retrouver la vision. En principe, il pourrait être possible de récupérer les données d'imagerie d'une caméra montée sur un casque et d'écrire cette activité - après le transformation appropriée - sous forme d'activité neuronale directement dans le cerveau pour fournir à une personne aveugle des informations artificielles vision."
Dans le même esprit, Adesnik a déclaré qu'il pourrait être possible pour les chercheurs d'utiliser ce développement pour mettre au point de nouvelles façons de contrôler les prothèses intelligentes, comme les bras robotiques.
Bien que cette recherche en soit encore à un stade relativement précoce, elle pourrait potentiellement résoudre deux des plus grands défis qui existent dans le domaine des interfaces cerveau-machine. Il s’agit de la faible résolution spatiale des systèmes existants approuvés pour une utilisation humaine et du fait que ces systèmes ne réécrivent généralement pas de retour sensoriel. Ceci est crucial si les chercheurs veulent créer des outils qui nous permettront d’utiliser avec précision nos mains et nos bras pour ramasser des objets.
La prochaine étape du projet? UN prothèse neurale pour les souris, apparemment.
"Nous prévoyons d'utiliser ce système pour voir si nous pouvons guérir des modèles de maladies cognitives, telles que la schizophrénie", a poursuivi Adesnik. "Mais en tant que neuroscientifiques fondamentaux, nous sommes également principalement intéressés par l'utilisation de ce système pour" déchiffrer "les codes neuronaux de la perception sensorielle."
:Nous voulons comprendre comment notre cerveau construit des perceptions de notre monde extérieur à travers le langage de neurones, qui est essentiellement un code numérique de zéros et de uns dans des centaines de millions de cellules cérébrales. Nous pensons que cette nouvelle technologie peut répondre à cette question fondamentale en neurosciences car nous pouvons tenter générer des perceptions artificielles en écrivant des modèles d'activité spécifiques dans le cerveau et voir ce que 'travaux.'"
Un document décrivant le travail a été récemment publié dans la revue Nature Neuroscience.
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