Le premier tweet au monde « Written by Mind » est apparu. Jusqu’où est-il de jouer avec les téléphones portables par l’esprit ?

"Bonjour le monde!"

C'est ce que de nombreux débutants écriront lorsqu'ils entreront en contact avec un langage de programmation.

C'est aussi la clé d'un nouveau monde pour Phillip O'Keefe, un patient de 62 ans souffrant de gel progressif.

La maladie du gel graduelle est une maladie neurodégénérative progressive et mortelle qui finit par perdre complètement sa capacité à contrôler les mouvements volontaires.

Avec l'aide de l'interface cerveau-ordinateur de Synchron, O'Keefe a seulement "écrit" le mot avec des pensées et a envoyé des signaux de communication simples mais significatifs au monde extérieur.

À l'autre bout de l'écran, il se comportait comme n'importe qui tapotant du doigt.

Aussi naturel que de faire du vélo

Synchron, fondée en 2017, est une start-up de la Silicon Valley dans le domaine des neurotechnologies, axée sur l'interface cerveau-ordinateur (BCI).

Le tweet "Hello world" a été publié le 23 décembre, lorsque O'Keefe a repris le compte Twitter du PDG de Synchron Thomas Oxley pendant 30 minutes.

En plus de dire bonjour, O'Keefe a également publié un autre tweet, déclarant qu'il n'a pas besoin d'utiliser le clavier ou la fonction vocale, et que seul « penser » peut publier des informations.

Synchron a souligné que c'était la première fois que quelqu'un s'exprimait directement sur les réseaux sociaux via BCI. Ce moment symbolique ouvre la porte aux patients pour rester en contact avec le monde.

En 2020, ils ont mené une étude similaire , et deux patients ont réalisé la saisie et l'envoi de textes, mais ils n'ont pas montré le processus au public.

Le miracle est le dispositif d'interface cerveau-ordinateur de Synchron Stentrode, un petit réseau d'électrodes de type stent implanté dans le cerveau par la veine jugulaire, permettant aux patients de « bouger leurs membres en pensant et de contrôler sans fil des appareils externes ».

Stentrode nécessite environ deux heures de chirurgie mini-invasive, qui, selon la société, est effectuée dans un "kit d'angiographie largement utilisé", similaire à la mise en place d'un stent dans le cœur.

O'Keefe, le protagoniste de l'expérience, a reçu un diagnostic de gelure en 2015 ; en avril 2020, il a commencé à implanter l'interface cerveau-ordinateur de Synchron. L'activité cérébrale est collectée par des capteurs dans les vaisseaux sanguins du cerveau et transmise à l'ordinateur via l'appareil thoracique.

Une fois l'appareil implanté, appuyez sur la cheville gauche pour annoncer des « clics de souris » ; le suivi des yeux est utilisé pour déplacer le curseur.

A cette époque, O'Keefe avait perdu beaucoup de capacités, au moins il pouvait contrôler sa main pour déplacer la souris et taper lentement.

Mais O'Keefe s'attendait depuis longtemps à ce que sa maladie finisse par se développer au point où il ne pourrait plus taper, utiliser une souris ou parler, et son utilisation des interfaces cerveau-ordinateur augmenterait avec le temps.

Pour les patients complètement immobiles, l'appareil doit interagir directement avec le cerveau, et pas seulement suivre les yeux ou placer des boutons sur un fauteuil roulant.

Il a donc participé activement à la dernière expérience, "sinon je serai furieux du statu quo".

Heureusement, tout le monde était content du résultat. Récemment, O'Keefe a déclaré dans un communiqué que les dernières technologies lui ont apporté « beaucoup d'indépendance » :

Ce système est surprenant, il demande de la pratique tout comme apprendre à faire du vélo, mais une fois qu'on commence à rouler, cela devient très naturel. Maintenant, je veux juste cliquer où sur l'ordinateur, puis je peux envoyer des e-mails, faire des achats ou utiliser les réseaux sociaux.

Le PDG de Synchron, Thomas Oxley, a déclaré que leur objectif immédiat était d'agir sur le cortex moteur et d'espérer finalement "réaliser une transmission de données dans l'ensemble du cerveau".

Le cerveau peut être un système de données

En juillet de cette année, Synchron a reçu l'approbation réglementaire de la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis, et c'est actuellement la seule société approuvée pour un « essai clinique BCI d'implant permanent ».

Dans le même temps, la course au développement et au test d'implants neuraux s'intensifie.

En mai de cette année , l'équipe de recherche de l'Université de Stanford a combiné un logiciel d'intelligence artificielle et des dispositifs d'interface cerveau-ordinateur pour convertir « l'écriture mentale » en mots et phrases à l'écran : un patient paralysé imagine écrire une certaine lettre et implanter un capteur dans le cerveau Après avoir reçu les signaux, l'algorithme d'intelligence artificielle les transcrit sur l'écran de l'ordinateur.

Dans l'étude, un participant appelé T5 a généré du texte à une vitesse de 90 caractères (ou 18 mots) par minute. Lorsqu'on lui a demandé de taper des exemples de phrases, le taux d'erreur de caractère était inférieur à 1% ; en jeu libre, le taux d'erreur de caractère était légèrement supérieur à 2%.

Dès 2007, T5 a presque perdu toutes les fonctions motrices sous le cou en raison d'une lésion de la moelle épinière. Il a fait comprendre à l'équipe de recherche que le cerveau conserve toujours la capacité d'exécuter avec précision après plus de dix ans de silence corporel.

En juillet de cette année, Paradromics, une société de neurotechnologie fondée en 2015, a levé 20 millions de dollars US . Les fonds seront utilisés pour perfectionner son matériel Connexus, qui est chargé de convertir les signaux bioélectriques du cerveau en signaux numériques que les ordinateurs peuvent comprendre.

En termes simples, les quatre modules sur le dessus de la tête transmettent des données au cinquième module implanté dans le crâne, qui à son tour transmet les données au sixième module sous la peau de la poitrine, et transmet enfin les données sans fil à un portable ordinateur fixé sur un fauteuil roulant. .

De cette façon, l'activité cérébrale est transformée en commandes exploitables, telles que le déplacement d'un curseur d'ordinateur.Une technologie précédente a été testée avec succès sur des moutons, et des expériences humaines seront appliquées l'année prochaine.

Paradromics a déclaré que l'un de leurs avantages est le grand nombre d'électrodes, le nombre d'électrodes sur chaque module atteignant 400, ce qui signifie une qualité et une quantité de données plus idéales. Matt Angle, PDG de Paradromics, pense que le cerveau est un système de données :

Une fois que vous aurez compris que la meilleure façon de décrire le cerveau passe par les données, vous redéfinirez de nombreuses maladies classiques et difficiles à traiter. Par exemple, la solution biologique à la cécité peut être d'essayer de régénérer la rétine, tandis que notre méthode consiste à utiliser un ordinateur pour transmettre des données visuelles à la partie droite du cerveau.

Neuralink, une société de neurotechnologie fondée par Musk en 2016, a lancé une puce pilote d'IA implantée dans le crâne.

Cette puce a à peu près la taille d'une pièce de monnaie et est connectée à un fil flexible ultra-mince. Chaque fil mesure environ 5 microns d'épaisseur, 20 fois plus fin qu'un cheveu, et contient un total de 1024 électrodes, qui sont en forme d'éventail dans le cerveau.

Les électrodes lisent l'activité cérébrale en détectant ou en stimulant les neurones, et en théorie peuvent même écrire l'activité cérébrale.

Compatible avec la puce est un robot de précision, qui est responsable de l'implantation de la puce et des fils ultra-fins dans le cerveau, ce qui est souvent difficile pour les mains humaines d'atteindre une telle stabilité. Le processus d'installation ne prend que quelques heures, et une petite cicatrice est laissée à la fin.

En avril de cette année, ils ont utilisé cette puce sur des singes. Dans la vidéo de démonstration , le singe a un joystick connecté au jeu vidéo. Lorsqu'il déplace avec succès le curseur, il peut goûter le smoothie à la banane.

Lorsque le singe utilise le joystick, la puce enregistre son activité cérébrale et renvoie les données à l'ordinateur pour analyser ce que fait son cerveau lorsque le singe bouge sa main ; puis désactive le joystick, bien que le singe contrôle habituellement le jeu avec le joystick. Mais en fait ce processus est complètement réalisé par l'activité neuronale décodée.

En théorie, la même technologie peut être utilisée pour contrôler les prothèses, un autre « manche de commande défaillant ». Musk a déclaré sur Twitter à l'époque que "cela permettra aux personnes paralysées d'utiliser les smartphones plus rapidement que celles qui utilisent les pouces".

Une meilleure façon d'interagir avec le cerveau

Musk, qui a reçu les titres de "clown, génie et industriel" par "Times", a également fait des remarques folles sur le potentiel de la technologie d'interface cerveau-ordinateur :

Il peut créer une « symbiose » entre le cerveau humain et un ordinateur ; permettre aux gens de « enregistrer et de rejouer des souvenirs » ; traiter la paralysie, la cécité, la perte de mémoire et d'autres maladies neurologiques ; permettre une « vision surhumaine » ou permettre aux gens d'appeler par télépathie Leur Tesla.

Mais la technologie d'interface cerveau-ordinateur en est encore à ses débuts et est loin de la vision de Musk. Son innocuité à long terme doit être évaluée chez un plus grand nombre de patients, et de nombreux défis doivent être surmontés.

Tout d'abord, tout dispositif d'interface cerveau-ordinateur comporte des risques : avec le temps, les électrodes qui pénètrent dans les tissus peuvent provoquer une inflammation. Les développeurs étudient des matériaux qui peuvent être implantés dans le cerveau humain pendant une longue période sans s'autodétériorer ni provoquer d'infection.

Les chercheurs recherchent également d'autres moyens de capturer l'activité cérébrale, comme la mise en place de capteurs non invasifs dans le crâne ou les oreilles, mais cela augmente également la distance entre les cellules cérébrales et le capteur, ce qui affecte la résolution de l'enregistrement, et quels patients peut faire Plus limité.

Deuxièmement, pour réaliser plus d'activités, la puce qui lit les données a besoin d'une vitesse plus rapide et d'une résolution plus élevée, l'algorithme d'interprétation des données doit être plus précis et les fils doivent être insérés plus profondément dans le cerveau.

Le professeur agrégé de neurobiologie, le Dr Jason Shepherd, a souligné un jour que certaines maladies neurodégénératives sont difficiles à résoudre avec les interfaces cerveau-ordinateur actuelles, car "le comportement complexe, l'apprentissage et la mémoire ne sont pas seulement régulés par une seule zone du cerveau".

De plus, à mesure que l'interface cerveau-ordinateur mûrit, des problèmes de sécurité, de confidentialité et d'éthique surgiront inévitablement. Après tout, il n'est pas impossible en théorie d'implanter des puces dans le cerveau humain pour obtenir des données cérébrales brutes.

À l'heure actuelle, les derniers travaux en neurotechnologie consistent à enregistrer autant de cellules cérébrales ou de régions cérébrales que possible afin que les scientifiques puissent lire plus précisément les signaux qui soutiennent des activités telles que la parole, la marche et la saisie, puis convertir ces enregistrements neuronaux en instructions. Ces instructions pénètrent ensuite dans l'équipement du robot ou retournent au système nerveux pour produire le mouvement, la vision et même le toucher.

Une tendance visible est que de plus en plus d'investisseurs en capital-risque s'intéressent au domaine des interfaces cerveau-ordinateur. Les données de la société d'analyse PitchBook montrent qu'en juillet, les startups d'interface cerveau-ordinateur ont levé 132,8 millions de dollars cette année, soit un tiers de plus que l'industrie levé pour toute l'année dernière.

Selon Business Insider, de nombreuses entreprises de neurosciences sont entre le stade du développement et celui de l'application, il est trop tôt pour parler du stade du développement et il reste encore beaucoup de travail à faire.

Au moins, les personnes qui ont été privées de leurs capacités athlétiques pour diverses raisons peuvent en voir la lumière, profiter de la connexion, de l'espoir et de la liberté apportés par la technologie et taper à nouveau facilement "Hello World".

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