Actipathie

  aktipati

Commande des machines par la pensée

Lorsqu’on décide d’un mouvement, notre cerveau émet un signal électrique qui envoie un message aux muscles concernés. L’actipathie consiste à capter ce message cérébral et à l’envoyer à une machine qui effectuera l’action associée.

La captation s’effectue par différents moyens :
– La pose d’électrodes dans les zones proches du cerveau.
– La pose d’implants à l’intérieur de la boîte crânienne.

Ces liaisons par la pensée ont de multiples usages. Quelques exemples :
– diminuer le temps de réaction lorsqu’on veut utiliser machines sur un champ de bataille (armes, robots, drones…),
– accélérer le transfert d’informations tout au long de la chaîne de commandement,
– diriger un exosquelette et autre robots lorsqu’on est tétraplégique.

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Atouts

L’actipathie améliore l’interaction entre un individu et une machine.

On supprime le temps de latence provenant de l’obligation pour le cerveau d’envoyer, dans un premier temps, un signal aux doigts (commande manuelle) ou à la bouche (commande vocale).

L’actipathie va permettre des exploits comme commander un essaim de drones par la pensée. La récolte et le traitement rapide d’un maximum de données donnera un avantage décisif aux possesseurs de cette technologie.

Les soldats tétraplégiques pourraient marcher de nouveau ou du moins retrouver une certaine autonomie. Le cerveau des paraplégiques continue d’envoyer des ondes au corps qui ne les reçoit plus. L’actipathie permet de traduire ces ondes sous forme numérique, de les analyser et de les transmettre à une machine capable de remplacer les fonctions motrices perdues.

Défis

L’activité de l’esprit a du mal à être cernée. Le cerveau est toujours en action.

Trouver une information précise, c’est comme chercher une aiguille dans une botte de foin. Il faut maîtriser cette complexité pour qu’il soit un lien fiable entre une pensée et une machine.

La détection des ondes cérébrales à l’extérieur du crâne est imprécise. L’os du crâne filtre et atténue le signal. Si la qualité des signaux captés par des implants est de meilleure qualité, cela nécessite une chirurgie risquée et coûteuse. De plus, il faut vérifier que ces implants, une fois insérés, ne créent pas de réactions immunitaires et que leur signal ne se dégrade pas dans le temps.

Nous en sommes encore au stade des essais en laboratoires. Les sujets sont dans des pièces calmes et ne sont pas distraits. Ces tests montrent pour l’instant que le concept a de l’avenir. Il y a encore du chemin à faire pour le système soit assez solide et robuste pour être utilisé dans le monde réel et encore plus sur un champ de bataille.

Les projets de loi de bioéthique entendent encadrer les techniques d’enregistrement de l’activité cérébrale. L’objectif est que l’utilisation des neurotechnologies et neuroscience ne portent pas atteinte à l’intégrité psychique des personnes et entravent leur liberté de penser. Lorsqu’on développe un dispositif, il faut vérifier que ce cadre éthique soit toujours respecté.

Indicateurs

L’armée américaine estime que l’actipathie pourrait s’avérer possible dans les trente prochaines années.

En suivant les développements des interfaces dans le domaine du jeu vidéo, on se rend compte que la révolution pourrait bien venir de cette industrie. La précision ainsi que la complexité des tâches que ce genre d’interface permettra de gérer sera un bon indicateur de la maturité atteignable dans le secteur militaire.

Questions ouvertes

Est-ce qu’avec cette technologie l’homme commandera des machines ou deviendra-t-il une machine qui est commandée ?

Demain, pourrons-nous décoder les processus mentaux ? Si oui, qu’est-ce qui nous empêchera d’effectuer des manipulations neuronales ?

Pourrons-nous empêcher les IA de pirater les implants de nos cerveaux ?

C’est déjà demain

La pensée aux commandes

Depuis quelques années, les interfaces cerveau-machine (ICM), reliant un cerveau et un dispositif électronique externe (ordinateur, exosquelette, etc.) sont passées de l’état de science-fiction à réalité.

https://www.arte.tv/fr/videos/050936-002-A/l-interface-cerveau-machine-comment-ca-marche/

Les interfaces cerveau-machine

 

Il a deux manières de capter les ondes cérébrales. La pose d’électrodes sur la boîte crânienne ou à proximité ou par des implants insérés dans le cerveau. Les deux dispositifs ont leur limite. Pour les enregistrements extérieurs, la boîte crânienne fait écran. Ils sont donc de qualité médiocre. Pour les implants dans le cerveau, cela nécessite des opérations longues et risquées. Les chercheurs travaillent sur l’amélioration des deux dispositifs.

Lancé en mars 2018, le programme Next-Generation Nonsurgical Neurotechnology (N3) développe des interfaces cerveaux machine ne nécessitant pas d’interventions chirurgicales. Six équipes utilisent différentes méthodes pour atteindre cet objectif. Une équipe du Carnegie Mellon University se base sur les signaux électriques et des ultrasons pour faire fonctionner son enregistreur.

L’Université Carnegie Mellon a créé un bras robotique contrôlé par l’esprit qui fonctionne sans implant cérébral. Les chercheurs utilisent une combinaison de techniques de détection et d’apprentissage automatique pour atteindre des signaux situés au plus profond du cerveau des participants portant des casques EEG.Lors du test, le bras robotisé a pu suivre en continu le curseur en temps réel sans mouvements saccadés.

Des chercheurs du Georgia Institute of Technology développent une interface cerveau-ordinateur, connectée à la partie supérieure du cou. Ce système portable et flexible peut contrôler un fauteuil roulant électrique, une mini-voiture et une présentation de logiciel. À terme, il devrait être utilisé pour contrôler des équipements militaires.

Ni2o, (pour neuron input to output) travaille sur un implant cérébral de la taille d’un grain de riz. Baptisé Kiwi, il permet une communication bidirectionnelle entre le cerveau et l’ordinateur. L’implant comporte une puce informatique dotée de circuits adaptés à l’apprentissage profond. Un dispositif extérieur sur le crâne assure l’alimentation par induction et relaie la communication sans fil. L’implant cérébral est implanté, en passant par la cavité nasale, en seulement 2 heures, au lieu de plus de 12 heures pour les implants actuels.

 

Des futurs usages

La DARPA travaille depuis 2015 sur une technologie qui permet à une personne de piloter plusieurs avions et drones avec son esprit. En 2016, un volontaire équipé d’une interface cerveau-ordinateur (BCI) a pu diriger un avion dans un simulateur de vol tout en gardant deux autres avions en formation. Pour l’expérimentation, ils ont choisi des personnes qui avaient déjà des électrodes cérébrales, ou avaient des raisons de subir une intervention chirurgicale.

Réparation

En février 2018, une équipe de recherche de l’Université de Pennsylvanie a présenté un implant cérébral qui restaure en partie la mémoire défaillante de vétérans de l’armée. Cet implant se connecte au lobe temporal gauche. Il permet, grâce à un logiciel approprié, d’améliorer la transmission des signaux électriques et, in fine, de renforcer certaines capacités de mémorisation du sujet.

Une équipe du Wake Forest Baptist Medical Center travaille sur un implant qui ne tente pas d’améliorer la transmission du message. Il identifie le code transmis par les neurones pour chaque souvenir et complète l’information lorsque le cerveau n’en est plus capable.

Des chercheurs de l’Université de Californie à San Francisco mettent au point un décodeur cérébral capable de transformer les signaux du cerveau en paroles. Ce neurotraducteur s’adresse aux patients incapables de parler à cause d’un AVC ou d’une paralysie.

Des chercheurs français de Climatech (CEA Grenoble) travaillent sur un exosquelette pouvant être commandé par la pensée. Un jeune homme de 28 ans, paralysé des épaules au bas du corps peut effectuer des gestes simples comme marcher, plier le coude ou attraper un objet. L’exploit a été réalisé à l’aide d’un avatar numérique et d’électrodes, qui transforment les impulsions de son cerveau en signaux informatiques et commandent un exosquelette. Chez les paralysés, le cerveau génère toujours les ordres qui habituellement font bouger les bras et les jambes.

Des faux souvenirs

L’équipe américaine du Professeur Todd Roberts, du Southwestern Medical Center au Texas a voulu savoir s’il était possible d’implanter de faux souvenirs.
Pour leurs travaux, ils ont utilisé le diamant mandarin, un oiseau qui apprend à chanter en mémorisant ce qu’il entend de ses géniteurs. Les chercheurs ont encodé des mélodies dans le cerveau d’un groupe d’oiseaux. Ils ont pu constater qu’ils les chantaient alors qu’ils ne les avaient jamais entendues. Ils ont observé que les longueurs de note correspondaient au niveau de lumière reçue. Plus la stimulation lumineuse des neurones était longue, plus la note apprise avait également une longueur importante.

Selon ces scientifiques, il serait tout à fait possible d’imaginer intervenir, par les mêmes techniques optogénétiques, sur d’autres aires cérébrales, pour implanter ou modifier des souvenirs plus complexes.

 

Vigilance éthique pour préserver la liberté de penser

” Face au développement spectaculaire des technologies de manipulations cérébrales, la vigilance s’impose.
Les extraordinaires propriétés de plasticité du cerveau humain permettent d’agir directement sur le cerveau pour le réparer. Il faut vérifier que les stimulations n’altèrent pas le fonctionnement normal du cerveau et portent atteinte à l’autonomie du patient en interférant avec ses pensées, ses émotions, son libre arbitre.
La surveillance des cerveaux a déjà commencé. En Chine, les élèves d’une école primaire près de Shanghai sont équipés de casques pour détecter leur attention en classe. Dans une usine à Hangzhou, les quarante mille ouvriers portent des casques munis de capteurs pour détecter les ondes cérébrales associées à des états émotionnels qui perturbent la concentration. Il faut donc aussi éviter l’exploitation sans consentement éclairé des données cérébrales collectées dans le cadre médical, de la vie privée ou de la surveillance de la population.”

 Catherine Vidal, neurobiologiste et membre du comité d’éthique de l’INSERM

Actualités du futur


9 juin 2042 | PHILOARMY

Tétraplégique et pilote en série


Il y a cinq ans, le capitaine Ernst Morang était en opération dans une contrée montagneuse. Alors que l’ennemi envoyait des gaz hallucinogènes, un de ses hommes a glissé et est tombé sur une plateforme quelques mètres plus bas., Ernst entreprit d’aller le chercher.

L’opération était périlleuse, mais il réussit. Alors que l’homme était remonté, la plateforme s’écroula. Ernst fit une chute de 15 mètres. Depuis, il est tétraplégique.

Après avoir appris à commander un exosquelette par la pensée, il fit de même pour tous les objets connectés qui lui permettent de vivre sans assistance : la voiture autonome, des robots, l’ascenseur, la gazinière, la machine à café… « Le plus compliqué est d’attribuer une action à un groupe de neurones afin d’éviter la confusion  dans les commandes », explique-t-il.

Sa dextérité neuronale a retenu l’attention l’armée qui lui a proposé de devenir pilote cervoTic. Aujourd’hui, il pilote une escadrille d’une dizaine d’avions de chasse : « Le fait que je sois le seul à donner des ordres facilite la cohérence entre tous les avions », dit Ernst en précisant que le plus délicat est de maintenir la concentration dans la durée. Pour ce faire, il est obligé de méditer plusieurs heures par jour.