De la science-fiction à la réalité : la promesse de la neuroinformatique et des interfaces cerveau-ordinateur (BCI)

Un moment vient où vos pensées seront la seule activité dont vous aurez besoin pour faire avancer les choses.

Avez-vous déjà été tellement absorbé par le travail que vous ne vouliez pas bouger le moindre muscle ? Vous n’êtes pas disposé à utiliser votre voix parce que vous sentez que les idées s’échapperont une fois que vous le ferez.

Alors, que faites-vous lorsque vous souhaitez soudainement que vos chansons préférées soient diffusées à ce moment-là, mais que vous vous sentez trop paresseux pour décrocher votre téléphone ou attirer l'attention de Siri pour activer votre liste de lecture ?

Si seulement vos pensées pouvaient passer les commandes, n'est-ce pas ?

Ici, vous pensez : « Siri, joue-moi « Easy on Me » d'Adele » et quelques secondes plus tard, le son remplit votre espace de travail. Ensuite, vous pensez : "Non, trop bas. Siri, augmente le volume à 10", et le volume est ajusté pour s'adapter parfaitement à ce que vous pensez.

Votre cerveau traite seul les commandes sans aucun effort de votre bouche. Je suppose que cela peut être considéré comme une grande avancée dans l’histoire des neurosciences – ou probablement pas !

Découvrons ce que cela signifie pour le monde collectivement.

Qu’est-ce que la neuroinformatique exactement ?

La neuroinformatique est une branche des neurosciences qui traite de l'examen des schémas et des activités cérébrales. Il s'agit d'un sous-domaine des neurosciences cognitives qui étudie scientifiquement les mécanismes biologiques et les réactions du cerveau à différentes expériences.

Le terme s'applique au processus de lecture, d'analyse et d'interprétation des activités cérébrales en utilisant des capteurs cérébraux et un cadre d'imagerie pour examiner comment notre cerveau réagit en réponse à différentes émotions. Cela se fait généralement grâce à l’utilisation d’un périphérique d’interface cerveau-ordinateur.

Le cadre, dans ce cas, est appelé la « triade », un processus en trois étapes d'évaluation des émotions, des évaluations sensorielles-motrices et des connaissances de sens.

Avec l’introduction de l’Al, les neuroscientifiques ont franchi une nouvelle étape dans les études sur l’activité cérébrale.

L'essor de la neuroinformatique

Auriez-vous déjà imaginé qu’un jour, le contenu de vos pensées pourrait être lu par des appareils ?

La science-fiction? Bien sûr! Pourquoi pas? Nous en voyons beaucoup. Mais la réalité ? C'est presque impossible (du moins c'est ce que nous pensions). Les détecteurs de mensonges sont ceux qui lisent le plus dans les pensées, mais ils ne peuvent jamais détecter mot par mot ce que sont vos pensées.

Cependant, la technologie semble toujours nous impressionner à mesure que le temps avance, car la technologie que nous pensions autrefois n'exister que dans les films est là !

L’utilisation d’appareils contrôlés par les ondes cérébrales pour lire dans les pensées a commencé avec l’invention de l’électroencéphalogramme (EEG) dans les années 1900. L’histoire raconte que le psychiatre allemand Hans Berger a créé le premier enregistrement cérébral EEG en neurochirurgie.

Ces appareils, équipés de capteurs, étaient principalement utilisés pour surveiller et enregistrer l'activité cérébrale d'un patient. Lorsqu'ils sont placés sur votre cuir chevelu, les capteurs captent les signaux électriques produits par le cerveau, qui peuvent être interprétés.

Vers 2008, l’EEG axé sur le consommateur a été commercialisé pour un usage public. NeuroSky et Sensible – les deux sociétés technologiques – ont été parmi les premiers acteurs de cette scène en lançant des casques EEG avec la promesse de créer des jeux vidéo contrôlés par l’esprit.

En outre, il a commencé à être testé dans d'autres domaines que les jeux vidéo, comme la manière dont il pourrait être utilisé pour contrôler votre téléphone ou d'autres activités par des sociétés comme iCerveau et Muse .

Soulagement de la technologie des interfaces cerveau-ordinateur

Des innovations et des entreprises avancées comme Meta et Neuralink se sont illustrées avec leurs recherches sur les interfaces cerveau-ordinateur (BCI) - une technologie qui peut capter les pensées directement des neurones du cerveau et les traduire en mots. Cette technologie utilise des algorithmes d’IA pour lire l’activité cérébrale et décoder les émotions en mots.

Entre 2017 et 2019, Meta a commencé à financer recherche sur cette technologie . En mars 2022, les chercheurs de l'UCSF, financés par Nature Neuroscience, ont réussi à décoder le cerveau en texte avec un taux d'erreur moyen aussi faible que 3 % lorsqu'il a été testé avec des vocabulaires allant jusqu'à 300 mots, un énorme progrès par rapport aux études précédentes.

Dans le même temps, Neuralink d'Elon Musk fait déjà beaucoup de progrès avec ses fils flexibles ultra-fins qui peuvent être implantés directement dans le cerveau, permettant à son porteur de contrôler ses gadgets/appareils avec sa pensée. Ceci est déjà testé sur des paraplégiques.

Cette technologie a été très bien accueillie par les patients paralytiques qui ont besoin de retrouver un bon niveau de contrôle sur leur vie. Neuralink a déjà commencé à tester les fils cérébraux sur des paraplégiques.

Étude de cas de neuroinformatique

Bien que ce concept technologique semble quelque peu nouveau, la neuroinformatique est au stade de la recherche et du développement depuis des années et des gadgets d'essai en vol sont déjà produits.

Les possibilités de lecture dans les pensées et de gadgets contrôlés par les ondes cérébrales sont infinies. Les scientifiques continuent de chercher des moyens de les intégrer dans nos vies, en expérimentant dans divers secteurs l’utilisation possible d’appareils EEG et de BCI non invasifs.

Beaucoup de ces expériences sont souvent des procédures visant à aider les handicapés physiques et mentaux à communiquer leurs besoins et à acquérir un certain contrôle sur leur vie.

Percée au centre d'intelligence artificielle centrée sur l'humain GrapheneX-UTS : le monde n'est pas nouveau pour les cas de patients qui ne peuvent pas parler en raison d'une maladie, d'une paralysie, d'un accident vasculaire cérébral ou simplement du fait qu'ils sont nés de cette façon. Ainsi, lorsque, pour la première fois dans l'histoire, des chercheurs du Centre d'intelligence artificielle centrée sur l'humain GrapheneX-UTS de l'Université de technologie de Sydney ont inventé un appareil portable non invasif capable de traduire les pensées en mots, cela a été considéré comme une percée dans le domaine de la neuroinformatique. .

À l’époque, cependant, la précision était discutable, mais une fois l’objectif initial atteint, il ne faudrait que plusieurs années de développement pour augmenter sa précision. Nous trouvons déjà Meta et Neuralink assumer cette tâche avec les BCI et les fils électroniques.

L’évolution de la neuroinformatique rend également possible une communication fluide entre les humains et les machines, qu’il s’agisse de nos gadgets, de nos robots ou de nos prothèses de bras.

L'événement de lancement de la Coupe du Monde de la FIFA 2014 : L'histoire de la neuroinformatique et des appareils contrôlés par le cerveau a laissé une marque remarquable dans la Coupe du Monde de la FIFA 2014 lorsque, pour la première fois, l'événement symbolique de lancement du tournoi a été dirigé et achevé par un homme paraplégique utilisant une technologie avancée de mobilité assistée : un exosquelette contrôlé par le cerveau.

Cette technologie, par Le projet Marcher à nouveau , une invention collaborative de plus de 100 scientifiques du monde entier, a utilisé un ensemble d'électrodes non invasives pour lire les signaux cérébraux du paraplégique et les transmettre à l'exosquelette léger déclenchant des mouvements qui ont aidé l'homme à réussir le coup d'envoi. .

Ian Burkhart, paralysé, a retrouvé sa mobilité : la même année du coup d'envoi de la Coupe du Monde de la FIFA, le directeur du Centre de neuromodulation de l'Université d'État de l'Ohio, le Dr Ali Rezai, a effectué un chirurgie qui change la vie sur Ian Burkhart, tétraplégique de 26 ans.

L'opération impliquait l'implantation d'une minuscule micropuce de 4 x 4 mm dans le cortex moteur de Burkhart, utilisée parallèlement à un manchon électrique et à des algorithmes spécialement conçus. Cela a permis aux capteurs de déclencher ses pensées pour contrôler ses mains et ses doigts tout en contournant sa moelle épinière endommagée. C'était un succès.

Ce n’est pas le seul implant cérébral réussi dans l’histoire de la neuroinformatique ; un homme paralysé des épaules jusqu'aux pieds a également pu reprendre le contrôle de ses muscles paralysés en contournant la moelle épinière blessée avec le implantation de deux réseaux d'électrodes à 96 canaux de la taille d'une aspirine dans son cortex moteur.

Autres avancées notables : les appareils EEG et les BCI contribuent grandement à l'amélioration de la qualité de vie des personnes handicapées.

Mais nous ne pouvons pas dire que les appareils contrôlés par le cerveau et qui lisent les pensées sont réservés aux malades et aux handicapés. Ces appareils pourraient également être utilisés pour réaliser d’autres tâches/activités pour le bien de tous :

• La BBC et This Place se sont associés pour créer un casque pour lire dans les pensées afin de permettre à son utilisateur de contrôler le BBC iPlayer avec leurs pensées – adieu aux télécommandes.
• Une équipe dirigée par un professeur agrégé de la KU-KIST Graduate School of Converging Science and Technology, Korea University, Suk-Won Hwang, a développé les lunettes électroniques .

Ce prototype de lunettes est constitué de capteurs à électrodes flexibles situés entre les oreilles et les yeux du porteur. Premièrement, les électrodes se composent d'un EEG pour surveiller l'activité électrique du cerveau et d'un électrooculogramme (EOG) pour suivre les mouvements oculaires et transmettre les deux depuis les lunettes à un appareil de traitement et d'interprétation.

Ce verre peut être utilisé pour surveiller la santé mentale du porteur, l'aider à contrôler les jeux avec ses yeux et activer et désactiver le mode lunettes de soleil lorsque le porteur en a besoin.

• Nissan et la NASA travaillent ensemble pour développer une technologie de voiture robotisée autonome appelée Sens mental qui peut lire, surveiller et mesurer l'activité cérébrale d'un conducteur pour savoir s'il est prêt à conduire ou non.

• Dans une tournure passionnante des choses, en 2013, la NASA a eu l'idée folle d'utiliser Des BCI pour contrôler les rovers planétaires . En collaboration avec des scientifiques de l'Université d'Essex, ils ont lancé un projet visant à contrôler mentalement un vaisseau spatial virtuel.

  
  

• UN Course de drones cérébraux Le concours a été organisé en 2016 par des neuroscientifiques de l'Université de Floride, un concours qui permettait aux pilotes de piloter leurs drones jusqu'à la ligne d'arrivée en utilisant leur esprit.

Et la liste continue encore et encore.

Mais comme pour toute autre technologie et tout ce qui existe, il y aura toujours des avantages et des inconvénients à prendre en compte.

Les considérations éthiques de la neuroinformatique

La neuroinformatique est une technologie qui transforme déjà des vies, en particulier pour les paraplégiques, qui, dans de nombreux cas, ont réussi à obtenir des parties du corps robotisées pouvant être contrôlées par leur esprit ou à contourner les lésions de la moelle épinière pour stimuler leur corps à se déplacer grâce à des implants de neurones cérébraux. .

Les personnes qui ne pouvaient pas parler peuvent désormais communiquer leurs sentiments et ce dont elles veulent/ont besoin et interagir grâce à des gadgets de lecture de pensées. Pour toutes les autres personnes handicapées, organisations et entreprises qui souhaitent appliquer ces gadgets dans leur vie quotidienne ou dans leurs différents secteurs, cela est tout à fait réalisable. Cela peut apporter de la « facilité » à certaines activités et, peut-être, créer un monde plus calme.

Cependant, l’implantation de BCI invasives dans le cerveau implique une intervention chirurgicale presque trop risquée pour être envisagée. Le cerveau est un organe fragile ; des dommages peuvent entraîner des anomalies mentales, voire la mort cérébrale.

En tant que tel, le risque des implants cérébraux rend cette technologie improbable pour des humains pleinement fonctionnels. Les paraplégiques, quant à eux, peuvent miser sur ces procédures en raison de la recherche d'une meilleure qualité de vie.

Une situation délicate, mais s’il faut cela pour ne pas se retrouver coincés dans un monde statique à la merci des autres, le jeu en vaut la peine.

C’est pourquoi les BCI de sociétés comme Neuralink et Meta, bien que conçues pour s’adresser à tout le monde, sont actuellement plus attrayantes pour la partie paralysée du monde.

En raison de ces préoccupations, les scientifiques se penchent sur les méthodes non invasives de lecture des pensées.

L'année dernière, des chercheurs du Centre d'intelligence artificielle centrée sur l'humain GrapheneX-UTS , Université de technologie de Sydney, a inventé un dispositif portable et non invasif en forme de capuchon qui pouvait traduire les pensées en mots lorsqu'il était placé sur la tête.

De plus, des scientifiques de l’Université du Texas à Austin ont développé une technique non invasive traduire les pensées de son cerveau en paroles réelles en surveillant l'activité cérébrale impliquant l'utilisation de modèles de langage IRMf et Al.

La précision de ces techniques était moyenne. Cependant, une fois l’objectif visé atteint, il ne faudrait que des années de développement supplémentaires pour accroître sa précision.

Pourtant, personne ne veut se promener avec un casque avec des cordons qui dépassent, et ils ne peuvent pas non plus transporter des appareils IRMf toute la journée. Par conséquent, il existe un besoin pour des dispositifs moins évidents et non intrusifs ou des BCI invasives moins risquées.

Même si le monde peut être submergé par des appareils contrôlés par Brainwave qui lisent dans nos pensées, cela suscite de sérieuses inquiétudes. Un jour, comme tous les autres jours, nous réaliserons des activités avec des pensées silencieuses dans notre tête, mais c'est là le plus triste : les organisations seraient capables de lire, surveiller, stocker, accéder et utiliser ces pensées en cas de besoin.

Aussi tragique que cela puisse paraître, le projet est déjà en cours.

Confidentialité des données : les pensées dans notre cerveau sont actuellement nos seuls actifs inaccessibles, notre protection de la vie privée, nos pensées les plus intimes et notre identité personnelle : personne ne devrait pouvoir accéder à notre esprit.

Mais avec les récentes découvertes et technologies en neurosciences, cette confidentialité intrinsèque pourrait être violée plus tôt que nous ne le pensons, nous laissant véritablement vulnérables aux entreprises et organisations Big Tech.

Si nous perdons le contrôle de notre esprit, si une entreprise peut espionner nos pensées, que nous reste-t-il d’autre de nous-mêmes ?

Tout comme sur Internet, les entreprises pourraient acheter et accéder à nos données cérébrales à des fins de marketing ciblé.

Le premier attrait pour chaque produit commence par le cerveau. Vous ne pourrez peut-être pas le dire, mais vous pouvez le penser avec précision. Imaginez que les annonceurs disposent de ces informations exactes telles que nous les ressentons ; ils pourront alors commercialiser leurs produits d’une manière pratiquement irrésistible.

Les appareils de neuroinformatique et de lecture mentale rendraient les données cérébrales disponibles à grande échelle, ce qui nous serait également très préjudiciable.

Pensez-y; mis à part une publicité convaincante, dans quelle mesure êtes-vous en sécurité ?

Le cerveau est l’endroit où se trouvent tous vos secrets : vos mots de passe, votre localisation, vos investissements, le montant d’argent que vous possédez, l’endroit où vous avez sauvegardé vos actifs, etc. Un piratage des données cérébrales entraînerait une perte trop importante à supporter.

L’argument de certains neuroscientifiques selon lequel le potentiel d’utilisation abusive de la neuroinformatique et de la lecture des pensées est si grand qu’il faut une refonte des lois sur les droits de l’homme pour nous protéger tous est valable.

Parce que cette technologie a ce qu’il faut pour interférer avec nos droits les plus fondamentaux, les lois actuelles ne sont pas entièrement équipées pour sauver la situation ; nous avons besoin d’une nouvelle « jurisprudence de l’esprit » pour notre protection.

Donc, dans l’ensemble, notre plus grand défi est la confidentialité et la sécurité !

Quel est l'avenir ?

Un monde tranquille. Peut-être ce dont nous avons besoin ? Ou peut être pas.

Elon Musk et sa société Neuralink ont été à l'avant-garde, poussant le concept de neuroinformatique au-delà de l'idée qu'elle soit réservée à l'aide aux paraplégiques.

Pour Musk, cela porterait les interactions conceptuelles à un tout autre niveau où les mots et les conversations n'auraient pas besoin d'être verbalisés, mais simplement pensés. Il appelle cela la « télépathie consensuelle », un domaine dans lequel votre discours devient complètement inutile.

Vous pouvez entrer dans une pièce avec des gens qui conversent mais ne conversent pas parce que leurs pensées volent de manière invisible entre eux. En lisant cela maintenant, cela semble étrange. Que devient notre discours ?

Oh! Je sais ce que vous pensez : « Il n’y aura jamais un jour où notre discours ne sera pas nécessaire », et bien sûr, c’est en partie vrai.

Mais à bien y penser, avant l'avènement des téléphones mobiles, y aurait-il eu un jour où nous pensions être si collés à ces gadgets que nous apprécierions rarement la communication physique et préférerions être intégrés dans des conversations virtuelles ? Je ne pense pas.

Lorsque tout ce dont vous avez besoin, c'est de vos pensées pour effectuer les activités les plus élémentaires comme commander un café dans un café, demander à votre ami de vous passer le pop-corn au cinéma, faire une proposition à votre patron, converser verbalement lors d'un rendez-vous, etc., vous peut lentement perdre le contact avec les mots réels. Presque de la même manière, nous perdons peu à peu le contact avec l’écriture sur papier parce que nous préférons taper sur nos ordinateurs, tablettes ou téléphones.

Eh bien, on ne peut nier le fait que cela semble également très intéressant. Vous n'auriez jamais besoin de dire que vous ne savez pas comment vous exprimer, car votre esprit fera tout le travail d'expression pour vous là où les mots vous auraient échappé.

Le concept de vos sentiments circulera tel que vous les ressentez, et peu importe à quel point ils sont mécontents, votre récepteur recevra le message exact avec la peur, l'excitation, le mépris et toutes les émotions passagères - transmis tels quels.

De plus, les progrès de cette technologie élimineraient la barrière de la langue. Tout ce que nous pensons peut être communiqué directement au destinataire dans la langue souhaitée.

Ce que la neuroinformatique propose pour l’avenir est à la fois troublant et intrigant, mais nous ne pouvons vraiment pas empêcher la technologie d’évoluer, et nous ne pouvons pas non plus arrêter l’avenir.

Nous espérons seulement que des mesures seront mises en place pour atténuer les inconvénients tout en espérant le meilleur.