Vous rappelez-vous du film Brainstorm ? Regarder le rêve de quelqu’un, ou les images pensées dans l’esprit d’un patient dans le coma. Des scientifiques de l’Université de Berkeley, en Californie, affirment qu’ils ont finalement atteint l’idée de ce classique film futuriste "de lecture de l’esprit" .

Brainstorm : deux scientifiques inventent une machine capable d’enregistrer l’information produite par le cerveau (5 sens) pour être rediffusée dans un autre.

Ils utilisent l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) et des modèles informatiques pour décoder et reconstruire les expériences visuelles dynamiques de personnes.

Jusqu’à présent, la technologie ne pouvait reconstruire que les courtes vidéos que vous aviez déjà vues. Mais ils affirment que la percée ouvre la voie pour reproduire les films que nous formons dans notre tête, comme les souvenirs ou les rêves et que, heureusement, personne ne voit. “C’est un grand bond vers la reconstruction de l’imagerie interne", a déclaré le professeur Jack Gallant, un neuroscientifique à l’UC Berkeley et coauteur de l’étude. «Nous ouvrons une fenêtre sur le cinéma de nos esprits."

Voici les points positifs : finalement, disent les chercheurs, la technologie pourrait nous permettre de voir dans l’esprit des personnes qui ne peuvent pas communiquer verbalement, comme les victimes d’AVC, les patients dans le coma et les personnes atteintes de maladies neurodégénératives. Elle peut aussi jeter les bases d’une interface cerveau-machine, afin que les personnes atteintes de paralysie cérébrale aient la possibilité, par exemple, de guider les ordinateurs avec leurs esprits. Cependant, les chercheurs ont rapidement précisé que la technologie est loin de permettre à des décennies de savants fous de lire vos pensées et vos intentions.

Comment ça marche ?

Le Chercheurs Gallant et ses collègues ont précédemment enregistré l’activité cérébrale d’un cobaye alors que celui-ci regardait des images en noir et blanc. Ils ont ensuite construit un modèle informatique qui leur a permis de prédire avec précision quelle image le sujet regardait.

Dans leur dernière expérience, ils ont résolu un problème difficile : le décodage des signaux du cerveau produit par des images animées, selon le rapport des chercheurs (lien plus bas).

Nishimoto et deux autres membres de l’équipe de recherche ont servi de cobaye pour l’expérience, parce que la procédure exige que les bénévoles restent immobiles, à l’intérieur de l’IRMf, pendant des heures. Ils ont regardé deux ensembles distincts de bandes-annonces de films hollywoodiens, alors que l’IRMf était utilisée pour mesurer le flux sanguin dans le cortex visuel, la partie du cerveau qui traite l’information visuelle.

Sur l’ordinateur, le cerveau a été divisé en petits cubes en trois dimensions connues sous le nom de pixels volumétriques, ou voxels. “Nous avons construit un modèle pour chaque voxel qui décrit comment la forme et l’information de mouvement, dans le film, sont mappées dans l’activité du cerveau", a déclaré Nishimoto.

L’activité cérébrale, enregistrée alors que les sujets regardaient la première série de clips, a été introduite dans un programme informatique qui a appris, seconde par seconde, à associer des modèles visuels du film avec l’activité cérébrale correspondante. L’activité cérébrale induite par la deuxième série de clips a été utilisée pour tester l’algorithme de reconstruction du film. Il aura fallu alimenté le programme informatique de 18 000 000 secondes de vidéos YouTube prises au hasard, afin qu’il puisse prédire l’activité du cerveau que chaque clip film pouvait probablement évoquer dans chaque sujet.

Finalement, les 100 courtes vidéos que le programme informatique a estimé être les plus similaires au clip que le sujet avait vu, ont été fusionnées pour produire une reconstruction floue , en continu, du film original.

Reconstruire des films en utilisant des scanners du cerveau était difficile parce que les signaux du flux sanguin mesurés, en utilisant l’IRMf, sont beaucoup plus lent que les signaux neuronaux qui codent l’information dynamique dans les films, selon les chercheurs. (C’est pourquoi la plupart des précédentes tentatives pour décoder l’activité cérébrale ont été limitées à des images statiques.) "Nous avons abordé ce problème en développant un modèle à deux étapes qui décrit séparément les signaux neuronaux sous-jacents et la circulation sanguine", a déclaré Nishimoto.

Finalement, Nishimoto a précisé, "Nous avons besoin de savoir comment le cerveau fonctionne dans des conditions naturelles. Pour cela, nous devons d’abord comprendre comment fonctionne le cerveau pendant que nous regardons des films. "

Cela veut donc dire de passer des heures allongées dans un IRMf, à regarder des vidéos YouTube…. Je ne sais pas si l’on peut manger du Popcorn dans un IRM…

L’étude publiée initialement sur Current Biology : Reconstructing Visual Experiences from Brain Activity Evoked by Natural Movies.

 

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