Neuralink fait le point sur les progrès de sa puce cérébrale
La startup américaine Neuralink a fait une rare mise à jour de son interface cerveau-ordinateur, notamment en ce qui concerne la saisie télépathique par des singes, un nouveau robot chirurgical et les premiers progrès réalisés pour rendre la vue aux aveugles et le mouvement et les sensations aux paraplégiques.
Image d’entête : le singe Sake a acquis une grande rapidité et dextérité dans la manipulation du pointeur d’une souris grâce à son implant cérébral. (Neuralink)
Dix-huit mois se sont écoulés depuis que Neuralink nous a montré un jeu télépathique de “singe-pong”, et il semble que les progrès aient été réguliers plutôt que révolutionnaires.
En 2021 :
Lors d’une conférence diffusée en direct (vidéo plus bas), le cofondateur Elon Musk et l’équipe de Neuralink ont montré de nouvelles images vidéo d’un singe porteur d’une puce cérébrale, appelé Sake, qui utilise l’implant pour manipuler rapidement et précisément le pointeur d’une souris sur un écran, en cliquant sur les lettres et les mots mis en évidence pour épeler des mots et des phrases désignés par les chercheurs.
L’implant « N1 », un peu plus grand qu’une pièce de monnaie, et il est conçu pour remplacer un morceau de crâne chez le receveur, de sorte qu’il est invisible sous la peau. Il est entièrement sans fil, y compris la recharge, et permet 1024 canaux de communication bidirectionnelle entre le cerveau et la puce par le biais de 64 minuscules sondes à aiguille flexible insérées minutieusement dans le tissu cérébral à des endroits précis.
L’ensemble de l’implant neuralink sera invisible sous la peau. (Neuralink)
L’équipe a présenté le robot chirurgical « R1 » qu’elle utilise pour implanter le dispositif.
Selon le vice-président de la société chargé des implants, DJ Seo :
Il est capable de manœuvrer ces minuscules fils, dont la largeur n’est que de l’ordre de quelques cellules sanguines, et de les insérer de manière fiable dans un cerveau en mouvement tout en évitant la vascularisation. Il est tout à fait capable de faire cela de manière fiable.
Alors que le robot démontrait sa capacité à cibler des zones spécifiques du cerveau, puis à saisir adroitement les minuscules sondes et à les enfoncer dans le « cerveau proxy » gluant d’un mannequin de démonstration, Seo a ajouté que l’ensemble du processus d’insertion des sondes devrait prendre environ 15 minutes. Les implants seront à la fois amovibles et évolutifs.
Selon Seo :
Avec ce produit, le N1 et le R1, notre objectif initial est d’aider les personnes paralysées à la suite d’une lésion complète de la moelle épinière à retrouver leur liberté numérique en leur permettant d’utiliser leurs appareils aussi bien, sinon mieux, qu’avant la lésion. « Au cours de l’année dernière, cela fut l’objectif principal de la société, et nous avons travaillé en étroite collaboration avec la FDA (Agence américaine des produits alimentaires et médicamenteux) pour obtenir l’autorisation de lancer notre premier essai clinique sur l’homme aux États-Unis, si possible dans les six prochains mois.
Le robot R1 peut introduire des fils d’électrodes rapidement et avec précision, profondément dans le tissu cérébral, tout en évitant les vaisseaux sanguins. (Neuralink)
Christine Odabashian, chef de l’équipe chargée du matériel d’insertion, a décrit le processus d’installation d’un implant Neuralink, un processus dont la société espère qu’il permettra à un seul neurochirurgien de mener plusieurs opérations à la fois, en s’occupant de la peau, du crâne, de la couche protectrice de la dure-mère et d’autres tâches mécaniques, tout en laissant le robot R1 se charger de tous les travaux d’aiguille dans le cerveau proprement dit.
Selon Odabashian :
Ce serait très difficile à faire manuellement. Imaginez prendre un cheveu de votre tête, et essayer de l’enfoncer dans de la gelée recouverte de film Wrap. Et faites-le à une profondeur et une position précises, et faites-le 64 fois dans un temps raisonnable. Un neurochirurgien n’aimerait probablement pas beaucoup qu’on lui demande de faire ça… Il n’y a pas tant de neurochirurgiens que ça. Peut-être 10 par million d’habitants. Il faut une décennie ou plus pour former un neurochirurgien, et ils sont généralement très occupés, et comme vous pouvez l’imaginer, leur temps est très cher. Donc, pour que nous puissions agir au mieux et disposer d’une procédure abordable et accessible, nous devons trouver comment un neurochirurgien peut superviser plusieurs procédures en même temps. Cela peut sembler fou, mais il en allait probablement de même pour la chirurgie oculaire au laser avant que le Lasik ne la rende normale.
Neuralink espère suivre un modèle similaire à celui du Lasik, en utilisant des robots pour n’effectuer que les parties les plus difficiles de l’opération dans un premier temps, mais en étendant lentement leurs capacités pour finalement devenir hautement automatisés. Ainsi, l’équipe travaille sur une machine de coupe automatisée qui pourrait effectuer des coupes de précision du crâne sans endommager le cerveau.
Neuralink a trouvé le moyen de fabriquer des aiguilles incroyablement petites et puissantes avec une grande précision. (Neuralink)
Elle travaille également sur une nouvelle technologie d’imagerie “sub-superficielle” qui pourrait permettre à l’équipe de laisser la couche protectrice de la dure-mère sur le cerveau, pendant que le robot R1 effectue ses travaux d’aiguille. Cela résoudrait un certain nombre de problèmes, notamment le fait que lorsque cette couche est retirée, des excroissances charnues ont tendance à remplir le trou et à adhérer à la surface du cerveau, ce qui rend difficile le retrait ultérieur de l’implant sans endommager les tissus.
Pour traverser cette dure-mère résistante et insérer l’implant sans exposer le tissu cérébral, les aiguilles qui poussent les fils du capteur à l’échelle nanométrique devaient être complètement repensées. L’équipe chargée de la conception et de la fabrication des aiguilles de Neuralink a réalisé un travail assez incroyable, non seulement en inventant une nouvelle aiguille, beaucoup plus fine qu’un cheveu humain et capable de traverser la dure-mère fibreuse, mais aussi en repoussant les limites de leurs machines pour la fabriquer rapidement et avec précision.
Selon Sam Schmitz, chef de l’équipe de fabrication et de conception de l’aiguille :
Sans surprise, il n’y a pas de page dans le manuel des machines pour ce genre de chose, alors nous avons creusé dans la science de l’ablation par laser femtoseconde, et nous avons trouvé un processus qui nous permet d’utiliser notre fraiseuse laser comme une fraiseuse CNC. Cela nous permet d’itérer en moins d’une heure pour de nouveaux designs. En conséquence, la dernière itération peut traverser neuf couches de dure-mère d’une épaisseur totale de 3 mm sur la paillasse. C’est bien plus que ce que nous pourrions espérer trouver chez un humain, avec une marge importante.
En termes d’applications futures, au-delà du simple fait de permettre aux personnes paralysées de piloter leurs appareils par télépathie, l’équipe s’intéresse de près à la vision. Le cortex visuel du cerveau est relativement bien compris et l’équipement de Neuralink est capable d’insérer des électrodes suffisamment profondément non seulement pour lire ce qui se passe dans le cortex visuel d’une personne voyante, mais aussi pour envoyer des informations directement au cortex.
La stimulation du cortex visuel pourrait donner un sens de la vue (initialement rudimentaire) aux personnes aveugles de naissance. (Neuralink)
En théorie, cela signifie que le dispositif pourrait éventuellement capter le signal d’une caméra et stimuler directement le cortex, de sorte que quelqu’un qui est né complètement aveugle pourrait acquérir un sens de la vision rudimentaire, à faible résolution, qui pourrait s’améliorer au fur et à mesure que l’équipement s’améliore.
L’équipe de Neuralink a déjà réalisé un certain nombre d’avancées dans ce domaine. Elle a entraîné des singes porteurs d’implants à déplacer leur regard dans la direction d’une lumière clignotante en échange de cuillères de smoothie à la banane, puis elle a commencé à remplacer les vraies lumières clignotantes par des signaux cérébraux envoyés par l’implant Neuralink. Ils ont ensuite remplacé de vraies lampes clignotantes par des signaux cérébraux envoyés par l’implant Neuralink. Bien entendu, les singes regardent à l’endroit exact ciblé par l’implant cérébral, comme s’il y avait une vraie lampe clignotante à cet endroit. Il ne s’agit pas là de nouveaux résultats, mais de la création par Neuralink du premier pixel de ce qui deviendra un jour un écran à puce cérébrale dont l’équipe espère qu’il permettra aux aveugles de voir.
L’objectif suivant est encore plus ambitieux : restaurer la fonction motrice après une paralysie. Neuralink espère utiliser ses implants pour lire les commandes motrices du cerveau, puis les réacheminer autour de graves lésions de la moelle épinière, dans des neurones moteurs inférieurs qui pourraient transmettre les messages directement aux muscles.
Là encore, l’équipe a fait quelques progrès vers cet objectif. En implantant le dispositif dans le cerveau et la moelle épinière de porcs, l’équipe a commencé à décoder les modèles d’activité cérébrale signalant les intentions motrices qui se traduisent par des modèles d’activité électrique dans la partie inférieure de la moelle épinière. Les chercheurs ont pu identifier les schémas responsables de certains mouvements et ils ont pu en reproduire certains, en stimulant directement la moelle épinière pour provoquer, par exemple, des contractions musculaires qui soulèveraient les jambes des cochons.
L’équipe ne se contente pas de cibler les signaux moteurs, elle souhaite également restaurer les sensations en réacheminant les messages dans la direction opposée vers le cerveau. Cela nécessiterait des implants supplémentaires dans le cortex sensoriel.
Selon Joseph O’Doherty, chef du département Next-Gen de Neuralink :
En mettant ces deux boucles ensemble, nous avons l’intention motrice décodée du cerveau, utilisée pour stimuler la moelle épinière, provoquant le mouvement, puis les conséquences sensorielles de ces actions, enregistrées dans la moelle épinière, pour stimuler le cerveau, provoquant la perception. Nous avons encore beaucoup de travail à faire pour réaliser cette vision complète, mais j’espère que vous pouvez voir comment les éléments sont tous là pour y parvenir.
A partir de la dernière vidéo de Neuralink ci-dessous :