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par Servan Le Janne | 24 septembre 2017

Thomas Rear­­don aime s’en­­tou­­rer de toutes sortes d’ap­­pa­­reils. Installé au centre de Manhat­­tan, dans un de ces immeubles en briques rouges typiques de New York, ce neuros­­cien­­ti­­fique améri­­cain ne parcourt pas un mètre dans les locaux de sa start-up, CTRL-Labs, sans croi­­ser un câble ou un ordi­­na­­teur. La tech­­no­­lo­­gie lui colle litté­­ra­­le­­ment au corps : en plus de ses habi­­tuelles chemises à cols longs comme des pelles à tarte, il porte parfois une paire de bras­­sards sertis de puces et d’élec­­trodes. Pour présen­­ter son entre­­prise, le grand brun en tape le nom sur un clavier de PC. Le moteur de recherche se met en branle. Puis, il l’écarte et pianote dans le vide, au-dessus de la table. À l’écran, les mots conti­­nuent mira­­cu­­leu­­se­­ment d’ap­­pa­­raître. Thomas Rear­­don aime s’en­­tou­­rer de toutes sortes d’ap­­pa­­reils, mais il peut se passer de clavier.

En fait, il serait capable d’al­­ler sur n’im­­porte quel site sans même bouger les doigts. Ce ne sont pas eux qui écrivent mais les signaux envoyés par son cerveau. Ces signaux sont captés par les bras­­sards et inter­­­pré­­tés avant d’être trans­­mis à l’or­­di­­na­­teur. La divi­­sion des tech­­no­­lo­­gies expé­­ri­­men­­tales de Face­­book, Buil­­ding 8, mise sur une autre tech­­no­­lo­­gie, les « systèmes optiques d’ima­­ge­­rie céré­­brale » d’après sa respon­­sable, Regina Dugan. L’ « image­­rie par réso­­nance magné­­tique (IRM) » a les faveurs de la fonda­­trice d’Open­­wa­­ter, Mary Lou Jepsen. Dans tous les cas, l’objec­­tif est de déchif­­frer le langage de l’es­­prit à l’aide de ce qu’on appelle une inter­­­face cerveau-machine. La télé­­pa­­thie n’est plus une vue de l’es­­prit.

 L’al­­pha­­bet des neurones

Une des sources du procédé aujourd’­­hui employé par CTRL-Labs se trouve à quelques kilo­­mètres au nord de ses bureaux, en amont de l’Hud­­son River. À Troy, petite commune de l’État de New York située au bord du fleuve, l’ins­­ti­­tut poly­­te­ch­­nique Renn­­se­­laer se présente comme la plus vieille univer­­sité dédiée aux tech­­no­­lo­­gies. C’est là que le neuros­­cien­­ti­­fique améri­­cain Eberhard Fetz a commencé ses études à la fin des années 1950 avant de les termi­­ner au Massa­­chu­­setts Insti­­tute of Tech­­no­­logy (MIT). Ses recherches sur le contrôle neuro­­nal du mouve­­ment chez les primates l’éle­­vèrent au rang de précur­­seur en 1969. Fetz fut le premier à montrer que l’ac­­ti­­vité du cerveau pouvait être inter­­­pré­­tée par un appa­­reil externe. Du moins, le cortex moteur respon­­sable de nos mouve­­ments envoie-t-il des signaux rela­­ti­­ve­­ment faciles à détec­­ter.

Puisqu’ils présentent une inten­­sité élec­­trique, ces « produits déri­­vés de l’ac­­ti­­vité céré­­brale », selon l’ex­­pres­­sion de Nico­­las Rous­­sel, direc­­teur de recherche à l’Ins­­ti­­tut natio­­nal de recherche en infor­­ma­­tique et en numé­­rique, peuvent être captés par un ensemble d’élec­­trodes. Isolé d’ac­­ti­­vi­­tés mentales para­­sites, le désir de tendre le bras est en somme iden­­ti­­fié. Par consé­quent, la commu­­ni­­ca­­tion est possible sans muscle. Après le lance­­ment de nombreuses recherches dans le domaine médi­­cal, preuve est appor­­tée qu’une personne para­­ly­­sée a les moyens d’ac­­ti­­ver un bras robo­­tique par la pensée. En témoigne une vidéo publiée par l’en­­tre­­prise Cyber­­ne­­tiks en 2012.

Crédits : Nico­­le­­lis Lab

Concep­­teur de l’exosque­­lette qui a permis à un Brési­­lien para­­plé­­gique de donner le coup d’en­­voi fictif de la Coupe du monde de foot­­ball en 2014, le neuros­­cien­­ti­­fique de la Duke Univer­­sity, Miguel Nico­­le­­lis a aussi rendu à des singes une sensa­­tion de « toucher virtuel ». Plus impres­­sion­­nant encore, une expé­­rience de télé­­pa­­thie a été menée dans son labo­­ra­­toire. D’après l’étude qu’il a publiée en 2012 avec d’autres cher­­cheurs, deux rats ont réussi à commu­­niquer par la pensée à plusieurs milliers de kilo­­mètres de distance.

Seul dans une cage, chaque animal devait choi­­sir entre deux leviers pour obte­­nir une récom­­pense. Une indi­­ca­­tion lumi­­neuse rensei­­gnait le premier. Sans autre infor­­ma­­tion que les stimu­­la­­tions envoyées par celui-ci via des micro-élec­­trodes, le second a opté pour la bonne solu­­tion dans 70 % des cas. Les rongeurs s’étaient aidés sans se voir. De la même manière ou presque, un homme de Thiru­­va­­nan­­tha­­pu­­ram, au sud de l’Inde, a été mis en rela­­tion avec une personne à Stras­­bourg en 2014. À travers des casques d’élec­­trodes et Inter­­net, des impul­­sions lumi­­neuses ont parcouru les océans. Apprises puis asso­­ciées avec des mouve­­ments, ces impul­­sions ont permis de faire parve­­nir un message comme « bouger les jambes » ou « bouger les pieds ».

En affi­­nant le code, des mots ont même été envoyés avec une marge d’er­­reur infé­­rieure à 10 %. « Nous démon­­trons la trans­­mis­­sion consciente d’in­­for­­ma­­tion entre des cerveaux humains sans inter­­­ven­­tion de systèmes senso­­riels moteur ou péri­­phé­­rique », écrivent les cher­­cheurs améri­­cains, français et espa­­gnols. Sera-t-on bien­­tôt capable de parta­­ger des réflexions plus complexes ? « Nous ne savons pas où est la limite, jusqu’où nous pouvons aller au-delà de la simple trans­­mis­­sion de sensa­­tion », rela­­ti­­vise un physi­­cien impliqué dans l’ex­­pé­­ri­­men­­ta­­tion, Giulio Ruffini. La méthode présente l’in­­té­­rêt d’être non-inva­­sive, c’est-à-dire de ne pas néces­­si­­ter l’ins­­tal­­la­­tion d’élec­­trodes sous la peau. Mais de gros casques sont tout de même employés. CTRL-Labs, de son côté, s’ap­­puie sur une « véri­­table inter­­­face cerveau-machine qui ne devien­­dra pas un autre appa­­reil non utilisé », affirme le direc­­teur des recettes de CTRL-Labs, Josh Dyan, pour se démarquer de concur­­rents. Les bras­­sards que porte Thomas Rear­­don doivent être trans­­for­­més en brace­­lets de la taille de celui d’une montre d’ici un an afin d’être utili­­sables par le grand public.

Génie multi­­cartes

Si les ordi­­na­­teurs parviennent aujourd’­­hui à lire ce qu’il y a dans la tête de Thomas Rear­­don, c’est-peut-être parce qu’il les côtoie depuis long­­temps. Dès 11 ans, ce fils d’une famille ouvrière du New Hamp­­shire de 18 enfants né en 1969 apprend le code dans un centre financé par le géant améri­­cain des tech­­no­­lo­­gies Digi­­tal Equip­­ment Corpo­­ra­­tion. Le jeune homme est brillant. Après avoir pris quelques cours au Massa­­chu­­setts Insti­­tute of Tech­­no­­logy (MIT), il entre à l’uni­­ver­­sité du New Hamp­­shire à 15 ans. C’est déjà trop tard pour lui : « J’al­­lais sur mes 16 ans et j’avais besoin d’un travail », raconte-t-il.

Thomas Rear­­don

De la fac où il se sentait mal à l’aise vient fina­­le­­ment l’argent qui lui faisait défaut. Thomas Rear­­don gagne sa vie en assu­­rant le bon fonc­­tion­­ne­­ment du système infor­­ma­­tique de l’uni­­ver­­sité de Duke, en Caro­­line du Nord. En gérant les réseaux, il se crée les siens. Suffi­­sam­­ment en tout cas pour lancer sa propre entre­­prise. Devenu four­­nis­­seur de maté­­riel de l’édi­­teur de logi­­ciel Novell, il rencontre l’in­­ves­­tis­­seuse spécia­­li­­sée dans les nouvelles tech­­no­­lo­­gies Ann Winblad au moment de revendre son affaire. Elle l’in­­tro­­duit alors dans l’une des entre­­prises qu’elle conseille, Micro­­soft.

Vu son expé­­rience, Rear­­don est l’homme idoine pour aider la multi­­na­­tio­­nale à inté­­grer un logi­­ciel de Novell dans Windows. Mais son inté­­gra­­tion à lui est plus compliquée. On ne s’im­­pro­­vise pas respon­­sable d’équipe avant d’avoir atteint l’âge adulte. Certains moquent ce déca­­lage en le compa­­rant au jeune surdoué de la série améri­­caine Docteur Doogie. C’est aussi une façon de recon­­naître ses quali­­tés intel­­lec­­tuelles. « Vous rencon­­trez beau­­coup de gens intel­­li­­gents à Micro­­soft, mais Rear­­don était vrai­­ment impres­­sion­­nant », se rappelle l’an­­cien patron de Micro­­soft Brad Silvers­­ber.

Avec le recul, il aurait de toute façon été diffi­­cile de soute­­nir le contraire. En 1993, l’an­­cien enfant prodige parti­­cipe à la créa­­tion d’In­­ter­­net Explo­­rer alors que ses deux futures concur­­rentes travaillent dans la recherche scien­­ti­­fique. Regina Dugan intègre l’Ins­­ti­­tute for Defense Analyses après avoir obtenu son mémoire d’in­­gé­­nieure à la Cali­­for­­nia Insti­­tute of Tech­­no­­logy, et Mary Lou Jepsen étudie les systèmes vidéos holo­­gra­­phiques au Media Lab du MIT.

Alors qu’elles demeurent incon­­nues du grand public, Rear­­don commence à être exposé à Micro­­soft. Le succès de la firme est tel que le gouver­­ne­­ment améri­­cain lance une procé­­dure anti-mono­­pole en 2001. Appelé à la barre pour témoi­­gner, l’in­­for­­ma­­ti­­cien se lasse et finit par quit­­ter le groupe. Contrai­­re­­ment à Inter­­net Explo­­rer qui vieillit mal, Rear­­don rajeu­­nit. À 30 ans, il s’en­­gage dans des études de philo­­so­­phie sur les conseils du physi­­cien Free­­man Dyson.

Dugan est alors sur le point de deve­­nir la première femme à diri­­ger la DARPA, l’agence améri­­caine respon­­sable des projets de défense qui a joué un rôle déci­­sif dans la nais­­sance d’in­­ter­­net. Jepsen va rejoindre Intel puis Google et Face­­book. Lorsqu’elle quit­­tera la firme de Mark Zucker­­berg pour fonder Open­­wa­­ter, en 2016, Dugan y sera nommée à la tête de la divi­­sion des tech­­no­­lo­­gies expé­­ri­­men­­tales.

Crédits : South China Morning Post

Un an plus tôt, après avoir obtenu son diplôme en y ajou­­tant des cours de neuros­­cience, Rear­­don a fondé Cognes­cent avec deux collègues rencon­­trés sur le campus de Colum­­bia, à New York, Patrick Kaifosh et Tim Machado. L’en­­tre­­prise sera plus tard renommé CTRL-Labs. Inté­­ressé par les inter­­­face cerveau-machine, le trio préfère les tech­­no­­lo­­gies non intru­­sives. « Je n’ai jamais pensé que les gens seraient prêts à se mettre des élec­­trodes sous la peau pour envoyer des textos », indique Machado qui a depuis quitté l’aven­­ture.

La couleur des mots

Sur le smart­­phone du cofon­­da­­teur de CTRL-Labs, Patrick Kaifosh, un petit vais­­seau spatial trian­­gu­­laire envoie des missiles par salves dès qu’un objet appa­­raît. Cette guerre des étoiles virtuelle, qui se livrait en cognant les gros boutons de bornes d’ar­­cade au début des années 1980, lui sert aujourd’­­hui à tuer le temps entre deux réunions. À peine a-t-il besoin de faire un effort pour jouer à la version revi­­si­­tée d’Aste­­roids, ce jeu vidéo mythique lancé par Atari fin 1979. Un mouve­­ment presque imper­­cep­­tible du doigt suffit pour tirer. Enfi­­ler les bras­­sards qu’il porte ne suffi­­rait néan­­moins pas à en faire de même. Des heures d’ap­­pren­­tis­­sage sont néces­­saires avant de maîtri­­ser l’ac­­ces­­soire

Mais savoir se servir d’un clavier Azerty ou envoyer un texto ne prend-il pas aussi un certain temps ? Kiafosh et Rear­­don assurent que l’ef­­fort n’est pas vain : des centaines de messages pour­­raient être écrits les mains dans les poches en une minute. La respon­­sable de la divi­­sion des tech­­no­­lo­­gies expé­­ri­­men­­tales de Face­­book, Regina Dugan, fait la même promesse. Le « système optique d’ima­­ge­­rie céré­­brale » sur lequel travaille le groupe devrait permettre d’écrire un message cinq fois plus vite qu’en temps normal. Mark Zucker­­berg lui-même est persuadé qu’un jour, « nous pour­­rons nous envoyer nos pensées complexes et entières en utili­­sant la tech­­no­­lo­­gie. Nous pour­­rons juste penser à quelque chose et nos amis pour­­rons en avoir conscience si nous le voulons. »

Crédits : Open­­wa­­ter

À entendre Regina Dugan, l’ap­­pa­­reil qui fera le lien entre les cerveau existe déjà. « Je n’ai jamais vu quelque chose d’aussi puis­­sant qu’un smart­­phone », s’en­­thou­­siasme-t-elle. « Cette petite boite noire nous permet d’être lié à des personnes loin­­taines. » Il reste à l’ali­­men­­ter en pensées. Pour cela, cette ancienne membre de la DARPA voit l’ima­­ge­­rie céré­­brale optique comme « le meilleur moyen ». Cette tech­­nique inno­­fen­­sive et précise sonde l’ab­­sorp­­tion de la lumière dans le cortex avec des ondes infra-rouges afin de mesu­­rer l’ac­­ti­­vité céré­­brale. Selon l’ir­­ri­­ga­­tion des zones ainsi déduite, des conclu­­sions peuvent être tirées sur les zones acti­­vées et donc sur ce qui est inti­­me­­ment souhaité. Cepen­­dant, les systèmes d’ima­­ge­­rie céré­­brale optique ne mesurent pas l’ac­­ti­­vité neuro­­nale mais son dérivé, l’oxy­­gé­­na­­tion du sang.

C’est donc insuf­­fi­­sant pour entendre la parole se former. « Nous allons avoir besoin de mesu­­rer l’ac­­ti­­vité neuro­­nale direc­­te­­ment en obser­­vant les chan­­ge­­ments instan­­ta­­nés dans les proprié­­tés optiques des neurones », en conclue Regina Dugan. Ce sera possible « dans quelques années », se hasarde-t-elle. La fonda­­trice d’Open­­wa­­ter, Mary Lou Jepsen donne quant à elle un délai de huit ans. Mais cette ingé­­nieure passée par Google et Face­­book teste une autre méthode. « Si je vous place dans un appa­­reil d’IRM je peux vous dire annon­­cer les mots que vous allez dire, quelles images vous avez en tête ou à quelle musique vous pensez. »

En prin­­cipe, remarque Giul­­lio Ruffini, « les tech­­niques inva­­sives sont plus puis­­santes ». Mais Mary Lou Jepsen a confiance dans l’ou­­til IRM pour décryp­­ter l’ac­­ti­­vité céré­­brale avec un grand degré de préci­­sion. Suffi­­sam­­ment effi­­cace pour recons­­ti­­tuer des expé­­riences visuelles d’après les conclu­­sions obte­­nues en 2011 par une équipe de l’uni­­ver­­sité cali­­for­­nienne de Berke­­ley, il donne aussi une certaine idées des rêves du sujet étudié. Mieux, en juin 2017, l’uni­­ver­­sité Carne­­gie Melon de Pitts­­burgh a affirmé s’en être servi pour iden­­ti­­fier des éléments complexes. « Il est main­­te­­nant possible pour la première fois de déco­­der des pensées conte­­nant plusieurs concepts », affirme le profes­­seur de psycho­­lo­­gie Marcel Just. « La prochaine étape sera d’iden­­ti­­fier le sujet auquel pense une personne comme la géolo­­gie ou le skate­­board. »

Crédits : PLOS ONE

Mary Lou Jepsen prétend savoir comment les fonc­­tion­­na­­li­­tés d’une machine IRM à plusieurs millions d’eu­­ros pour­­raient tenir dans un appa­­reil de la taille d’un casque de ski ; comme Thomas Rear­­don travaille sur un brace­­let à l’écoute de nos songes. Tous cherchent le moyen le plus pratique de commu­­niquer sans geste en anti­­ci­­pant sur le progrès tech­­nique. Si Regina Dugan certi­­fie que nous pour­­rons parta­­ger des réflexions voulues comme on donne aujourd’­­hui à voir les photos d’un portable que l’on souhaite, les ques­­tions ne sont pas que tech­­no­­lo­­giques. « Si un casque lit dans votre tête, alors la police, l’ar­­mée ou vos parents pour­­ront-ils s’en servir ? » demande Jensen. La ques­­tion est encore trop complexe pour être posée à une collec­­tions d’élec­­trodes.


Couver­­ture : Le cerveau, une tech­­no­­lo­­gie d’ave­­nir.


 

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