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Avec des percées plus rapides que dans tout autre domaine scientifique, beaucoup de choses se sont passées dans le domaine des neurosciences ces dernières années. Voici 22 études neuroscientifiques véritablement époustouflantes qui remettent en question nos idées préconçues sur qui nous sommes ou qui nous pourrions être.
Plus tôt cette année, les scientifiques du MIT ont développé une nouvelle technique permettant d'associer la cartographie structurelle (anatomie du cerveau) à la cartographie fonctionnelle (comment le cerveau se comporte) - c'est la première fois que cela est correctement réalisé. De plus, cela a été réalisé sur des souris vivantes, la cartographie étant réalisée en temps réel dans les régions du cerveau de la souris. Cette vidéo donne une idée de la façon dont il est fascinant de voir le couplage des structures cérébrales et de l'activité réelle changer en réponse à différentes images présentées à une souris.
la microscopie à trois photons de génération de troisième harmonique ( THG la cartographie rétinotopique , permettant d'observer l'activité à travers les tissus cérébraux profonds via des signatures électriques.
Il offre également une résolution étonnante, permettant d’étudier les neurones individuels et leurs sous-structures, ainsi que les vaisseaux sanguins fins et la myéline – une sorte d’isolant connu pour être un facteur critique dans la vitesse de traitement du cerveau.
Cette étude s’est concentrée sur les centres visuels du cerveau, mais la même méthode peut être utilisée pour étudier d’autres régions. Il promet d’être un outil puissant pour comprendre les différences entre les états cérébraux sains et malades, ainsi que la manière dont le cerveau réagit à la stimulation environnementale.
L'Université de Stanford a réalisé une avancée majeure grâce à une nouvelle de microscopie bifocale appelée COSMOS . Leurs travaux ont capturé des films d’activité neuronale dans l’ensemble du cortex cérébral d’un cerveau de souris.
Ces signaux ont été enregistrés essentiellement en filmant le cerveau sous trois angles différents, puis en extrayant informatiquement les signaux pour fournir une vidéo en direct de l'activité macroscopique sur les hémisphères gauche et droit. Voici un échantillon où vous voyez littéralement la remarquable tempête électrique d’un vrai cerveau en action.
Alors que le cortex gère des fonctions cognitives complexes de niveau supérieur, des comportements plus mystérieux tels que les processus de prise de décision peuvent désormais commencer à être décryptés de manière globale. Par exemple, pour comprendre la relation entre les décisions dépendant de la perception sensorielle et de la fonction motrice (pensez à ce qu'implique le fait de décider dans quelle direction éviter une voiture venant en sens inverse).
Les chercheurs s'attendent également à ce que COSMOS soit une méthode peu coûteuse pour tester les effets des médicaments psychiatriques, afin qu'ils puissent être développés pour être plus efficaces sur le plan fonctionnel.
Comme nous l'avons expliqué dans un blog précédent Deep Mind de Google a été réalisée en imitant les colonnes néocorticales de l'esprit humain. Cela a conduit à une intelligence considérablement accrue en utilisant une fraction de la puissance de calcul. En conséquence, cette IA modélisée par l'homme a désormais surpassé les meilleurs joueurs d'échecs, de Go, puis d'eSports au monde dans leurs propres jeux.
Bien qu’il ne soit pas entièrement compris, le sommeil remplit une fonction essentielle pour le cerveau des mammifères et des humains, avec de graves problèmes survenant chaque fois qu’un manque de sommeil est enduré. Cette année, le laboratoire national de Los Alamos a découvert que les réseaux informatiques des systèmes d'IA souffrent également d'une sorte de privation de sommeil, devenant instables lorsqu'ils fonctionnent pendant de longues périodes sans repos. Pourtant, lorsqu’ils sont placés dans un état de réseau similaire aux ondes cérébrales que nous ressentons pendant le sommeil, les performances optimales ont été restaurées.
Cela peut ne pas sembler si grave, mais les progrès de l’IA sont susceptibles de transformer notre façon de vivre. Les résultats suggèrent également que la fusion des disciplines des neurosciences et du domaine de l’IA pourrait donner naissance à une nouvelle ère d’ordinateurs super intelligents.
Un minuscule dispositif cérébral a été utilisé pour améliorer la qualité de vie des patients atteints de paralysie sévère des membres supérieurs causée par une maladie des motoneurones. Réalisé à l'Université de Melbourne, cet essai a implanté la nouvelle microtechnologie dans le cerveau des participants.
Le dispositif appelé Stentrode™ a été inséré par chirurgie en trou de serrure dans le cou, puis déplacé dans le cortex moteur via les vaisseaux sanguins. Cette méthode mini-invasive évite les risques associés et les complications de récupération liés à la chirurgie à cerveau ouvert.
L'implant utilise la technologie sans fil pour relayer une activité neuronale spécifique dans un ordinateur, où elle est convertie en actions basées sur les intentions des patients. Étonnamment, cette petite puce a permis aux patients d'effectuer des actions comme cliquer et zoomer, et d'écrire avec une précision de 93 %, les aidant ainsi à faire des choses que nous tenons pour acquises comme envoyer des SMS, envoyer des e-mails et faire des achats en ligne.
Il est encore très tôt, mais la nature peu invasive du traitement montre le grand potentiel des micro-neurotechnologies pour aider les personnes souffrant de toutes sortes de déficiences cognitives.
En 2018, nous avons signalé que des scientifiques avaient appris à reprogrammer des cellules souches en neurones spécifiques. Cette année, des chercheurs de quatre universités américaines différentes ont fait un pas de plus vers le Saint Graal de la prolongation de la vie. En identifiant des réseaux de gènes qui régulent la régénération cellulaire, ils ont pu manipuler des cellules normales pour les transformer en cellules progénitrices , qui peuvent se transformer en n'importe quel type de cellule pour remplacer les cellules mourantes.
Leur preuve de concept a été réalisée avec des cellules gliales de poisson zèbre, les convertissant efficacement en cellules souches qui ont ensuite détecté et restauré les cellules rétiniennes endommagées pour récupérer une vision altérée.
La mort cellulaire, ou apoptose , joue un rôle important dans le vieillissement naturel inévitable chez l'homme. Les chercheurs pensent que le processus de régénération des neurones du cerveau sera similaire. En cas de succès, cela aura de vastes implications pour des maladies telles que la maladie d'Alzheimer, où de grandes régions du cerveau peuvent être perdues à cause de la mort des neurones. Il peut également jouer un rôle dans la prévention des nombreux effets secondaires du vieillissement naturel du cerveau, permettant ainsi de vivre plus longtemps et en meilleure santé, en pleine forme jusqu'à un âge avancé.
Plutôt que de remplacer les cellules mourantes, les scientifiques de l'Université de Heidelberg ont identifié des processus clés impliqués dans la mort des cellules cérébrales, appelés neurodégénérescence . Il s’agissait de découvrir le processus par lequel l’absorption cellulaire du glutamate empêche la mort cellulaire chez les personnes en bonne santé, mais devient inactive dans un état pathologique comme un accident vasculaire cérébral, où l’apport d’oxygène aux cellules cérébrales devient restreint.
En effet, cela conduit les cellules à se suicider simplement parce qu’elles ne reçoivent pas les signaux chimiques corrects pour leur dire de rester en vie. Les chercheurs ont ensuite développé une classe spéciale d'inhibiteurs capables d'intervenir et de désactiver le « complexe de la mort » cellulaire avant qu'il ne se produise.
Les inhibiteurs se sont révélés très efficaces pour protéger les cellules nerveuses, ce qui devrait conduire à une nouvelle classe d'options de traitement pour les maladies neurodégénératives.
Des chercheurs de l'Université d'Aarhus ont utilisé des techniques avancées d'imagerie TEP et IRM pour révéler que la maladie de Parkinson est en réalité l'une ou l'autre de deux variantes différentes de la maladie .
Dans une variante, la maladie commence dans les intestins et se propage ensuite au cerveau via les connexions neuronales. Dans l’autre, cela commence dans le cerveau et se déplace ensuite vers les intestins et d’autres organes. Cette vidéo donne un excellent aperçu.
Bien qu'il ne soit pas curatif, il s'agit d'un pas majeur dans la bonne direction pour pouvoir identifier l'apparition précoce d'une maladie nécessitant des mesures préventives. Par exemple, cela peut conduire à des traitements qui empêchent même la maladie de pénétrer dans le cerveau, où les effets deviennent alors débilitants avec le temps. C'est également une autre pièce clé du puzzle des puissantes symbioses entre nos intestins et notre esprit, connues scientifiquement sous le nom d' axe intestin-cerveau .
Des scientifiques de l’Université de Cambridge et de l’Imperial College de Londres ont développé un nouveau type d’algorithme d’IA capable de détecter, différencier et identifier différents types de lésions cérébrales à partir de données tomodensitométriques topographiques.
Les tomodensitogrammes collectent une énorme quantité de données dont l'analyse peut prendre des heures aux experts, et cela doit inclure l'évaluation collective de plusieurs examens au fil du temps afin de suivre les trajectoires de guérison ou la progression de la maladie. Ce nouvel outil d’IA semble mieux que les experts humains pour détecter de tels changements, tout en étant beaucoup plus rapide et moins cher.
Par exemple, leurs recherches ont montré que le logiciel était très efficace pour quantifier automatiquement la progression de plusieurs types de lésions cérébrales, aidant ainsi à prédire quelles lésions deviendraient plus volumineuses. L’application innovante de ce type d’IA pour faciliter l’analyse humaine sera probablement la première d’une longue série qui transformera le diagnostic médical de manière rentable.
Les super-âges sont des individus dont les capacités cognitives sont bien supérieures à celles de leurs pairs âgés, conservant leurs capacités mentales de jeunesse jusque dans les années 70 et 80. Jusqu'à présent, le secret pour conserver la forme de leurs pics était peu compris.
L'hôpital universitaire de Cologne et le centre de recherche Juelich ont découvert une différence essentielle dans leur biologie . À l’aide de TEP, ils ont révélé que les personnes super-âgées présentaient une résistance nettement accrue aux tau et amyloïdes . Jusqu’à ces dernières années, ces protéines se sont révélées difficiles à étudier.
Les super-âges ont également des niveaux plus faibles de pathologie tau et amyloïde, ce qui conduit à divers types de neurodégénérescence chez la plupart des gens au cours de leurs dernières années. Il a maintenant été identifié qu'une résistance réduite à l'accumulation de tau et d'amyloïde est un facteur biologique principal de perte de forme cognitive maximale.
De nouvelles recherches peuvent se concentrer sur ces processus afin de trouver des moyens de guérir éventuellement le déclin mental en général, ainsi que de contribuer au développement de traitements thérapeutiques pour protéger contre les formes de démence déjà présentes.
Une équipe de recherche de l'Université de Californie à San Francisco a développé avec succès une méthode utilisant la stimulation cérébrale profonde (DBS) pour traiter de manière adaptative les symptômes dépressifs uniquement lorsqu'ils apparaissent. La stimulation cérébrale profonde consiste à implanter des électrodes dans le cerveau pour délivrer des courants électriques afin de modifier l'activité cérébrale.
Des études antérieures ont eu un succès limité dans le traitement de la dépression par DBS, car les appareils ne pouvaient délivrer une stimulation électrique constante que dans une seule zone du cerveau. Cependant, la dépression peut affecter diverses zones du cerveau, et les signatures neuronales de la dépression peuvent augmenter et diminuer de manière imprévisible.
Dans le but de créer un stimulateur cardiaque pour le cerveau, les scientifiques ont décodé un nouveau biomarqueur neuronal. Ce schéma spécifique d’activité cérébrale prédit efficacement l’apparition des symptômes. Forte de ces connaissances, l’équipe a personnalisé une nouvelle technologie DBS qui s’active uniquement quand et où elle reconnaît ce modèle.
Le type de thérapie automatique à la demande est impressionnant car ses réponses fonctionnelles sont uniques à la fois au cerveau du patient et au circuit neuronal à l'origine de la maladie. Lors de son premier essai, cette méthode DBS personnalisée a été testée avec un patient souffrant de dépression sévère et a réussi avec brio. Presque immédiatement, les symptômes du patient ont été atténués, et cela a continué à être le cas à long terme.
À l’ère du COVID, où l’anxiété et les problèmes de santé mentale deviennent monnaie courante, cette approche pourrait s’avérer une thérapie sans médicament inestimable pour des centaines de millions de personnes.
Semblable aux ondes lumineuses, les humains ne peuvent percevoir qu’un spectre relativement restreint des ondes sonores qui nous entourent. Généralement, nous ne pouvons capter que des fréquences comprises entre 20 Hz et 20 000 Hz, au-delà, elles sont considérées comme ultrasoniques. Il s’agit de la gamme de fréquences dans laquelle les animaux comme les chauves-souris opèrent et qui est également utilisée dans les analyses médicales par ultrasons.
Une nouvelle méthode utilisant une technologie sophistiquée a été mise au point par des scientifiques de l'Université Aalto et a conduit à un appareil qui donne aux humains une audition comparable à celle d'une chauve-souris . Cela inclut non seulement la capacité d’entendre des fréquences bien au-delà de 20 000 Hz, mais également de discerner la direction et la distance des sources sonores. Pour les biologistes par exemple, cela permet aux gens de suivre en vol des chauves-souris autrement furtives et de localiser leurs positions.
Il fonctionne en enregistrant les ultrasons via un réseau de microphones sphériques, qui détecte les sons ultrasoniques et utilise un ordinateur pour traduire la hauteur en fréquences audibles. Il diffuse ensuite les ondes sonores converties via des écouteurs en temps réel. Être capable de percevoir des sons normalement inaudibles pourrait avoir des applications industrielles précieuses, par exemple être capable d'entendre et de localiser des fuites de gaz autrement silencieuses.
Bien que les neurosciences soient un domaine scientifique relativement jeune et en croissance rapide, l’intelligence artificielle (IA) est à la fois beaucoup plus récente et connaît une croissance plus rapide. Le potentiel de combiner ces deux domaines scientifiques a été révélé par des chercheurs du MIT .
Grâce à l’apprentissage automatique, ils ont découvert que les réseaux neuronaux artificiels peuvent auto-apprendre à sentir en quelques minutes seulement, imitant ainsi les circuits olfactifs du cerveau des mammifères. Ceci est profond car l’algorithme mis en œuvre n’avait aucune connaissance des millions d’années d’évolution nécessaires au développement biologique de l’odorat.
Pourtant, étonnamment, le réseau neuronal artificiel a reproduit si fidèlement l’activité biologique de l’odorat qu’il a révélé que le réseau olfactif du cerveau est mathématiquement optimisé pour sa fonction.
Cette imitation précise de la structure naturelle des circuits cérébraux par un apprentissage automatique indépendant pourrait annoncer une nouvelle ère, dans laquelle l’IA nous enseignerait les secrets intérieurs de l’évolution biologique. L’odorat est le point de départ en 2021, mais qui sait où cela pourrait mener…
Des chercheurs de l'UC San Francisco ont développé un nouveau type de neuroprothèse vocale pour les patients paralysés qui les empêche de parler. La méthode a été démontrée avec succès sur un homme dont le tronc cérébral était gravement endommagé, provoquant une paralysie de tout le corps.
De manière assez remarquable, cela fonctionne en détectant les signaux cérébraux liés à la parole qui contrôlent les cordes vocales. Lorsque nous parlons, les cordes vocales nécessitent des instructions motrices complexes afin d’articuler la grande variété de sons que nous utilisons lors d’une conversation. Même lorsqu’ils sont incapables de bouger, ces signaux peuvent toujours être envoyés par le cerveau.
En utilisant des enregistrements cérébraux de patients épileptiques, les scientifiques ont développé une méthode de décodage en temps réel des instructions adressées aux muscles vocaux, en mots. À partir de ces schémas neuronaux, ils ont pu discerner de manière fiable 50 mots courants différents chaque fois que le patient les pensait.
Il suffisait au patient de porter un réseau d'électrodes à haute densité pour capturer et enregistrer l'activité neuronale, qui enregistrait les signaux du cortex moteur de la parole. Cela a permis de traduire jusqu'à 18 mots par minute avec une précision de 93 %. L'avantage pour le patient était qu'il devait simplement agir comme s'il parlait réellement et qu'il pouvait communiquer des centaines de phrases différentes à partir du vocabulaire de 50 mots.
Bien que cette avancée semble limitée aux patients paralysés, nous souffrons de paralysie toutes les nuits lorsque nous rêvons (à moins que nous somnambulions). Si elle évolue suffisamment, cette approche pourrait, par exemple, ouvrir la voie à la traduction de nos pensées pendant notre sommeil !
Techniquement appelés « organoïdes cérébraux », les mini-cerveaux peuvent être cultivés à partir de cellules souches pluripotentes induites . Ces cellules souches peuvent être prélevées sur la peau ou le sang d'une personne et peuvent potentiellement se transformer en n'importe quel type de cellules. L’avantage est que les structures cellulaires, normalement très difficiles d’accès, peuvent en principe être cultivées et isolées pour être étudiées. Ceci est particulièrement pertinent pour le cerveau, même si les mini-cerveaux précédents avaient des structures fonctionnelles limitées.
La percée de cette année réalisée par des scientifiques de l'UCLA a catapulté la complexité structurelle en développant des agrégats d'organoïdes pour former des structures cérébrales tridimensionnelles complexes. Les chercheurs ont prélevé des cellules souches de patients atteints du syndrome de Rett (une maladie accompagnée de convulsions) et ont pu développer des mini-cerveaux ayant une activité fonctionnelle similaire à celle de certaines parties du cerveau humain. Cela signifie qu’ils ont pu observer en toute sécurité et avec succès des schémas d’activité électrique qui ressemblent au début des crises.
Cette recherche montre pour la première fois que certains aspects du fonctionnement cérébral peuvent être isolés et étudiés en laboratoire jusqu’au niveau des cellules vivantes individuelles. Le principal avantage est que ces mini-cerveaux peuvent être développés pour reproduire des aspects des fonctions cérébrales normales et malades, ainsi que pour tester des médicaments et des traitements sans risque pour les humains ou les animaux.
L’échelle du cerveau humain est énorme, il existe donc encore des limites évidentes en termes de complexité des structures cérébrales qui peuvent être étudiées, mais il est clair que ce domaine émergent des neurosciences a un potentiel proche de celui de la science-fiction.
Avec la croissance exponentielle de la puissance de calcul au cours des dernières décennies, les puces électroniques sont devenues de plus en plus petites chaque année. spécialisés dans la technologie de l'Université Brown ont maintenant développé un ordinateur sans fil si petit qu'il peut facilement être ignoré par l'œil humain. Surnommés « neurograins » – parce qu’ils ont à peu près la taille d’un grain de sel – ils ont été développés pour suivre et surveiller l’activité cérébrale.
Ces ordinateurs ultra-minuscules sont capables d'enregistrer l'activité électrique des neurones proches et de transmettre leurs données sans fil. L’objectif était de développer un nouveau type de système d’interface cerveau-ordinateur (BCI), dans lequel un réseau de mini-capteurs peut suivre collectivement des aspects significatifs de l’activité cérébrale et envoyer les informations à un hub proche.
Dans une expérience de validation de principe, les chercheurs ont déployé un réseau pour enregistrer avec succès l'activité neuronale d'un rongeur avec une précision bien plus grande que jamais auparavant. Cet enregistrement des signaux cérébraux avec des détails sans précédent en est encore à ses débuts, mais la percée technologique est très prometteuse car elle permettra de convertir les ondes cérébrales en actions utiles du monde réel sans aucun effort physique.
Cette année, un nouveau type de réseau de microélectrodes a été utilisé pour créer une forme de vision artificielle via une prothèse visuelle. Des scientifiques de l'Université de l'Utah du John A. Moran Eye Center ont construit cet appareil pour enregistrer et stimuler l'activité neuronale dans le cortex visuel.
Implanté dans l'œil, le réseau reçoit des informations visuelles à travers des lunettes contenant une petite caméra vidéo, les données étant traitées par un logiciel spécialisé. L’appareil active ensuite les neurones rétiniens pour produire des phosphènes, comme s’ils recevaient des points lumineux. Cela permet à son tour à l'esprit de percevoir des images de base de lignes et de formes.
Testée auprès d'un patient complètement aveugle, cette méthode s'est avérée efficace et n'a entraîné aucune complication liée à la chirurgie ou à la stimulation neuronale. Lors de ce premier test, un seul tableau a été utilisé. Cependant, le prochain objectif est d’utiliser 7 à 10 réseaux pour fournir des images plus détaillées qui permettront aux personnes aveugles de réellement naviguer visuellement dans le monde.
Une nouvelle classe de « molécules dansantes » a été appliquée par des chercheurs de l'Université Northwestern pour réparer les tissus lors de lésions graves de la moelle épinière et inverser avec succès la paralysie . La partie dansante consiste à manipuler le mouvement de ces molécules pour qu'elles puissent se frayer un chemin vers des récepteurs cellulaires normalement impossibles à atteindre, afin de les inciter à se mettre en marche pour réparer les tissus nerveux.
Ces molécules apparemment magiques fonctionnent en déclenchant des signaux en cascade, déclenchant la régénération des axones et aidant les neurones à survivre après une blessure en encourageant la naissance d’une variété de nouveaux types de cellules. Cela favorise à son tour la repousse des vaisseaux sanguins perdus, nécessaires à la guérison cellulaire.
Testée sur des souris, une seule injection de thérapie moléculaire a permis aux souris paralysées de remarcher en moins de quatre semaines. Assez commodément, 12 semaines plus tard (bien après la récupération complète), les matériaux se biodégradent en nutriments pour les cellules sans aucun effet secondaire, disparaissant effectivement naturellement du corps.
La réalité virtuelle (VR) est utilisée par les psychophysiciens depuis des décennies pour étudier la façon dont nous percevons les informations sensorielles. Cette année, des chercheurs de l'Université de Bâle, la plus ancienne université de Suisse, ont développé une application de réalité virtuelle pour traiter réellement les phobies des hauteurs .
Appelé Easyheights , le logiciel compatible avec les smartphones propose une thérapie d'exposition utilisant des images à 360° de lieux réels. Portant un casque VR, les utilisateurs se tiennent sur une plate-forme qui commence à un mètre au-dessus du sol, puis s'élève progressivement à mesure que les utilisateurs s'acclimatent à chaque niveau de hauteur. Cela fonctionne en augmentant l'exposition sensorielle à la hauteur sans augmenter le niveau de peur.
Un essai clinique a démontré l’efficacité de cette forme de traitement immersive, produisant des réductions significatives de la phobie dans des situations réelles de hauteur. Les bénéfices ont été constatés avec seulement quatre heures de formation à domicile. Cette découverte montre comment la combinaison des connaissances en neurosciences avec les technologies d'aujourd'hui peut améliorer cliniquement la qualité de vie des gens de manière facilement accessible.
Au moment où nous parlons, les neuroscientifiques de l’Institut Max Planck d’anthropologie évolutive construisent littéralement des « cerveaux miniatures » génétiquement greffés avec de multiples versions de l’ADN de Néandertal. Grâce à la biotechnologie futuriste ascendante connue sous le nom de CRISPR , ces mini-cerveaux contiendront des amas de neurones vivants issus de cellules souches, effectuant une véritable activité cérébrale.
Bien qu’ils soient trop petits pour impliquer un comportement complexe comme la communication, ils devraient révéler des différences dans l’activité cérébrale fondamentale que les Néandertaliens auraient pu avoir. La génétique constitue ainsi une sorte de télescope historique pour les neurosciences, leur permettant d’observer le fonctionnement des cerveaux anciens. Tout cela à partir d’ADN conservé dans des fragments d’os depuis des dizaines de milliers d’années.
Et si vous pensez qu’il s’agit de quelque chose d’aussi simple que quelques cellules dans une boîte de Pétri… détrompez-vous. Les chercheurs allemands envisagent de connecter les mini-cerveaux de Néandertal à des robots afin d'observer leurs comportements. Encore plus ambitieux que l'intrigue d'un film de science-fiction futuriste, en cas de succès, l'esprit est tout simplement stupéfait de ce qui sera possible dans les années à venir – les robots domestiques néandertaliens, ça vous dit ?!
L’un des plus grands défis auxquels sont confrontés les neuroscientifiques est qu’il est très difficile d’étudier les cerveaux vivants. Même dans le cas de cerveaux décédés récemment, les neurones se décomposent rapidement dans les heures qui suivent la mort, se désintégrant littéralement. Pour relever ce défi, des neuroscientifiques enthousiastes de l'Université de Yale ont créé une biotechnologie d'avant-garde appelée BrainEx . Ce système de support de haute technologie a été conçu pour maintenir les cellules cérébrales en vie de manière à ce que les cheveux et les ongles continuent de croître après la mort.
Mettant la technologie à l'épreuve, les chercheurs ont utilisé BrainEx pour restaurer l'activité synaptique et la circulation dans un cerveau de porc mort depuis quatre heures. Le cerveau avait été retiré du porc et réanimé avec un apport sanguin artificiel utilisant un mélange exclusif d'agents protecteurs, stabilisants et de contraste. Cela s’est produit juste avant que la destruction des fonctions cellulaires et moléculaires ne commence. L'image ci-dessous montre la différence entre un cerveau de porc normalement désintégré 10 heures après la mort (à gauche) et des cellules apparemment saines sur un cerveau de porc ressuscité (à droite).
Voici la partie zombie. Même si les neurones étaient maintenus en vie, il n’y avait pas d’activité fonctionnelle de niveau supérieur dans les circuits cérébraux – donc vivants et morts à la fois. Ce passage de la fiction de type Frankenstein à la non-fiction montre comment les neurosciences peuvent transformer de grandes questions éthiques du plan philosophique au plan pratique.
La biotechnologie ne se limite pas aux cochons zombies, elle fonctionnera en principe avec n'importe quel type de cerveau de mammifère… y compris les humains ! Cette percée présente un énorme potentiel pour améliorer nos connaissances pratiques sur le fonctionnement de notre propre esprit. En même temps, cela semble terriblement proche de ramener les morts à la vie.
Sur une note plus inspirante, 2019 a également vu le développement d’un système informatique capable de traduire l’activité cérébrale en parole synthétisée. Il fonctionne en décodant les mouvements des muscles impliqués dans la parole via l'influx nerveux analysé par l'activité électrophysiologique. Les résultats d'une expérience menée à l' Université de Californie à San Francisco ont montré qu'une version prototype pouvait interpréter avec succès le langage à l'aide de signaux nerveux musculaires, si elle parlait lentement.
Les chercheurs espèrent améliorer la biotechnologie jusqu'à des vitesses de parole naturelles , qui sont d'environ 150 mots par minute. Pourtant, c’est déjà assez remarquable si l’on considère que seuls les signaux cérébraux sont mesurés. Voici une vidéo démontrant comment les schémas d'activité cérébrale du cortex somatosensoriel du locuteur, décodés en mouvements des voies vocales, peuvent ensuite être interprétés comme du langage.
De nombreux scientifiques ont déjà essayé de résoudre ce problème et ont échoué. Ces chercheurs ont adopté une nouvelle approche en créant des modèles d’intelligence artificielle pour créer des simulations des voies vocales. En effet, l’IA s’est ensuite apprise elle-même à partir d’une bibliothèque de données d’expériences vocales et a entraîné ses réseaux neuronaux à pouvoir décoder le langage à partir des mouvements vocaux. Ces développements pourraient constituer des étapes importantes dans la simulation de la biologie humaine dans des programmes informatiques à des fins de recherche.
D'un point de vue médical, de nombreux patients souffrant de problèmes de gorge ou neurologiques, tels qu'un accident vasculaire cérébral ou une paralysie, peuvent perdre complètement leur capacité d'élocution. Cette neurotechnologie couplée à un smartphone pourrait permettre aux sans-voix de parler normalement en temps réel, au quotidien, simplement en pensant à parler.
Cependant, comme la voix simulée ne nécessite que la lecture d’une petite région de l’activité cérébrale et que la parole peut être envoyée à pratiquement n’importe quel ordinateur, n’importe qui pourrait alors potentiellement communiquer silencieusement et secrètement avec toute personne possédant un smartphone et des écouteurs. Comme ce système pourrait être bidirectionnel, il représente une solution neurotechnologique littérale pour la télépathie humaine. Les possibilités sont infinies.
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