Deux rats, deux continents, deux cerveaux qui communiquent

Radio-Canada avec Agence France-Presse
Des rats  Photo :  Institut international pour les neurosciences de Natal

Deux rats reliés directement par des électrodes implantées dans leur cerveau, mais séparés par un continent, ont pu communiquer et collaborer pour accomplir une tâche simple.

Le neurobiologiste brésilien Miguel Nicolelis de l'Institut international pour les neurosciences de Natal et ses collègues américains du centre médical de l'Université de Duke présentent cette réalisation comme un premier pas vers la mise au point d'un « supercortex ».

Explications

Un premier rat situé au Brésil a envoyé des signaux cérébraux pour guider son congénère, qui se trouvait aux États-Unis, et ce, à l'aide de ce seul lien électronique.

Le premier rongeur a ainsi aidé le deuxième à obtenir une récompense.

Selon le neurobiologiste Miguel Nicolelis, cette expérience montre qu'il est techniquement possible d'associer plusieurs cerveaux d'animaux pour créer un ordinateur « biologique » d'un nouveau genre.

« Nous avons établi une liaison fonctionnelle entre deux cerveaux. Nous avons créé un supercerveau comprenant deux cerveaux.  » — Miguel Nicolelis

Dans un premier temps, l'équipe brésilienne a entraîné les rats à résoudre un problème simple : presser un levier lorsqu'une petite lampe s'allumait au-dessus pour avoir accès à de l'eau.

Elle leur a ensuite implanté des électrodes ultrafines dans la région du cortex contrôlant l'information liée au mouvement et a ainsi connecté le cerveau des deux rats.

Le premier rat réalisait l'expérience normalement. Lorsqu'il pressait le bon levier, son activité cérébrale était encodée en impulsions électriques et transmises en temps réel au cerveau de son congénère.

Celui-ci ne disposait d'aucun indice visuel pour savoir sur quel levier appuyer pour obtenir sa récompense. Il devait donc se fier entièrement aux signaux émis par son partenaire pour guider son action.

Les rats ainsi guidés par cette liaison cérébrale ont obtenu jusqu'à 70 % de réussite aux tests.

« Le deuxième rat apprend à reconnaître ces signaux qui décrivent une décision prise par le premier rat. Il crée en association entre cette structure et cette décision. » — Pr Nicolelis

L'expérience montre aussi que le processus fonctionne dans les deux sens puisqu'en cas d'erreur du deuxième rat, le premier modifiait les signaux qu'il émettait pour les rendre plus forts et plus nets.

Après ces ajustements, le rat décodeur prenait ensuite la bonne décision plus souvent.

L'extrait vidéo qui suit explique en anglais le travail des chercheurs.

Vers un cerveau biologique

Ces travaux permettent donc d'entrevoir, selon les chercheurs, la création d'un réseau cérébral formé par plusieurs cerveaux, interagissant ensemble.

Pour des raisons éthiques, une telle expérience ne porterait que sur des rats ou des singes, et non des êtres humains.

Elle se baserait sur un mode de décision à base de probabilités et pourrait résoudre des problèmes qui dépassent les capacités d'un cerveau isolé.

À terme, ces travaux pourraient être bénéfiques aux personnes atteintes de paralysie ou du syndrome d'enfermement.

Le Dr Nicolelis caresse un rêve beaucoup plus concret : voir une personne paraplégique donner le coup d'envoi de la prochaine Coupe du Monde de football, au Brésil en 2014, à l'aide d'une jambe artificielle commandée par une interface cerveau-machine.

Le détail de ces travaux est publié dans la revue Nature Scientific Reports.

Un singe
Toucher sans bouger

En 2011, le Pr Nicolelis s'était fait connaître en permettant à des singes de laboratoire d'actionner un bras robotique par leurs seules impulsions cérébrales.

Ailleurs sur le web Radio-Canada n'est aucunement responsable du contenu des sites externes.

Info en continu Afficher le fil complet

Facebook