Les scientifiques ont trouvé un moyen de tromper le cerveau en lui faisant croire qu'il sent quelque chose que ce n'est pas.
En utilisant des éclairs de lumière pour contrôler les neurones, les chercheurs croient qu'ils peuvent «copier et coller» une activité cérébrale réelle, ouvrant la voie à un avenir dans lequel nous pouvons éditer des souvenirs, supprimer la douleur ou insérer une image inexistante.
La technologie est appelée un modulateur de cerveau holographique, et il utilise des projections holographiques pour activer ou supprimer des neurones individuels. L'objectif final est de contrôler des milliers de neurones à la fois dans des modèles qui sont basés sur une activité cérébrale réelle pour reproduire la sensation. La vision est un système qui peut surveiller en permanence l'activité cérébrale et décider, en fonction du contexte, quels neurones exciter et supprimer. Bien sûr, on pourrait sauter aux pensées de l'enlèvement de la mémoire dans Eternal Sunshine of the Spotless Mind, mais les possibilités sont beaucoup plus grandes. Imaginez, par exemple, un système de vision pour les aveugles consistant en une caméra qui pourrait convertir les images vues par son objectif dans l'activité cérébrale associée à la vision de ces images. Ou une prothèse qui pourrait transmettre un sentiment de toucher. "Cela a un grand potentiel pour les prothèses neurales, car il a la précision nécessaire pour le cerveau d'interpréter le modèle d'activation. Si vous pouvez lire et écrire le langage du cerveau, vous pouvez en parler dans sa propre langue et il peut mieux interpréter le message », a déclaré Alan Mardinly, biologiste moléculaire et cellulaire à l'Université de Californie à Berkeley, et co-auteur de l'article. nouveau papier. "C'est l'une des premières étapes d'une longue route pour développer une technologie qui pourrait être un implant cérébral virtuel avec des sens supplémentaires ou des sens améliorés." Le modulateur de cerveau holographique est encore à ses débuts, mais il semble prometteur, ayant été testé sur des souris de laboratoire. [contenu incorporé] Une petite section tridimensionnelle du cerveau de souris avec 2.000 à 3.000 neurones était la cible. Chacun de ces neurones a été complété, via un virus qui délivre de l'ADN à la cellule, avec une protéine qui active le neurone quand il est frappé avec un éclair de lumière. Grâce à une fenêtre dans le crâne de la souris qui permet à la lumière d'atteindre le cerveau, les chercheurs ont brillé des pulsations de lumière – jusqu'à 300 fois par seconde – chacun activant jusqu'à 50 neurones à la fois. Le grand défi visait les cellules individuelles. L'équipe a utilisé l'holographie générée par ordinateur, qui se plie et focalise la lumière pour créer un motif 3D. Cela a ensuite été projeté sur le tissu cérébral sur la surface du cortex somatosensoriel chez les souris – en particulier, les centres du toucher, de la vision et du moteur. "L'avancée majeure est la capacité à contrôler les neurones précisément dans l'espace et le temps", a déclaré le co-auteur principal Nicolas Pégard. "En d'autres termes, pour tirer sur les ensembles de neurones très spécifiques que vous souhaitez activer et le faire à l'échelle caractéristique et la vitesse à laquelle ils travaillent normalement." Les souris marchaient sur des tapis roulants avec la tête immobilisée afin que le système de ciblage fonctionne, donc aucun changement de comportement n'a été observé. Cependant, l'activité cérébrale des souris, surveillée en temps réel, était la même que si elle répondait à un stimulus sensoriel réel, les chercheurs ont dit. Bien sûr, il reste encore beaucoup de travail à faire. La technologie ne fonctionne que sur une très petite partie du cerveau actuellement, et l'équipement pour le faire est énorme. La technologie peut être augmentée pour cibler plus de la couche externe du cerveau, l'équipe a noté, et finalement la taille de l'équipement pourra être miniaturisée pour tenir dans un sac à dos. Les prochaines étapes, cependant, concernent l'amélioration de la recherche. Cela signifie former les souris afin que les chercheurs puissent détecter les changements dans leur comportement après la modulation du cerveau. Cela signifie également enregistrer des modèles réels de l'activité cérébrale dans le cortex afin qu'ils puissent ensuite les rejouer à l'aide du modulateur de cerveau holographique pour voir s'ils déclenchent la même réponse. La recherche de l'équipe a été publiée dans la revue Nature.
Imaginez, par exemple, un système de vision pour les aveugles consistant en une caméra qui pourrait convertir les images vues par son objectif dans l'activité cérébrale associée à la vision de ces images. Ou une prothèse qui pourrait transmettre un sentiment de toucher. "Cela a un grand potentiel pour les prothèses neurales, car il a la précision nécessaire pour le cerveau d'interpréter le modèle d'activation. Si vous pouvez lire et écrire le langage du cerveau, vous pouvez en parler dans sa propre langue et il peut mieux interpréter le message », a déclaré Alan Mardinly, biologiste moléculaire et cellulaire à l'Université de Californie à Berkeley, et co-auteur de l'article. nouveau papier. "C'est l'une des premières étapes d'une longue route pour développer une technologie qui pourrait être un implant cérébral virtuel avec des sens supplémentaires ou des sens améliorés." Le modulateur de cerveau holographique est encore à ses débuts, mais il semble prometteur, ayant été testé sur des souris de laboratoire. [contenu incorporé] Une petite section tridimensionnelle du cerveau de souris avec 2.000 à 3.000 neurones était la cible. Chacun de ces neurones a été complété, via un virus qui délivre de l'ADN à la cellule, avec une protéine qui active le neurone quand il est frappé avec un éclair de lumière. Grâce à une fenêtre dans le crâne de la souris qui permet à la lumière d'atteindre le cerveau, les chercheurs ont brillé des pulsations de lumière – jusqu'à 300 fois par seconde – chacun activant jusqu'à 50 neurones à la fois. Le grand défi visait les cellules individuelles. L'équipe a utilisé l'holographie générée par ordinateur, qui se plie et focalise la lumière pour créer un motif 3D. Cela a ensuite été projeté sur le tissu cérébral sur la surface du cortex somatosensoriel chez les souris – en particulier, les centres du toucher, de la vision et du moteur. "L'avancée majeure est la capacité à contrôler les neurones précisément dans l'espace et le temps", a déclaré le co-auteur principal Nicolas Pégard. "En d'autres termes, pour tirer sur les ensembles de neurones très spécifiques que vous souhaitez activer et le faire à l'échelle caractéristique et la vitesse à laquelle ils travaillent normalement." Les souris marchaient sur des tapis roulants avec la tête immobilisée afin que le système de ciblage fonctionne, donc aucun changement de comportement n'a été observé. Cependant, l'activité cérébrale des souris, surveillée en temps réel, était la même que si elle répondait à un stimulus sensoriel réel, les chercheurs ont dit. Bien sûr, il reste encore beaucoup de travail à faire. La technologie ne fonctionne que sur une très petite partie du cerveau actuellement, et l'équipement pour le faire est énorme. La technologie peut être augmentée pour cibler plus de la couche externe du cerveau, l'équipe a noté, et finalement la taille de l'équipement pourra être miniaturisée pour tenir dans un sac à dos. Les prochaines étapes, cependant, concernent l'amélioration de la recherche. Cela signifie former les souris afin que les chercheurs puissent détecter les changements dans leur comportement après la modulation du cerveau. Cela signifie également enregistrer des modèles réels de l'activité cérébrale dans le cortex afin qu'ils puissent ensuite les rejouer à l'aide du modulateur de cerveau holographique pour voir s'ils déclenchent la même réponse. La recherche de l'équipe a été publiée dans la revue Nature.
