Esprit et machine : 3 tendances technologiques en matière d'interface cerveau-ordinateur
« Le cerveau humain compte 100 milliards de neurones, chacun étant connecté à 10 000 autres neurones. Sur vos épaules repose l'objet le plus complexe de l'univers connu. » – Michio Kaku
Esprit et machine : 3 tendances technologiques en matière d'interface cerveau-ordinateur
Imaginez pouvoir contrôler votre environnement extérieur par la seule force de votre pensée, tout en ayant accès à toutes les informations actuellement disponibles en ligne... dans votre tête. Cela peut sembler sortir tout droit d'un film de science-fiction, mais c'est un scénario plausible pour l'avenir. Cette technologie, connue sous le nom d'interface cerveau-ordinateur (BCI), devrait aider les humains connectés à réaliser tout ce qui précède sans utiliser leurs voies neuromusculaires traditionnelles.
Ces dernières années, l'intérêt pour la technologie BCI a explosé. Aujourd'hui, c'est l'un des sujets les plus brûlants dans la communauté mondiale des start-ups. L'année dernière a été marquée par un financement record dans ce domaine, avec 1,4 milliard de dollars levés dans le cadre de 46 transactions.
Dans cet article, nous explorons ce qu'est la technologie BCI et les tendances innovantes qui la font progresser.
Qu'est-ce que la technologie d'interface cerveau-ordinateur ?
En termes simples, un BCI est un pont entre votre cerveau et un appareil externe. Grâce à plusieurs capteurs et à des algorithmes complexes, il devient plus facile d'analyser les signaux cérébraux et d'extraire les schémas cérébraux pertinents, qui peuvent ensuite être enregistrés et analysés par un appareil non invasif. Cela permet aux humains de contrôler directement des machines, sans les contraintes physiques du corps.
À l'origine, la technologie BCI a été développée pour aider les personnes paralysées à contrôler des appareils fonctionnels à l'aide de leurs pensées. Cependant, de nouveaux cas d'utilisation sont identifiés chaque jour. Un nombre croissant de start-ups technologiques s'intéressent au cerveau, avec pour objectif final de connecter le cerveau humain à une interface informatique. La course proverbiale pour créer des BCI bon marché, petites et accessibles à tous est lancée.
Si cette technologie BCI connaît actuellement un essor prometteur, elle soulève également de nombreuses questions éthiques. Beaucoup de gens sont réticents à l'idée d'avoir un implant cérébral permanent. Heureusement, il existe également sur le marché des BCI portables qui ne nécessitent ni opération ni implant dans le cerveau.
Tendances en matière d'innovation dans le domaine des interfaces cerveau-ordinateur
Les BCI font l'objet de nombreuses recherches — prenez par exemple la carte mentale de l'industrie ci-dessus. Les technologies ou sujets pertinents sont représentés en fonction du degré de maturité de la recherche universitaire dans ce secteur spécifique. Les cercles plus foncés représentent un degré de maturité plus élevé (comme l'électroencéphalographie, également connue sous le nom d'EEG, ou l'intelligence artificielle), tandis que les cercles plus clairs représentent les technologies émergentes ou celles qui font l'objet de moins de recherches universitaires. Par exemple, le « téléchargement de l'esprit » n'a pas encore atteint un degré de maturité universitaire, mais il pourrait devenir de plus en plus pertinent dans les années à venir à mesure que la recherche progressera.
Tendance n° 1 en matière d'innovation : les États-Unis et la Chine dominent la recherche
Les affiliations de recherche dans le domaine des interfaces cerveau-ordinateur (BCI) sont fortement concentrées aux États-Unis et en Chine. L'université de Tianjin et l'université de Californie (UC) à San Francisco sont notamment très actives dans ce domaine. Une publication digne d'intérêt est le brevet CA2886095A1 de l'UC San Francisco, intitulé « Systèmes et méthodes de profilage sensoriel et cognitif », dont la valeur est estimée à environ 2,34 millions de dollars. Ce brevet revendique des méthodes, des dispositifs et des systèmes permettant de produire des profils cognitifs et/ou sensoriels, et de traiter les données physiologiques afin de générer un ensemble d'informations comprenant une ou plusieurs valeurs quantitatives associées à la catégorie de profil sélectionnée.
Tendance n° 2 en matière d'innovation : les start-ups à forte croissance dans le domaine des interfaces cerveau-ordinateur (BCI) sont en plein essor
Avec la tendance mondiale en faveur des BCI, de nombreuses start-ups à forte croissance ont vu le jour. Cela n'a rien de surprenant , car le secteur des BCI devrait connaître une croissance annuelle moyenne substantielle de 14,3 % entre 2021 et 2027. Le potentiel de croissance du secteur de la santé est immense, en particulier en ce qui concerne le traitement des troubles neurologiques. On observe également une demande croissante pour les gadgets de jeux vidéo intégrant la technologie BCI et une augmentation des recherches sur la BCI dans le secteur de la défense, qui sont d'autres facteurs importants contribuant à la croissance du marché mondial des interfaces cerveau-ordinateur.
En analysant les entreprises créées au cours des dix dernières années, nous constatons que certaines des entités les plus actives en matière de dépôt de brevets figurent ci-dessus. En termes de financement, Cognixion (une société de logiciels informatiques spécialisée dans l'intelligence artificielle, l'apprentissage automatique et la biotechnologie) a levé environ 15 millions de dollars, dont la plupart récemment auprès du fonds Amazon Alexa. Le logiciel de Cognixion comprend un système de communication sensorielle qui permet aux personnes de communiquer à l'aide d'une interface cerveau-ordinateur (BCI) qui traduit directement les ondes cérébrales en communication.
Une autre start-up remarquable est Neuralink, fondée par Elon Musk, probablement la plus connue dans ce domaine. Neuralink travaille au développement d'interfaces cerveau-machine à très haut débit pour connecter les humains et les ordinateurs, afin de survivre à l'ère naissante de l'intelligence artificielle (IA). Musk compare cette technologie à un « Fitbit dans votre crâne ».
Par rapport à d'autres entreprises du secteur des interfaces cerveau-ordinateur, Neuralink se distingue et se situe bien au-dessus de la moyenne de l'industrie en termes d'intensité d'innovation (nombre total de brevets) et de dynamique (nombre de brevets déposés au cours des trois dernières années). Cependant, Neuralink se situe en dessous de la moyenne en matière d'originalité de l'innovation (nombre total de citations de brevets) et d'évaluation de l'innovation (évaluation moyenne des brevets). Beaucoup de gens affirment que si Neuralink dispose d'une ingénierie solide, ses compétences en neurosciences sont médiocres.
Quoi qu'il en soit, Neuralink a braqué les projecteurs sur le secteur des interfaces cerveau-ordinateur, notamment grâce à sa démonstration avec le singe Pager. Pager avait un disque de la taille d'une pièce de monnaie de Neuralink implanté dans son cerveau et, après entraînement, il était capable de jouer à Pong simplement en pensant à ses actions.
Si un singe peut y parvenir après un entraînement simple, imaginez ce que les humains pourraient faire si leur cerveau était connecté à des ordinateurs. En termes d'application, Neuralink espère lancer sa technologie pour aider les tétraplégiques à retrouver leur liberté numérique. À long terme, l'entreprise estime que sa puce sera utilisée pour fusionner la conscience humaine avec l'IA. Neuralink a récemment levé 205 millions de dollars dans le cadre de son financement de série C, ce qui permettra d'accélérer le développement de ses produits actuels et futurs. Les essais sur l'homme devraient commencer dans le courant de l'année.
Tendance innovante n° 3 : essais cliniques sur les interfaces cerveau-ordinateur (BCI)
En mai 2022, le premier BCI commercial a fait l'objet d'essais cliniques sur des humains.
Synchron, une société spécialisée dans les interfaces cerveau-ordinateur endovasculaires, a recruté son premier patient dans le cadre d'un essai clinique aux États-Unis, ouvrant ainsi la voie à une éventuelle autorisation réglementaire pour l'utilisation commerciale de son implant chez les paraplégiques et les personnes atteintes de paralysie.
« Cette première inscription d'un patient dans le cadre d'un IDE pour un BCI implanté de manière permanente est une étape importante pour l'ensemble du secteur, alors que nous faisons progresser notre solution pour les cinq millions de personnes aux États-Unis qui vivent avec une paralysie », a déclaré le PDG Thomas Oxley dans un communiqué de la société.
Fondée en 2016, Synchron a réalisé plusieurs avancées importantes pour l'industrie des interfaces cerveau-ordinateur (BCI). En 2016, la société a utilisé son produit Stentrode pour produire le premier enregistrement cérébral d'un ECoG vasculaire à partir de l'intérieur d'un vaisseau sanguin de mouton. L'étude a ensuite été publiée dans Nature Biotechnology. Deux ans plus tard, Synchron a montré comment une stimulation cérébrale localisée pouvait être réalisée via un vaisseau sanguin, sans qu'il soit nécessaire de pratiquer une chirurgie cérébrale ouverte. Enfin, en 2021, la société a montré comment deux personnes implantées avec un Stentrode étaient capables de contrôler des appareils externes pour envoyer des e-mails, des SMS et effectuer des opérations bancaires en ligne uniquement à l'aide de leurs pensées.
Bien que les BCI en soient encore à leurs balbutiements et qu'il reste de nombreux défis à relever, leur potentiel en matière d'évolution humaine est passionnant. Qu'il s'agisse d'aider les paraplégiques ou d'améliorer la vie quotidienne des êtres humains à travers le monde, les BCI vont sans aucun doute changer la vie de nombreuses personnes. À mesure que la couverture médiatique autour de la cinquième révolution industrielle s'intensifie, les BCI feront partie intégrante de cette nouvelle ère technologique révolutionnaire.
Biographie de l'auteur
Kate White est responsable de la défense des intérêts des clients chez PatSnap. Elle passe ses journées à découvrir et à promouvoir les clients de PatSnap en mettant en avant leurs innovations révolutionnaires. Kate est titulaire d'une licence en sciences médicales et en psychologie de l'université Western. Pendant son temps libre, elle aime peindre et passer du temps à l'extérieur avec son husky sibérien.
