Un groupe de recherche multinational comprenant des scientifiques chinois et singapouriens a mis au point un neurone artificiel capable de communiquer à l'aide du neurotransmetteur dopamine. Les chercheurs ont publié leur création et les utilisations prévues dans la revue scientifique Nature Electronics (ici le lien).
Comme le font remarquer les chercheurs dans l'article présenté, la plupart des interfaces cerveau-ordinateur il s'appuie sur des signaux électriques comme moyen de communication : des signaux généralement unidirectionnels, qui sont lus et interprétés par le cerveau.
Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont fait un pas en avant vers la création d'une interface cerveau-ordinateur capable de communiquer dans les deux sens et surtout non pas sur la base de signaux électriques, mais via des médiateurs chimiques.
Un neurone artificiel pour l’aube d’une révolution
Le neurone artificiel créé par l'équipe se compose d'une seule et très fine feuille de graphène (atomes de carbone) et d'une électrode en nanotube de carbone (encore une fois, essentiellement une « feuille » d'atomes de carbone enroulés dans un tube).
À cette première structure a ensuite été ajouté un capteur capable de détecter la présence de dopamine et un autre dispositif, appelé memristor, qui est plutôt capable de libérer de la dopamine. Comme, comment? En utilisant un hydrogel activé par la chaleur, attaché à une autre extrémité du neurone artificiel.
Les tests en laboratoire
Les chercheurs ont testé la capacité de communication de leur neurone artificiel en le plaçant dans une boîte de Pétri avec des cellules cérébrales prélevées sur un rat.
Et là, ils ont découvert le meilleur. L'appareil était capable de détecter et de répondre à la dopamine créée et envoyée par les cellules cérébrales du rat. Et pas seulement. Il était également capable de produire à son tour de la dopamine, qui produisait alors une réponse dans les cellules cérébrales du rat.
Lors de tests, les scientifiques ont même pu activer un petit échantillon du muscle d'une souris, envoyant de la dopamine à son nerf sciatique.
Tout comme le font les cellules cérébrales, le memristor peut être programmé pour générer et envoyer différentes quantités de dopamine en fonction de l'application.
La réduction de cette technologie à un système léger n'est pas envisageable pour le moment : les auteurs de l'étude eux-mêmes reconnaissent que leur configuration est assez lourde.
Déjà aujourd'hui, cependant, sous sa forme actuelle, il pourrait être utilisé dans un appareil prothétique.
Et demain, à la bonne taille, il pourrait changer à jamais les interfaces cerveau-ordinateur.
