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Une prothèse oculaire bionique qui parle le langage de votre cerveau – High-teK.ca

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À grande échelle, nous en savons très peu sur le cerveau. Notre étourderie n’est pas tout à fait cosmologique à l’échelle – nous ne savons vraiment presque rien de l’univers au-delà de la Terre – mais, en fin de compte, le cerveau est pratiquement une boîte noire. Nous savons que les stimuli entrent, généralement par l’un de nos sens, et que les motoneurones sortent, mais c’est à peu près tout. Une chose que vous boîte faire avec une boîte noire, cependant, est de dériver un semblant de modèle de travail grâce à des tests de force brute.

Prenez les bras prothétiques, par exemple : nous n’avons aucune idée des calculs qui se produisent dans le cerveau pour déclencher les neurones moteurs des muscles du bras, mais cela ne nous empêche pas de coller des électrodes sur les muscles biceps d’un sujet et de mesurer les impulsions électriques. qui se produisent lorsque vous lui dites de « penser à bouger votre bras ». Dans la même logique, une interface cerveau-ordinateur peut mesurer ce que notre activité crânienne générale regards comme lorsque nous pensons à quelque chose et réagissons en conséquence, mais cela ne peut se faire que par l’entraînement ; il ne peut pas réellement comprendre nos pensées. Pour aller plus loin, cependant, Sheila Nirenberg de l’Université Cornell a essayé de comprendre comment la rétine de votre œil communique avec votre cerveau – et à en juger par une récente conférence à TEDMED (intégrée ci-dessous), il semble qu’elle l’ait réellement fissuré .

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Maintenant, lire la sortie du cerveau (comme dans un bras prothétique) est une chose, mais alimenter les données dans le cerveau est tout autre chose – et comprendre les signaux qui voyagent de la rétine, à travers le nerf optique, jusqu’au cerveau est vraiment à la pointe de la technologie. Nirenberg utilisait toujours une technique de force brute, cependant : en prenant un œil animal complet et en attachant des électrodes au nerf optique, elle a mesuré les impulsions électriques – le signal codé — que fait une image visualisée. Vous ne savez peut-être pas quel est le code moyensmais si une rétine génère toujours le même code électrique lorsqu’elle regarde un lion et un code différent lorsqu’elle regarde une bibliothèque, vous pouvez alors revenir en arrière pour dériver la technique d’encodage réelle de la rétine.

Nirenberg a fait cela jusqu’à ce qu’elle produise des équations mathématiques qui, avec une précision surprenante, encodent des images en impulsions neuronales qui peuvent être comprises par un cerveau animal. Dans l’image ci-dessous, l’image à l’extrême gauche représente l’œil prothétique de pointe pré-Nirenberg, et les deux images du milieu représentent ce dont sa prothèse est capable. Pas tout à fait aussi bon que la vraie chose, mais quand vous imaginez que c’est une puce de silicium étant implanté dans l’œil d’un animal aveugle puis câblé dans le nerf optique, vous devriez vraiment être émerveillé. Au cas où vous vous poseriez la question, le «transducteur» auquel l’image fait référence est un élément matériel qui convertit la sortie de la puce de silicium en signaux prêts à voyager le long du nerf optique jusqu’au cerveau.

Comparaison de différentes technologies prothétiques œil/rétine

Vous remarquerez que nous avons utilisé le mot « animal » partout, et non « humain ». Jusqu’à présent, Nirenberg semble avoir réalisé la plupart de ses expériences sur des souris – mais pour autant que nous le sachions, l’œil, le nerf optique et le cortex visuel chez la souris et l’homme sont assez similaires. La prochaine étape doit sûrement être l’élaboration des équations mathématiques qui simulent la rétine humaine, puis des essais humains à part entière. Personnellement, en tant que myope mais pas aveugle, je préfère descendre le affichage de lentilles de contact sans fil route – mais imaginez, juste une seconde, si un jour une rétine prothétique avec une résolution plus élevée que son homologue en chair et en os est fabriquée. Imaginez si vous pouviez appuyer sur un bouton pour zoomer numériquement avec vos yeux – ou, plus probablement, simplement pense sur le zoom avant.

Peut-être encore plus cool, cependant, Nirenberg insiste sur le fait que cette même technique – câbler des électrodes à nos organes sensoriels et forcer brutalement la technique d’encodage – pourrait également être utilisée pour produire des oreilles, des nez ou des membres prothétiques qui peuvent réellement se sentir. Vraisemblablement, à un moment donné, avec suffisamment de points de données à notre actif, nous pourrions également commencer à démêler les codecs de communication globaux du cerveau humain. L’ère de la bionique est presque arrivée !

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