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L’avenir des interfaces cerveau-machine commence ici

lundi 27 août 2012

par Agnès Vernet

Des ingénieurs américains ont développé un magnétomètre d’1 cm3, capable de mesurer l’activité cérébrale spontanée à température ambiante. Bienvenue dans le futur.

Détecter les ondes cérébrales grâce à un capteur de la taille d’un carré de sucre, la science-fiction en a rêvé, les américains l’ont fait. L’Institut des normes et technologies de l’agence américaine du commerce (Nist : National Institute of Standards and Technology) met ainsi en lumière les recherches menées par Svenja Knappe, du Nist et de l’Université du Colorado, sur le développement d’un minicapteur magnétique. Cette appareil, dont le volume total ne dépasse pas le centimètre cube, mesure les ondes alpha émise par le cerveau grâce au signal perçu par des atomes de rubidium sous forme gazeuse. Les atomes réagissent à l’émission magnétique et émettent un laser infrarouge de faible puissance détecté par fibre optique.
Ce minicapteur a permis de mesurer les variations d’ondes cérébrales lors de tests somato-sensoriels sur des sujets éveillés. Le laboratoire berlinois de l’Institut fédéral de physique appliquée, qui a réalisé ces évaluations, a ainsi pu quantifier l’activité cérébrale spontanée en plaçant le capteur à moins de 4 mm du crâne de volontaires. Les ondes alpha ont aussi pu être observées lors d’un protocole s’appuyant sur des stimuli tactiles au niveau du poignet. D’après les physiciens, le minicapteur est capable de percevoir des signaux de l’ordre du picotesla (10-12 T). Une sensibilité qui le rapproche des capacités des magnétomètres à Squid (Superconducting Quantum Interference Device) qui représentent actuellement le standard du genre. Mais contrairement au capteur à Squid, l’appareil du Nist fonctionne à température ambiante (et non pas à -269 °C), un élément fort en faveur d’une démarche de fabrication industrielle.
Les ingénieurs américains prévoient déjà des casques ajustables et portatifs utilisant les capteurs afin d’évaluer les commotions d’athlètes pratiquant des sports violents. Mais ils se projettent aussi vers l’interface homme-machine en imaginant des prothèses commandées par l’esprit.

Sander TH et al. (2012) Biomed Opt Express 3, 981–90

© Knappe/NIST

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