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Neuralink : « Le travail accompli est remarquable mais il manque des détails techniques clés », juge Guillaume Charvet (Clinatec)

Kevin Poireault

Mis à jour le 01/09/2020 à 14h32

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Neuralink : « Le travail accompli est remarquable mais il manque des détails techniques clés », juge Guillaume Charvet (Clinatec)

© CEA-Leti

Chef de projet au sein du CEA Leti et participant au projet Brain Computer Interface (BCI), qui a développé une interface cerveau-ordinateur pour permettre à un patient tétraplégique de commander un exosquelette par la pensée lors d’un essai clinique en 2019, Guillaume Charvet partage avec Industrie & Technologies son enthousiasme pour The Link, l’implant cérébral dévoilé par Neuralink ce vendredi 28 août. A charge maintenant, pour Elon Musk, de prouver que ce n’était pas que de la poudre aux yeux.

I&T : Qu’avez-vous pensé de la présentation de l'interface cerveau-ordinateur de Neuralink, vendredi dernier ?

Guillaume Charvet :  Ce qui a été annoncé est très intéressant. Le travail qui a été fait en un an est remarquable, notamment en termes de micro-électronique. Ils ont poursuivi le travail effectué l'an dernier où ils avaient montré leur circuit intégré, un Application Specific Integrated Circuit (ASIC), capable d'enregistrer sur 256 voix simultanément, et ils ont rajouté des fonctions de communication sans fil et de recharge par induction.

Selon les visuels montrés lors de la présentation, ils font également de la compression de données, sinon le volume de données transféré serait trop important. Là aussi, je crois qu'il y a eu un gros travail pour pouvoir réaliser cela, ce n'est pas simple de compresser des données embarquées dans un implant aussi petit.

Mais c'était plutôt une présentation à destination de la presse grand public dans le but d'attirer de nouveaux ingénieurs - ils ne s'en sont pas caché, d'ailleurs. Il manque aujourd'hui des informations techniques à ce stade d'avancement pour pouvoir donner un avis plus éclairé. C'est d’ailleurs ce qu'ils ont fait l'an dernier, en publiant un article scientifique en parallèle de la présentation d'Elon Musk. C’est le seul endroit où l'on pouvait trouver ces éléments.

En quoi The Link, la version (presque) finale de l'implant cérébral de Neuralink, est-elle innovante ?

Neuralink se différencie principalement par la nature du système implanté. Celui-ci est constitué de fils très fins, chacun équipé de 32 électrodes souples en PEDOT, un polymère conducteur biocompatible, pour un total de 1 024 électrodes.

Elles sont très différentes des électrodes implantables intracorticales classiques, les matrices Utah (en anglais, Utah array ou microelectrode arrays). Ces dernières sont rigides et peuvent créer des dommages sur le cerveau à long terme et elles doivent être reliées à un connecteur transcutané.

Pourtant, à l’heure actuelle, elles sont encore largement utilisées par les équipes référentes dans le domaine des interfaces cerveau-machine, en particulier à la Brown University ou à l'université de Pittsburg, aux Etats-Unis. Selon Neuralink, le cerveau tolérera mieux ces électrodes sur le long terme.

Ces électrodes souples semblent vous séduire...

C’est une approche intéressante, avec une technologie déjà connue par la communauté mais peu éprouvée. Des tests ont déjà été réalisés avec une poignée d'électrodes souples, mais jamais sur un système avec autant d'électrodes insérées dans le cortex, à ma connaissance.

Avec l'expérimentation d'un cochon implanté marchant sur un tapis roulant, les équipes de Neuralink ont montré leur faculté à prédire les mouvements à partir de la mesure de l'activité cérébrale. C'est une démonstration assez pertinente car elle montre la capacité du système à enregistrer des signaux de bonne qualité et celle des neuroscientifiques de décoder l'activité cérébrale en temps réel du cochon. En revanche, il ne s'agit bien sûr que d'une vidéo de quelques secondes, cela mériterait d'être davantage argumenté pour juger de la qualité du travail.

Maintenant, il faut vérifier de la robustesse du système dans la durée et étudier la stabilité à long terme du signal, c'est-à-dire sur plusieurs mois, pour vérifier qu'il n'y a pas de dégradation des électrodes et évaluer les problèmes de rupture - il pourrait y avoir des électrodes qui se cassent ou se dégradent avec le temps.

Pourquoi personne n’avait encore testé cette approche ?

L'Utah array, le standard actuel des électrodes, a été approuvé en 2004 par la Food and Drug Administration (FDA) pour réaliser les premiers essais sur l'humain avec le projet Brain Gate mené par John Donoghue à la Brown University. Cette technologie avait été validée . Il est très difficile d'obtenir de telles validations pour des usages cliniques, la communauté s'en est donc largement emparée. Ces électrodes sont actuellement commercialisées pour la recherche clinique par la société Blackrock Microsystems.

Quant au PEDOT, c'est un matériau déjà connu mais l'approche globale de Neuralink a été permise en grande partie par le développement du robot chirurgical, présenté comme l'un des deux éléments phares de la technologie Neuralink. C'est la première fois que l'implantation d'une interface cerveau-machine est prise en charge par un robot.

La chirurgie est assez simple : on réalise une craniotomie de 24 mm, on enlève l'os et on le remplace par l'implant - un clin d'oeil à ce que nous avons fait à Clinatec lors de l'essai clinique de l'an dernier.

Vous pointez le peu d'informations techniques sur l'implant de Neuralink, que manque-t-il pour l'évaluer ?

A cette heure, Neuralink a donné les spécifications de l'implant : sa taille, sa distance de communication, le principe de fonctionnement... En revanche, il manque des informations fondamentales, comme les performances de l'implant en termes de niveau de bruit, c'est-à-dire le rapport signal sur bruit des électrodes, le nombre d'électrodes qu'on peut enregistrer en temps réel en fonction du débit de la communication sans fil, la stabilité du signal dans le temps, sur plusieurs mois, ou encore la robustesse du dispositif - il peut, par exemple, y avoir de la casse pendant l'implantation, ou même après, ce qui pourrait potentiellement créer des inflammations. Ces informations viendront peut-être plus tard, ou mêmes à la fin de l’essai clinique, à l’issue de tests histologiques, pour juger de la biocompatibilité effective du système.

Il manque aussi des informations sur la consommation globale de l'implant. Or, un tel appareil peut avoir des problèmes d'échauffement : s'il consomme trop, il peut chauffer au-dessus des normes sanitaires – d’autant plus que, lors de la présentation de juillet 2019, ils étaient sur des niveaux de consommation assez importants. C’était d’ailleurs un des problèmes rencontrés par l’équipe de l’université Brown il y a quelques années, qui avait développé un implant avec une batterie qui chauffait trop pendant la recharge.

Autre incertitude : Elon Musk a été assez évasif sur l'intérêt thérapeutique d'un tel appareil…

Tout d’abord, il semblerait que le dispositif ait été développé pour agir sur différentes pathologies puisque le système permet de placer les électrodes à différents endroits sur le cortex.

Certes, Elon Musk a parlé d'applications très larges, dans le domaine médical voire grand public, avec l’approche transhumaniste qu’on lui connait. Mais, dans l’ensemble, Neuralink semble s'être recentré sur les aspects médicaux. Et tant mieux.

Quand on écoute le chirurgien responsable des essais à Neuralink, Matthew MacDougall, il s'agirait principalement de redonner la mobilité à des personnes paraplégiques ou tétraplégiques grâce à la prédiction de mouvement afin d'actionner, par exemple, un exosquelette ou un membre robotisé.

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