Les années 90 : la « décennie du cerveau »

Les années 90 ont pu être appelées la « décennie du cerveau » tant les progrès dans la connaissance de l’organe le plus noble du corps humain ont été extraordinaires. Il convient d’en rappeler les étapes précédentes :

1 – La découverte des ondes cérébrales

C’est déjà un fait ancien puisque c’est en 1929 que le neurologue Hans Berger réalisa les premiers électroencéphalogrammes non invasifs (c’est-à-dire par la mise en place sur le cuir chevelu d’électrodes à certains endroits), faisant ainsi apparaître que l’activité cérébrale se manifestait par l’émission d’ondes de type électromagnétique. Mais ni les instruments de mesure, encore rudimentaires, ni les capacités d’interprétation n’étaient à la mesure de la découverte. Pour les premiers, la sensibilité et la rapidité de l’électronique de mesure étaient loin du nécessaire, pour les secondes, le neurologue en était réduit à tenter de déchiffrer sur de petits rouleaux de papier la signification des ondes ainsi répertoriées. Ainsi celles-ci sont-elles longtemps restées plus un sujet de curiosité qu’un objet d’étude scientifique. Pourtant l’émission par le cerveau d’ondes électromagnétiques constituait un point de première importance puisqu’elle permettait d’imaginer le cerveau comme une manière d’émetteur radio de très faible puissance et à très basses fréquences, mais émetteur quand même avec toutes les possibilités d ‘analyse et de réflexion qu’ouvrait ce phénomène.

2 – Le développement de l’imagerie cérébrale

IRM, tomographie, magnétoencéphalographie etc. permettent de mieux distinguer les zones du cerveau actives dans diverses circonstances et avec l’arrivée de l’ordinateur, les choses ont commencé à changer dans les années cinquante et soixante avec en particulier la découverte des ondes alpha, bêta, delta , thêta et gamma, caractéristiques de certains états de conscience. Il est alors apparu que la fréquence de ces ondes s’étendait de moins de 4 à environ 40 Hz et plus. Le terme de rythme cérébral a alors été utilisé pour désigner une oscillation électromagnétique dans une bande de fréquences donnée, résultant de l’activité électrique cohérente d’un grand nombre de neurones du cerveau. Ces ondes sont de très faible amplitude, elles sont de l’ordre du microVolt chez l’être humain et ne suivent pas toujours une sinusoïde régulière. À noter que de façon générale, les ondes de très faible fréquence dites ELF* ce qui est le cas des ondes cérébrales, sont pour l’essentiel des ondes de sol.

 La pensée est ainsi apparue comme associée à un train d’ondes complexe intégrant simultanément une série de fréquences, le tout cohabitant avec un « bruit de fond » cérébral que l’on pourrait comparer à celui du nuage chargé d’électricité, l’éclair (la pensée) en étant le produit ultime. Il était et reste bien entendu impossible de « lire » une pensée globale, mais il apparaissait d’ores et déjà que certaines pensées simples (ordre donné, attention portée à une lettre) pouvaient donner lieu à analyse.

*Extremely Low Frequency

3 – C’est bien ce qui s’est passé dans la décennie 90 et qui se poursuit aujourd’hui. Le développement fantastique de la puissance d’analyse des ordinateurs et l’amélioration de la connaissance interne du cerveau ont permis de discerner beaucoup plus clairement à l’intérieur du « bruit de fond » ce qu’était le mode d’émission de diverses pensées. Il n’entre pas dans l’objet de ce travail d’entrer dans le détail de l’interprétation des divers types d’ondes cérébrales, lesquelles ont donné lieu à de nombreuses publications. Nous nous pencherons en revanche sur le phénomène nouveau qu’est la possibilité de modifier à distance l’état physique d’une machine par le seul effet de la pensée, possibilité qui illustre bien le pouvoir d’action des ondes cérébrales.

a – L’interface cerveau-ordinateur

Rien qu’en France, une quinzaine de laboratoires travaillent aujourd’hui sur ce thème (voir à ce sujet extrait de Fabien Lotte, Anatole Lecuyer, Bruno Arnaldi : les interfaces cerveau/ordinateur : utilisation en robotique et avancées récentes, Journées nationales de la recherche en robotique, 2007, Obernai).

On peut maintenant envisager d’écrire par la pensée : « Grâce au logiciel OpenViBE (cf.annexe), nous avons développé une interface baptisée P300 Speller, qui permet d’écrire des phrases en sélectionnant par la pensée des lettres présentées sur un écran, illustre Olivier Bertrand, directeur de l’unité Inserm 821 « Dynamique cérébrale et cognition » à Bron, près de Lyon. Sur l’écran, les lettres sont successivement surlignées ou « flashées » par lignes et colonnes. Le patient équipé d’un casque EEG doit focaliser son attention sur la lettre qu’il souhaite épeler. Lorsque cette lettre est « flashée », une onde cérébrale est produite, puis détectée et interprétée par l’ordinateur. Lettre après lettre, le patient construit des mots, puis des phrases, sur l’écran. »

Plus précisément, une interface cerveau/ordinateur peut être décrite comme un système en boucle fermée, composé de six étapes principales :

1.Mesure de l’activité cérébrale (avec les machines d’acquisition de type électroencéphalogramme EEG),

2.Pré-traitement et filtrage des signaux cérébraux (souvent très bruités),

3.Extraction de caractéristiques des signaux (pour ne conserver que des informations utiles),

4.Classification des signaux (pour identifier l’activité mentale et lui attribuer une classe),

5.Traduction en une commande (envoyée à l’ordinateur ou à la machine)

6.Retour perceptif (l’utilisateur voit ainsi le résultat de sa commande mentale et va progressivement apprendre à mieux contrôler le système).

b – L’étape ultérieure : l’action directe du cerveau sur une machine. Est-elle possible ?

Il est clair que l’on est encore très loin d’entrevoir la possibilité d’action directe du cerveau sur une machine. Rappelons à ce sujet que l’analyse et l’amplification préliminaires du signal comme la nécessité d’un entrainement préalable du sujet (ce dernier doit porter un casque enregistrant les émissions de son cerveau) sont aujourd’hui nécessaires. La différence entre une impulsion électrique émise à l’intérieur du cerveau et un train d’ondes sortant de celui-ci vers l’extérieur est un obstacle important. Mais toute onde électromagnétique, en particulier aux basses fréquences, diffuse sans difficulté au travers d’une paroi osseuse comme le montre d’ailleurs l’électroencéphalogramme non invasif, lui-même réalisé à l’extérieur du cerveau. Certes le signal est enregistré en plaçant les électrodes en des endroits bien précis, mais l’émergence de l’approche 3D (cf. infra) montre qu’un jour viendra où l’on sera capable de visualiser l’activité du cerveau dans son ensemble, ce qui fera faire un pas de géant dans l’analyse du signal.

Il reste que les difficultés sont considérables.

– L’antenne nécessaire à la diffusion dans de bonnes conditions d’une onde électromagnétique doit être d’autant plus grande que sa fréquence est plus faible (cas des ondes cérébrales), ce qui rend donc peu performante la transmission de celles-ci.

– Le bruit de fond du monde extérieur (par exemple les champs électriques associés aux appareils électriques domestiques de fréquence 50 Hz) s’ajoutant dans le cas d’une réception à distance à celui du cerveau rend encore plus difficile (certains diront impossible) la sélection du signal.

– Enfin l’onde cérébrale se dispersant dans l’espace comme toute émission électromagnétique selon le carré de la distance, on imagine le chemin qui reste à parcourir, même à proximité immédiate de l’émetteur.

Tout cela sera pourtant surmonté. Il faudra multiplier par un facteur de plusieurs milliers la sensibilité des récepteurs actuels et surtout éliminer le bruit de fond, par exemple en écoutant préalablement ce dernier en un lieu donné de façon à pouvoir le neutraliser. Mais rien n’empêche, semble-t-il, sur le plan théorique d’imaginer l’étape suivante, celle de la transmission directe d’un ordre donné par un cerveau entraîné à une machine, pourvue d’un amplificateur/décodeur de sensibilité suffisante et ayant éliminé le bruit de fond.

Pour résumer, il apparaît que nous en sommes aujourd’hui aux premiers balbutiements d’une technique en devenir. Nul doute cependant que celle-ci parvienne peu à peu à s’abstraire des limites imposées par la technologie actuelle pour aller beaucoup plus loin dans l’expérimentation et la pratique. L’essentiel est qu’il ne semble exister, répétons-le, sur le chemin de l’émission/réception des ondes cérébrales aucune difficulté de principe, seulement des difficultés opératoires.

Et pour donner l’espoir nécessaire à ces recherches, rappelons l’existence de la télépathie qui, même si elle n’est pas admise par la communauté scientifique, a maintes fois permis à un cerveau émetteur, souvent situé à grande distance de communiquer instantanément avec un cerveau récepteur lié au premier par une réceptivité particulière. Sauf à imaginer une transmission à distance par un phénomène inconnu, ce à quoi nous nous refusons, voilà qui en dit long sur le degré de sensibilité du récepteur naturel qu’est le cerveau humain lorsqu’il est « excité » de façon appropriée (voir dans le même registre la réaction des animaux aux infrasons annonçant un prochain tremblement de terre).

Conclusions et hypothèses

 La pensée apparaît bien comme un phénomène électrique qui, prenant sa source dans des modifications chimiques au sein du cerveau, aboutit in fine, s’agissant de l’homme, à la création d’ondes électromagnétiques à basses fréquences lesquelles se répartissent selon le mode propre aux émissions de ce type en perdant leur énergie selon le carré de la distance, mais sans jamais stricto sensu s’éteindre complètement. Elle représente donc une forme d’énergie que nous dénommerons « énergie spirituelle », celle-ci nous environnant à tout instant et étant constituée de la somme de toutes les pensées passées et présentes émises sur notre vieille terre.

Si nous imaginons dans un deuxième temps l’infini des mondes et les intelligences qui s’y déploient, l’hypothèse d’une « soupe spirituelle » évoquée dans « Éclats de vie », et dans laquelle baignent les divers univers galactiques, prend alors tout son sens. Nul ne connaît en effet ni la puissance, ni les fréquences auxquelles sont capables d’émettre les divers êtres pensants qui habitent vraisemblablement le cosmos. Mais l’énergie spirituelle qui leur est propre pourrait bien dans certaines hypothèses représenter, comme nous l’avons dit, une composante essentielle, qualitativement et peut-être même quantitativement, d’un univers que nous pouvons qualifier de « pensant » au sens où il inclut l’ensemble des ondes cérébrales émises depuis toujours par les divers êtres pensants.

 Il est temps à ce propos de revenir maintenant sur l’origine des temps, ce big-bang auquel nous renvoient les scientifiques de toutes origines, chacun s’accordant à dire qu’il a nécessité une dissipation d’énergie inimaginable. Rien n’interdit à ce niveau, hypothèse partagée par nombre de scientifiques croyants, d’imaginer que cette énergie ait pu être d’origine « spirituelle », ou pour dire les choses autrement, rien n’interdit d’imaginer une « pensée à l’œuvre » en cet instant mystérieux. Nous sommes là dans le domaine libre de l’hypothèse, que chacun peut accepter ou rejeter, mais que personne ne saurait éliminer par principe. Et lorsque après le big bang, le monde a commencé à prendre forme rien n’interdit non plus d’imaginer que cette énergie soit toujours présente sous une forme diffuse dans l’espace intergalactique au même titre que l’énergie spirituelle passée et présente des êtres pensants. Ainsi serait-il concevable que l’univers soit non seulement pensant, mais « pensé » comme nous en avons émis l’hypothèse dans la deuxième partie d’ « Éclats de vie ».

Pourrait-il y avoir un lien entre cette énergie spirituelle et la mystérieuse énergie noire, énigme de notre époque qui empêche le monde de s’effondrer sur lui-même sous l’effet des forces de gravitation et contribue au contraire à son expansion accélérée ? Même s’il ne s’agit que d’une pure spéculation, la question est intéressante… Le simple fait de penser contribuerait donc dans cette hypothèse à l’expansion de l’univers, la pensée semblant alors porter en elle une composante « expansive », à l’instar de l’esprit humain cherchant sans cesse à repousser les limites de son savoir. Avouons qu’il est là de quoi animer la discussion philosophique !

Nous sommes pleinement conscients du caractère audacieux de cette supposition qui n’a pas de justification scientifique, mais nous ne voyons pas au nom de quoi elle devrait être considérée comme plus folle que bien d’autres actuellement à l’examen dans le monde de l’astrophysique, comme la théorie des cordes ou l’univers ekpyrotique.

*Annexe : avancées scientifiques du logiciel « OPENVIBE

Dans le domaine du traitement du signal, le projet OpenViBE a débouché sur de nouvelles techniques d’analyse et de filtrage des données et des signaux cérébraux, qui permettent d’améliorer globalement les performances des interfaces cerveau-ordinateur. Ces nouvelles techniques ont démontré qu’elles amélioraient fortement les taux de reconnaissance des activités mentales.

Autre nouveauté : le passage d’une approche traditionnellement en deux dimensions (analyse des courants électriques à la surface 2D du crâne) à une approche 3D qui propose désormais de reconstruire en temps-réel toute l’activité cérébrale à l’intérieur du crâne. Cette nouvelle approche 3D facilite la localisation des diverses sources et types d’activité dans le volume cérébral, qui permet de déduire plus aisément ce à quoi le sujet est en train de penser.

Le projet OpenViBE a également permis d’améliorer les temps d’apprentissage des technologies d’interfaces cerveau-ordinateur. Plusieurs études ont été menées avec des utilisateurs, pour déterminer combien de personnes étaient capables de contrôler rapidement une telle interface. Résultat probant : environ 30 % d’entre elles pouvaient instantanément et sans aucun entraînement contrôler un objet virtuel en ne faisant intervenir que l’activité cérébrale.

Enfin, les chercheurs envisagent maintenant d’améliorer l’ergonomie des systèmes existants. Il s’agit par exemple de mettre au point pour ces interfaces des méthodes de saisie automatique de texte par la pensée utilisant des techniques de prédiction de langage similaires à celles employées pour les textos. Les scientifiques approfondissent également la possibilité d’utiliser les propriétés de l’ouïe et de la latéralisation de l’attention pour piloter par exemple un curseur à l’écran.