UN ORDINATEUR VOIT CE QUE VOTRE CERVEAU ASSIMILE

[jimmyolsen]

Un appareil d'imagerie médicale fonctionnelle couplé à un ordinateur permet de savoir quelles images sont vues par le cerveau.
Des chercheurs de l'université de Berkeley (en Californie) ont mis au point un décodeur expérimental d'images visionnées par le cerveau, qualifié par eux de «révolutionnaire». Il s'agit d'une machine d'imagerie par résonance magnétique (IRM) couplée à un enregistreur et à un système informatique sophistiqué. Ils publient leurs travaux dans la revue britannique Nature (6 mars 2008).
Attention, la machine ne lit pas les pensées, comme le prétendait hier The Guardian. Elle décode les particularités de l'activité des zones visuelles du cortex cérébral, lorsque le cerveau voit une image particulière. C'est déjà un pas décisif.
«Imaginez un dispositif de lecture généraliste de l'activité du cerveau, qui permettrait de reconstruire une image de l'expérience visuelle ressentie par un sujet à tout moment», rêve l'auteur principal Jack Gallant. «Ce décodeur visuel serait un atout scientifique décisif. Par exemple, nous pourrions l'utiliser pour trouver les différences dans les perceptions visuelles des individus, étudier les procédés mentaux comme l'attention, et peut-être même connaître le contenu visuel de phénomènes purement mentaux comme les rêves, ou l'imagination.»


Décodeur visuel 

Comment construire un décodeur visuel ? Il y a deux étapes essentielles. La première est celle de l'identification de l'image. Un peu comme dans le jeu «choisissez une carte, n'importe laquelle», les chercheurs proposent une gamme de 1 750 images répertoriées. Le sujet choisit celle qui lui plaît, et pendant qu'il la regarde, son activité cérébrale (les zones corticales visuelles V1, V2 et V3) est mesurée. Ce qui est mesuré en réalité, ce sont les variations du signal de chaque volume élémentaire (des voxels) qui composent l'image en 3D. À partir de ces variations, on peut calculer des modèles mathématiques typiques des différentes perceptions des images : autrement dit, l'activité cérébrale décodée indique avec précision quelle image est vue.
Toute la difficulté est de pouvoir identifier des images nouvelles (et non plus seulement celles qui sont répertoriées dans l'ordinateur), mais aussi d'identifier des images naturelles (par opposition à des motifs artificiels). En effet, les images naturelles ont une structure statistique très complexe et sont bien plus difficiles à paramétrer dans un ordinateur que des motifs graphiques simples.
Pour conduire leur expérimentation, les chercheurs californiens ont d'abord enregistré les données IRM des zones visuelles du cortex du cerveau lorsque les sujets regardent l'une des 1 750 images de la base de données. Chaque volume élémentaire d'une image donnée correspond donc à un modèle particulier dans les différentes dimensions (espace, orientation, fréquence). Cette bibliothèque de données leur permet ensuite de savoir quelle image les sujets de l'expérience regardent parmi les 120 images naturelles nouvelles qui leur sont proposées. Une prouesse.
«Les Américains ont travaillé sur une très grosse machine de 4 teslas», indique le Pr Claude Marsault, neuroradiologue à l'hôpital Tenon à Paris. Autrement dit, une machine produisant un champ magnétique considérable, seule capable de mesurer les variations discrètes de signaux de chaque volume élémentaire d'une image. «C'est une machine de recherche pure.»
«Aujourd'hui, le fantasme de la lecture des pensées est purement et simplement de la science-fiction, car la machine ne peut “lire” que des images visuelles, pas des processus mentaux. Mais nous devons nous garder, dans 30 ou 50 ans, des garde-fous éthiques à ces intrusions dans la vie privée. Personne ne doit être soumis contre son gré à une surveillance, à une lecture de la pensée», estime Jack Gallant.