Des implants cérébraux peuvent améliorer la mémoire

L’utilisation d’implants neuronaux pour améliorer la mémoire n’est pas une idée nouvelle. La stimulation électrique pour améliorer les fonctions du cerveau a toujours présenté un attrait pour les chercheurs. Certaines études montrent qu’en stimulant le bon groupe de neurones, une personne peut se comporter différemment ou améliorer sa performance dans une tâche donnée. Les médecins utilisent des  implants de ce type depuis des années pour bloquer l’activité électrique anormale dans le cerveau, le plus souvent chez les personnes atteintes de la maladie de Parkinson et d’épilepsie, par une technique appelée stimulation cérébrale profonde. Cependant, c’est la première fois qu’un appareil est utilisé pour comprendre et prédire la façon dont le cerveau produit des impulsions électriques.

Stimulation cérébrale profonde

Les neuroscientifiques ont commencé par des techniques de stimulation magnétique transcrânienne non invasives en stimulation cérébrale profonde dans le but de comprendre les voies électriques neuronales et d’encourager le cerveau à stocker et à rappeler des souvenirs [1]. Ils ont déjà obtenu certains succès avec ce type de méthodes, comme le ciblage de zones précises, telles que l’hippocampe et les lobes temporaux médians. Cependant, les résultats obtenus variaient beaucoup. La méthode et l’emplacement utilisés pour tester ces zones ne font toujours pas consensus. Des études antérieures ont utilisé un système dit à boucle ouverte, ce qui signifie que la stimulation n’est pas modifiée en réponse à l’activité cérébrale [1]. Une étude de l’Université de Pennsylvanie et de l’Université Thomas Jefferson a testé un nouvel appareil auprès de 25 personnes atteintes d’épilepsie. Cette nouvelle méthode était basée sur un principe de boucle fermée, faisant varier la stimulation électrique selon la rétroaction décodée de l’activité neuronale d’une partie du cerveau appelée le cortex temporal latéral [2].

Jusqu’à 200 électrodes étaient déjà implantées dans le cerveau des patients à des fins de surveillance. Ces derniers devaient mémoriser une liste de mots et plus tard, se rappeler autant de mots qu’ils le pouvaient. Ils ont dû effectuer une variété de tests à plusieurs reprises, chaque fois en se rappelant de mots différents. Certaines listes ont été mémorisées avec le système de stimulation cérébrale activé, d’autres avec le système inactif, à des fins de comparaison [2]. Lorsque l’implant était activé, sa fonction était comparable à un stimulateur cardiaque. En outre, au cours de l’étude, le dispositif a pu prédire et ajuster l’activité électrique dans le cerveau en produisant une petite impulsion électrique. Un ordinateur surveillait l’activité cérébrale et, selon le fonctionnement cérébral, apprenait à prédire quand le participant oublierait un mot. Un algorithme d’apprentissage d’intelligence artificielle a été créé afin de créer des modèles personnalisés sur les liens entre l’activité cérébrale et l’acte de se souvenir de quelque chose.

Selon les auteurs, provoquer des impulsions avant de bonnes réponses peut inhiber la mémoire d’une personne, par conséquent, ils ont testé des patients qui ont montré une probabilité plus élevée de pertes de mémoire. En moyenne, les patients montraient une performance d’environ 15 % supérieure quand l’implant était activé, ce qui correspond à peu près au pourcentage de perte de mémoire causée par la maladie d’Alzheimer sur une période de deux ans et demi [1].

L’étude comportait cependant des limites. Les personnes atteintes d’épilepsie sont plus susceptibles d’avoir des problèmes de mémoire de toute façon, mais ces pertes peuvent être assez différentes des autres types de dysfonctionnements de mémoire comme le déclin cognitif ou les troubles neurologiques dégénératifs de la maladie d’Alzheimer [1]. Il pourrait être difficile d’appliquer la même méthode à d’autres groupes. En outre, se rappeler des mots d’une liste est différent de se rappeler d’autres types d’informations, comme des nombres, des souvenirs personnels et des souvenirs plus anciens; par conséquent, il serait intéressant d’étudier d’autres applications. De plus, la méthode est invasive et les questions d’éthique et de santé publique soulevées par cette technologie devront finir par être abordées.