Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Open BCI: interface entre ordinateur et cerveau

Conor porte un prototype ancien du casque EEG imprimable en 3D OpenBCI.

Cet article est paru pour la première fois dans Faire: Volume 41.

Au cours de l’exposition de cet été sur la révolution numérique au Barbican Museum de Londres, un petit jeu inspiré par les ondes cérébrales a été pris en sandwich entre la Haus of Gaga de Lady Gaga et le stand DevArt de Google. Ce n’était pas l’installation de Brainwriter de Not Impossible Labs, qui combinait la poursuite de l’œil Tobii et un dispositif Electroencéphalographie (EEG) OpenBCI pour permettre aux joueurs de lancer des faisceaux laser sur des robots virtuels avec juste des mouvements oculaires et des ondes cérébrales. "Whoa, c'est l'avenir", s'est exclamé un participant.

Mais le Brainwriter est conçu pour bien plus que des jeux. C’est un des premiers essais d’utilisation de la technologie d’interface cerveau-ordinateur pour créer un système de communication complet pour les patients atteints de SLA et d’autres troubles neurodégénératifs, qui inhibent la fonction motrice et la capacité de parler.

Le cerveau est l'une des dernières frontières de la découverte humaine. Chaque jour, il devient plus facile de tirer parti de la technologie pour étendre les capacités de cette chose visqueuse dans notre tête. Le monde réel BCI sera vital pour l'ingénierie inverse et la compréhension du cerveau humain.

Bien que BCI soit à l’état embryonnaire - avec une définition qui évolue de jour en jour - c’est un système qui permet la communication directe entre un cerveau et un ordinateur et qui aura inévitablement un impact majeur sur l’avenir de l’humanité. Les BCI englobent un large éventail de technologies qui varient en termes d'invasion, de facilité d'utilisation, de fonctionnalité, de coût et de fonctionnalité. Ils comprennent l'IRMf, les implants cochléaires et l'EEG. Historiquement, ces technologies ont été utilisées uniquement en médecine et dans la recherche, mais récemment, il y a eu un changement majeur: à mesure que la technologie devient plus petite, moins chère et intégrée au quotidien, de nombreux innovateurs recherchent des applications réelles en dehors de la médecine. . Cela se produit déjà et est souvent dicté par les décideurs.

Prototypes de casque EEG imprimés en 3D avec OpenBCI.

Le champ se développe à un rythme effarant. J'en ai entendu parler il y a deux ans et demi, et cela s'est rapidement transformé en obsession. Je me suis retrouvé à rêver des implications étonnantes d'utiliser rien de plus que mon esprit pour communiquer avec une machine. Je pensais à ma grand-mère qui souffrait d'un trouble neurodégénératif et à la façon dont les IAC pourraient lui permettre de parler à nouveau. Je pensais à mon meilleur ami qui venait de subir une grave blessure à la nuque et à la façon dont les BCI pourraient lui permettre de marcher à nouveau. J'ai réfléchi au caractère vague des troubles de l'attention et à la manière dont les ICO pourraient conduire à des traitements complémentaires, voire complémentaires, remplaçant les médicaments trop prescrits et addictifs.

J'ai ensuite fondé OpenBCI avec Joel Murphy afin de donner accès à tous les aspects de la conception de BCI et de présenter ces informations de manière organisée, collaborative et éducative. Je ne suis pas le seul à voir le potentiel de cette nouvelle technologie étonnante. Mais créer un BCI pratique dans le monde réel est un défi immense, comme le dit incroyablement talentueux Murphy, le concepteur du matériel: «Ce matériel est vraiment, vraiment difficile.» Beaucoup ont tenté, mais aucun n’a totalement réussi. Il faudra un effort communautaire pour réaliser le potentiel de la technologie tout en maintenant des contraintes de conception éthiques. (Il n’est pas difficile d’imaginer quelques scénarios dystopiques pas trop lointains dans lesquels les BCI sont utilisées pour les mauvaises raisons.)

Russomanno (à gauche) et Murphy expliquent comment utiliser OpenBCI.

Parmi les nombreux types de BCI, l'EEG est récemment devenu le leader dans les espaces commerciaux et de bricolage, en partie parce qu'il est peu invasif et se traduit facilement en signaux qu'un ordinateur peut interpréter. Après tout, les ordinateurs sont des systèmes électriques complexes et l'EEG consiste en un échantillonnage de signaux électriques provenant du cuir chevelu. En termes simples, l'EEG est le meilleur moyen de communiquer le même langage à nos cerveaux et à nos ordinateurs.

L'EEG existe depuis près de cent ans et est le plus souvent utilisé pour diagnostiquer l'épilepsie. Au cours des dernières années, deux sociétés, NeuroSky et Emotiv, ont tenté de transplanter l'EEG dans le secteur de la consommation. NeuroSky a construit le Mindwave, un système à capteur unique simplifié et l’appareil EEG commercial le moins cher du marché. Il a ainsi rendu l’EEG accessible à tous et suscité l’intérêt de nombreux passionnés de BCI, y compris moi-même. Emotiv a créé EPOC, un système de comptage de canaux plus élevé qui divise l’écart entre NeuroSky et l’EEG de qualité recherche en ce qui concerne le coût et la qualité du signal. Bien que ces dispositifs aient ouvert la porte de BCI aux innovateurs, un vide immense attend toujours ceux qui aiment explorer les rouages ​​de nos gadgets.

Grant Vousden-Dishington, chercheur à l'UCSD, collabore avec OpenBCI à NeuroGaming 2014.

Avec OpenBCI, nous voulions créer un outil puissant et personnalisable qui permettrait aux innovateurs ayant des antécédents et des niveaux de compétences variés de collaborer aux innombrables sous-défis de l’interface entre le cerveau et le corps. Nous avons conçu une carte basée sur la plate-forme de prototypage électronique Arduino, avec un microcontrôleur programmable intégré et 16 entrées de capteur pouvant capter tous les signaux électriques émis par le corps, y compris l'activité cérébrale, l'activité musculaire et la fréquence cardiaque. Et tout cela peut être monté sur le tout premier casque EEG imprimable en 3D.

Dans les 5 à 10 prochaines années, nous verrons une utilisation plus répandue des BCI, des claviers et souris contrôlés par la pensée aux fauteuils roulants, en passant par les jeux vidéo immersifs novateurs répondant aux signaux biologiques. Certains de ces systèmes existent déjà, mais il reste encore beaucoup de travail avant qu’ils ne deviennent des applications grand public.

La dernière version du forum OpenBCI.

Cet été, il se passe quelque chose de vraiment incroyable: des dispositifs d'interface du cerveau disponibles dans le commerce font leur apparition un peu partout. En 2013, plus de 10 000 systèmes EEG commerciaux et à faire soi-même ont été revendiqués dans le cadre de divers projets de financement participatif. La plupart de ces appareils n’ont commencé à être livrés que récemment. Outre OpenBCI, le nouveau casque Emotiv, Insight, le bandeau Melon et l’InteraXon Muse sont disponibles en précommande. En conséquence, d'innombrables mises en œuvre étonnantes - et peut-être même pratiques - de la BCI vont commencer à se concrétiser à la fin de 2014 et jusqu'en 2015. Mais les BCI sont encore naissants. Malgré de grandes revendications et un grand potentiel, ils ne sont pas prêts. nous avons toujours besoin de décideurs, qui vont pirater, construire et expérimenter, pour les utiliser afin de changer le monde.

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