L'œil bionique et les phosphènes : voir des éclairs qui n'existent pas

Voici la vérité étrange qui se cache au cœur de « l'œil bionique » : il ne rend l'œil à personne. Il ne fait pas repousser la rétine, ne répare pas les cellules mortes, ne restaure pas l'image comme on restaurerait une vieille photo. À la place, il fait quelque chose de bien plus bizarre et de bien plus malin. Il chuchote aux cellules encore vivantes, dans la seule langue qu'elles comprennent — de minuscules impulsions électriques — et trompe le cerveau pour qu'il voie des éclairs de lumière qui n'ont jamais existé. Le premier modèle approuvé pour la vie de tous les jours, l'Argus II, a transformé cette astuce en un appareil qu'une personne aveugle pouvait réellement porter pour sortir de chez elle. Pour comprendre comment, il faut commencer par un mot que presque personne ne connaît : phosphène.

Un éclair de lumière, sans lumière

Fermez les yeux et appuyez doucement sur le coin de votre paupière. Au bout d'un instant, une lueur diffuse apparaît, une tache de couleur qui s'épanouit dans le noir. Cette lueur est un phosphène — la sensation de lumière alors qu'aucune lumière n'est entrée dans votre œil. Vous venez de bousculer vos cellules rétiniennes par une simple pression mécanique, elles se sont activées, et votre cerveau a fait ce qu'il fait toujours d'un signal venant du nerf optique : il a supposé qu'il s'agissait de lumière, et il en a dessiné pour vous.

C'est la faille qu'exploite l'œil bionique. La vision ne se produit pas vraiment dans l'œil ; elle se produit dans le cerveau. L'œil n'est qu'un capteur qui transforme les photons en impulsions nerveuses. Si l'on parvient à produire ces impulsions autrement — par exemple, avec une décharge de courant — le cerveau n'y voit que du feu. Il reçoit le signal, hausse les épaules, et peint un point de lumière dans votre champ de vision. On stimule un neurone, on obtient un phosphène. Ce seul fait est tout le fondement de la vue artificielle.

Pourquoi certains yeux aveugles écoutent encore

L'Argus II a été conçu pour les personnes atteintes d'une maladie appelée rétinite pigmentaire, une affection héréditaire qui détruit lentement les photorécepteurs de la rétine — les bâtonnets et les cônes qui captent la lumière. Au fil des années, l'image s'efface jusqu'au néant.

Mais voici le détail chanceux dont dépend tout ce domaine : les photorécepteurs meurent en premier, tandis que le câblage situé derrière eux survit souvent. La rétine est faite de couches, et les cellules internes qui transmettent les signaux vers le cerveau peuvent continuer à fonctionner longtemps après la disparition des capteurs de lumière. Ces survivantes sont sourdes à la lumière — mais elles répondent encore à l'électricité. L'œil bionique est, en somme, un moyen de passer par-dessus les capteurs cassés et de frapper directement à la porte des cellules qui décrochent encore le téléphone.

Une caméra sur les lunettes, des électrodes sur la rétine

Approuvé par la FDA en 2013 après plus de vingt ans de recherche et plus de 200 millions de dollars de financement, l'Argus II est une pièce d'ingénierie d'une littéralité magnifique. Une minuscule caméra vidéo est posée sur une paire de lunettes, et observe le monde. Ses images sont envoyées vers un petit ordinateur porté à la ceinture, qui réduit l'image en niveaux de gris et l'écrase à une résolution presque insultante : environ 60 pixels. Cette image dépouillée est ensuite transmise sans fil à une puce implantée sur l'œil, qui pilote une grille de la taille d'un timbre-poste : 60 électrodes posées directement sur la rétine survivante.

Chaque électrode, quand elle se déclenche, produit un phosphène — un point de lumière. Soixante électrodes, soixante points possibles, disposés en une petite grille de 6 sur 10 couvrant une mince tranche du champ visuel. « L'image » que reçoit l'utilisateur n'est pas une scène. C'est une constellation clairsemée de points lumineux, qui s'allument et s'éteignent à mesure que la caméra balaie le décor. Lire le monde de cette façon ressemble moins à voir une photographie qu'à tâter du doigt une côte faite de lumière.

Apprendre à lire un ciel de points

Ce qui a le plus surpris les chercheurs, ce n'était pas le matériel — c'était les devoirs à faire. Allumer l'appareil ne donne pas la vue à quelqu'un ; cela lui donne une énigme. Le cerveau a passé une vie entière à attendre des images riches et denses, et voilà qu'il reçoit 60 points clignotants. Les utilisateurs suivent des mois de rééducation, apprenant peu à peu à leur cerveau à traduire ce morse pointillé en sens : une barre lumineuse, c'est le bord d'une porte ; une traînée en mouvement, c'est quelqu'un qui passe ; un rectangle pâle sur la table, peut-être une assiette.

Il y a aussi une astuce physique. Comme le champ est très étroit, les utilisateurs apprennent à balayer — à tourner lentement la tête pour faire glisser la caméra sur la scène, reconstruisant une forme comme on suivrait du doigt un objet dans le noir avec une lampe de poche. Avec le temps, beaucoup parviennent à repérer une porte, à suivre une ligne blanche au sol, à trier des chaussettes sombres des claires, voire à distinguer la silhouette grossière de grandes lettres. C'est, selon tout critère habituel, presque rien. Pour quelqu'un qui ne voit plus que du noir pur depuis dix ans, cela peut faire la différence entre être perdu et trouver la porte.

Le cerveau était l'œil depuis le début

La leçon la plus profonde de l'œil bionique ne concerne ni les caméras ni les électrodes. C'est que « voir » n'a jamais vraiment été le travail de l'œil — l'œil ne fait que livrer le courrier. Des chercheurs ont produit des phosphènes en stimulant le nerf optique, et même en posant des électrodes directement sur le cortex visuel, en court-circuitant totalement l'œil. À chaque fois, le cerveau fait la même chose, complaisant : il prend une décharge de courant dénuée de sens et s'obstine à la transformer en lumière.

Ce qui signifie que l'Argus II, aussi primitifs que soient ses 60 points, est une preuve de concept pour quelque chose de bien plus grand. Si un éclair d'électricité peut devenir un éclair de lumière, alors un jour, un flux d'impulsions plus riche et plus dense pourrait devenir quelque chose de bien plus proche de la vraie vue — écrit non pas sur une rétine guérie, mais directement dans un esprit qui, de toute façon, faisait depuis toujours le vrai travail de voir.