La prothèse qui rejoue la « sauvegarde » de votre cerveau

Imaginez que votre cerveau possède un bouton « enregistrer » — et que, pour certaines personnes, il a cessé de répondre. Le souvenir se forme, vacille, et disparaît avant d'avoir pu être écrit, comme un document tapé pendant une heure et jamais sauvegardé. Imaginez maintenant un implant qui observe votre cerveau appuyer correctement sur ce bouton un bon jour, enregistre la signature électrique exacte du clic, puis, quand le clic rate, rejoue cette signature pour fixer le souvenir. Ce n'est pas une expérience de pensée. Une équipe de l'Université de Californie du Sud l'a construit, l'a testé à l'intérieur de cerveaux humains, et a vu les scores de mémoire grimper d'environ 37 %.

L'hippocampe qui classe vos journées

Au cœur de chaque lobe temporal se love une crête de tissu enroulée, baptisée par un anatomiste oublié à l'âme poétique l'hippocampe — « cheval de mer » en grec, ce à quoi elle ressemble exactement en coupe. Ce petit hippocampe est l'archiviste de votre cerveau. Il saisit le présent fugace — où vous êtes garé, le prénom de la personne que vous venez de rencontrer, la blague d'il y a cinq minutes — et décide de ce qui sera gravé dans la mémoire à long terme. Les neuroscientifiques appellent cela la mémoire épisodique, la mémoire des instants, et c'est précisément la première à s'effriter dans la maladie d'Alzheimer, après un AVC ou un traumatisme crânien.

L'hippocampe range ses dossiers par relais. Une région nommée CA3 transmet son signal à une région voisine, CA1, et le motif précis des impulsions électriques qui circulent entre elles est le souvenir en train de s'encoder. Quand le passage de relais se fait proprement, l'instant est sauvegardé. Quand le tissu est endommagé, le passage s'embrouille, et l'instant s'évapore.

Lire la propre écriture du cerveau

C'est ici que les ingénieurs biomédicaux Theodore Berger et Dong Song ont fait quelque chose de réellement astucieux. Travaillant pour un programme de la DARPA au nom très science-fiction, Restoring Active Memory, ils ont raisonné ainsi : si un passage de relais sain de CA3 vers CA1 n'est qu'un motif d'impulsions, alors c'est, en principe, un code qu'on pourrait apprendre à lire — et à écrire.

Ils ont donc bâti un traducteur mathématique, un modèle à entrées et sorties multiples (MIMO). Voyez-le comme un logiciel qui écoute le bavardage brouillon de CA3 et prédit le motif net et ordonné que CA1 devrait produire quand un souvenir s'enregistre correctement. Il apprend l'« écriture » personnelle de chaque patient pour un bon souvenir, car deux cerveaux n'épellent jamais les choses tout à fait de la même façon.

Pour recueillir cette écriture, les chercheurs ont travaillé avec des patients épileptiques déjà porteurs d'électrodes pour leur traitement — une fenêtre rarissime ouverte directement sur un hippocampe humain vivant. Les patients jouaient à un jeu simple : regarder une image, patienter devant un écran vide, puis retrouver l'originale parmi plusieurs propositions. Parfois le délai n'était que de quelques secondes ; dans la version la plus difficile, ils devaient reconnaître une photo montrée jusqu'à 75 minutes plus tôt. Pendant tout ce temps, les électrodes enregistraient discrètement quels motifs d'impulsions accompagnaient les souvenirs qui tenaient.

Appuyer sur « lecture » d'un souvenir

La moitié « enregistrement » est intéressante. La moitié « lecture », elle, ressemble à de la science-fiction devenue réalité.

Une fois que le modèle MIMO avait appris la signature d'un souvenir correctement sauvegardé, l'équipe a retourné les électrodes pour s'en servir à écrire. Tandis que le patient tentait de se souvenir, l'implant stimulait CA1 avec le motif exact qu'un hippocampe sain aurait, selon le modèle, produit. En somme, le dispositif soufflait la bonne réponse au cerveau dans son propre langage électrique — non pas le contenu du souvenir, mais la structure d'un bon enregistrement.

Les résultats, publiés dans le Journal of Neural Engineering, étaient frappants. Lorsque la prothèse réinjectait à chaque patient son propre code optimisé, la mémoire à court terme s'améliorait d'environ 37 %, et le rappel à plus long terme d'environ 35 %, par rapport au niveau de référence de chacun. Comme l'a résumé le clinicien Robert Hampson, de Wake Forest, ils avaient puisé dans le contenu mémoriel propre au patient, l'avaient renforcé, puis le lui avaient renvoyé. Détail crucial : l'implant n'implantait pas de faux souvenirs, ni les pensées de quelqu'un d'autre — il amplifiait le signal du patient lui-même, comme un ingénieur du son nettoyant un enregistrement brouillon que le chanteur avait fait de sa propre voix.

Une prothèse pour ce qui fait de vous, vous

Les prothèses du corps nous sont familières — une hanche en titane, un implant cochléaire, une main bionique. Une prothèse de mémoire est une créature plus étrange, car ce qu'elle répare n'est ni votre façon de bouger ni votre façon d'entendre, mais votre façon de retenir votre propre vie. Les huit patients des premiers essais n'ont été guéris de rien ; il s'agit d'une preuve de principe, pas d'un produit, et une tâche de laboratoire truffée d'électrodes est encore loin d'aider quelqu'un à se souvenir du visage de son petit-enfant.

Mais le principe est désormais démontré dans du tissu humain : le bouton « enregistrer » défaillant d'un cerveau abîmé peut être secondé par une machine qui a appris, du cerveau lui-même, à quoi ressemble une bonne sauvegarde. L'hippocampe, malgré sa discrète diligence, laisse parfois tomber le fichier. Il s'avère qu'on peut apprendre à une puce à le rattraper.