Jouer «20 questions» grâce à la communication entre le cerveau et le cerveau

Dans une expérience révolutionnaire, une équipe de l’Université de Washington a associé deux cerveaux humains à une séance de questions-réponses - un jeu qu’ils appellent «20 questions à l’esprit». Le rapport a été publié dans PLOS ONE.
Un jeu interactif a été joué en utilisant des signaux cerveau-à-cerveau.

L'équipe a créé une connexion BBI (interface cerveau-cerveau) directe permettant à des paires de participants de jouer au jeu de questions-réponses en transmettant des signaux d'un cerveau à l'autre via Internet.

L'auteur principal était Andrea Stocco, PhD, professeur adjoint de psychologie et chercheur à l'Institut pour l'apprentissage et les sciences du cerveau de l'Université de Washington (UW). L'un des co-auteurs est le professeur Rajesh Rao, de l'informatique et de l'ingénierie chez UW, spécialisé dans les interfaces informatiques cérébrales (BCI). L'équipe collabore depuis 2011.

Stocco pense que c'est l'expérience cérébrale la plus complexe réalisée jusqu'à présent chez l'homme, et la première expérience montrant que deux cerveaux peuvent être liés pour permettre à une personne de deviner ce que l'autre pense.

Pensées transmises par signaux visuels

L'activité fonctionne en permettant aux expériences conscientes d'être communiquées par des signaux visuels.

Pour jouer le jeu, deux participants sont assis dans des salles assombries à près d'un kilomètre l'un de l'autre. Chacun voit un écran. Le "répondant" porte une casquette connectée à un appareil d'électroencéphalographie (EEG) qui enregistre l'activité cérébrale électrique. Le "demandeur" a une bobine magnétique placée derrière la tête.

Un objet est affiché sur un écran d'ordinateur pendant que le demandeur voit une liste d'objets possibles et des questions associées.

L'enquêteur clique sur une souris qui envoie une question au répondant. Le répondant répond «oui» ou «non» en concentrant son attention sur l’un des deux voyants DEL clignotants reliés au moniteur. Les lumières clignotent à différentes fréquences.

Une réponse «non» ou «oui» envoie tous les deux un signal au demandeur via Internet. Le signal active la bobine magnétique portée par le demandeur.

La vidéo ci-dessous montre le jeu de questions-réponses en action:

Réponses transmises par des signaux cérébraux

Une réponse «oui» génère une réponse suffisamment intense pour stimuler le cortex visuel et amener le demandeur à voir un éclair de lumière appelé «phosphène». Le phosphène, apparaissant sous la forme d'une goutte, de vagues ou d'une fine ligne, est créé lorsque le champ visuel est brièvement perturbé; il dit au demandeur que la réponse est "oui". Par des réponses aux questions simples oui ou non, le demandeur identifie l'élément correct.

Cinq paires de participants ont joué 20 parties du jeu de questions-réponses. Chaque jeu comportait huit objets et trois questions qui permettaient de résoudre le problème en cas de réponse correcte. Les sessions étaient un mélange aléatoire de 10 jeux réels et de 10 jeux de contrôle structurés de la même manière.

Pour empêcher les participants de tricher en utilisant le son plutôt que la communication directe avec le cerveau, les enquêteurs portaient des bouchons d'oreille pour éviter d'entendre les différents sons produits par les intensités de stimulation variables des réponses «oui» et «non». Les intensités de stimulation variaient également légèrement d'un jeu à l'autre.

Dans les jeux de contrôle, une entretoise en plastique a été insérée dans le dispositif porté par le demandeur, ce qui a affaibli le champ magnétique et empêché la génération de phosphènes. Les enquêteurs ne connaissaient ni l’espaceur, ni le véritable jeu, ni le contrôle.

Les participants ont deviné le bon objet dans 72% des jeux réels, mais seulement 18% dans les tours de contrôle.

Plusieurs facteurs peuvent entraîner des suppositions erronées dans les vrais jeux, notamment l'incertitude quant à la présence d'un phosphène, le fait que les répondants ne connaissent pas les réponses aux questions ou les deux réponses, sachant que le cerveau ne pense pas à une seule chose. . Des interruptions pourraient également être dues à des problèmes matériels.

De plus, les gens ne sont pas habitués à interpréter quelque chose que l'on voit avec le cerveau; cela aurait pu être une distraction.

En plus d'être la première fois que BBI a permis aux participants de résoudre une tâche interactive en utilisant une communication bidirectionnelle en temps réel, cette expérience est également la première à utiliser la stimulation du cortex visuel pour transmettre des stimuli visuels par le demandeur.

Alors que d'autres scientifiques ont établi une connexion cerveau-cerveau entre rats et singes, l'équipe UW a également été la première à démontrer une connexion directe cerveau-cerveau entre humains en 2013, utilisant des technologies non invasives pour envoyer les signaux cérébraux d'une personne. Internet pour contrôler les mouvements de la main d'une autre personne.

Applications futures: aider les personnes atteintes de troubles cérébraux ou de troubles cérébraux

Le co-auteur Chantel Prat affirme que la prochaine étape pourrait être le «tutorat cérébral», où les signaux sont transférés directement des cerveaux sains aux cerveaux atteints de troubles du développement ou de facteurs externes tels qu'un accident vasculaire cérébral ou un accident. élève.

Une autre possibilité consiste à transmettre des états cérébraux: les signaux peuvent être envoyés par une personne alerte à un individu somnolent, ou par un étudiant concentré à un patient présentant un trouble d’hyperactivité avec déficit de l’attention (TDAH).

Prat ajoute:

"Imaginez quelqu'un avec un TDAH et un étudiant neurotypique. Lorsque l'étudiant non-TDAH fait attention, le cerveau de l'étudiant TDAH est automatiquement mis en état de plus".

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