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Le 21.06.2017
Par :
Cyril Fiévet - Usbek & Rica

“I know kung-fu” - Apprendre en 2067

[Copublication] Pourra-t-on un jour apprendre – à jouer du piano, à piloter un avion, à parler une langue étrangère – de façon automatique et quasi instantanée, en agissant directement sur le cerveau ?
En 1999, le premier volet de la trilogie Matrix (des frères Wachowski) illustrait le concept d’une façon qui allait marquer les esprits : via une prise branchée à la base de son crâne, Keanu Reeves apprenait la pratique du kung-fu en quelques secondes, évitant une démarche longue et fastidieuse (mais enrichissante), au profit d’une méthode “pousse-bouton”.

Apprendre... ou plus la peine ?

“Le procédé décrit dans Matrix ne me semble pas du tout théoriquement impossible”, confie Giulio Ruffini, Président de Neuroelectrics, entreprise spécialisée depuis 2011 dans la neuro-stimulation électrique. “Je crois qu’il sera un jour possible d’introduire rapidement et directement des souvenirs dans un cerveau humain. Selon le modèle actuel, la mémoire est stockée via des schémas de connexions synaptiques des neurones. Il semble possible en principe de modifier ces schémas ou de remplacer des ensembles de neurones par des moyens artificiels, si l’on est capable de développer des interfaces appropriées ”, avance-t-il.

Si un tel procédé était possible, les conséquences, tellement profondes qu’elles en donnent le tournis, affecteraient tous les domaines de la vie et de la société humaine.

Apprendre à lire, à compter, à mémoriser des dates historiques n’aurait plus aucun sens. Tous les élèves, dès le plus jeune âge, bénéficieraient d’un socle de connaissance universel. Un peu comme un “vaccin de connaissance“ qu’on reçoit au plus jeune âge et qui vous protège le reste de votre vie.

Instituteurs et professeurs, devenus autant d’intermédiaires inutiles, disparaîtraient, au profit des nouveaux maîtres que seraient les “éditeurs de contenu pour cerveaux vierges“. Livres et manuels scolaires de demain ne seraient plus des supports de cours, ils deviendraient l’enseignement tout entier. Eh Google, apprends-moi la physique quantique !

Loisirs et culture n’auraient plus le même sens. Qui prendrait le temps de lire un livre, quand on peut ingérer une bibliothèque entière ? Ce matin, j’ai lu tout Victor Hugo.

Dans le monde du travail, les transformations seraient tout aussi vastes. L’expression “formation continue“ prendrait un tout autre sens. Les entreprises ne recruteraient plus des talents ou des experts dans un domaine particulier, mais s’attacheraient seulement aux capacités mentales et physiques de leurs futurs employés. Poste urgent à pourvoir, aucune connaissance ou expérience requise, parfaites connexions synaptiques indispensables.

Pour le coup, le “temps de cerveau disponible“ deviendrait une véritable valeur, voire une monnaie d’échange universelle. Même s’il reste à combler l’écart entre apprentissage théorique et expertise pratique, la notion de métier pourrait presque devenir obsolète, glissant vers une forme de “location de cerveau“, où chacun assurerait à la demande et temporairement des tâches quelconques.

Aujourd’hui je suis infographiste, demain assistant-dentaire, après-demain plombier ?

Départie d’une ancienne hiérarchie sociale entre “ceux qui savent“ et les autres, la société se restructurerait selon un modèle possiblement plus juste, plus égalitaire. Cela n’oblitérerait pas nécessairement d’autres formes de clivage, comme le patrimoine ou le talent, mais pourrait au moins démocratiser à outrance la connaissance, voire banaliser l’érudition.

 

Tuner son cerveau, c’est déjà possible

La prophétie paraît très lointaine aujourd’hui. Pourtant, plusieurs pistes semblent pointer dans cette direction.

Même pour le grand public, la possibilité d’agir sur le cerveau – autrement qu'avec des médicaments et psychotropes – est de plus en plus ouverte aujourd’hui.

Des gadgets électroniques abordables, apparus au milieu des années 2010, proposent de mieux connaître son cerveau et, parfois, d’agir sur son fonctionnement : Emotiv (des électroencéphalogrammes comme à l’hôpital), Melomind (un casque relaxant qui crée “un univers sonore personnalisé réagissant à l’activité cérébrale”) ou Halo Sport (pour stimuler électriquement certaines partie du crâne et “optimiser les connexions entre cerveau et muscles”) montrent la démocratisation du “tuning cérébral“ – du moins dans son intention : ces équipements n’ ayant encore prouvé scientifiquement leur efficacité.

Dans le milieu underground du body hacking, on tente carrément d’améliorer son cerveau (mémoire, réactivité cérébrale, faculté d’apprentissage) avec des appareils de “stimulation transcrânienne à courant direct” (tDCS), d’usage beaucoup plus délicat (Foc.us, Apex ou autres). Une batterie (le plus souvent de 9 à 24 V) et des électrodes envoient dans le cerveau de faibles décharges électriques, avec des effets incertains selon les zones “électrisées”.

La communauté scientifique s’inquiète de cet engouement pour l’auto-stimulation à domicile. Pour autant, cette dernière fait l’objet d’un vif regain d’intérêt scientifique : sur les 3 168 articles disponibles sur le sujet sur PubMed, 2 000 ont été publiés depuis 2015. Leurs résultats sont parfois contradictoires, mais la technique (et ses dérivées) est jugée très prometteuse pour le traitement des maladies neurologiques et de la douleur, ou pour la rééducation.

Et c’est aussi une piste convaincante pour favoriser l’apprentissage et l’entraînement. “Bien qu’une meilleure compréhension des effets induits par la tDCS soit nécessaire, son impact sur l’apprentissage moteur et son utilisation pour explorer les substrats neuronaux impliqués dans l’apprentissage moteur, ont été démontrés avec succès”, conclut une méta-étude (analyse des études parues sur le sujet) internationale, publiée en décembre 2016. Giulio Ruffini le confirme :

Les techniques de stimulation électrique transcrânienne peuvent jouer un rôle important pour accélérer l’apprentissage.

Tout comme Halo, qui concluait en mai 2016 avec l’association nationale de ski américaine (USSA) que des athlètes professionnels pratiquant des exercices de saut, soumis à la tDCS durant deux semaines, “accroissent la puissance de leurs sauts de 70% et la coordination de leurs mouvements de 80%“.

Plus troublant, HRL, filiale de Boeing et General Motors, montrait en 2016 qu’en mesurant l’activité cérébrale de pilotes d’avions professionnels puis en stimulant par tDCS le cerveau de pilotes novices avec ces mêmes schémas, leurs capacités de pilotage étaient améliorées. “Il est probable que ces technologies se généralisent dans les salles de classe, pour l’entraînement à la conduite, la préparation d’examens ou l’apprentissage d’une langue”, estimait l’entreprise. En janvier 2017, elle présentait aussi des travaux “prometteurs” pour “consolider des souvenirs spécifiques ou des savoirs-faire”, en appliquant la tDCS durant l’apprentissage, puis durant le sommeil.

Chirurgie de la mémoire

La possibilité d’agir directement sur le cerveau (et sur les fonctions cognitives) est donc une réalité, et bien d’autres voies sont explorées.

En 2013 aux États-Unis, deux études montraient la possibilité de manipuler les souvenirs chez les souris et les rats. Dans les deux cas, les animaux réagissaient à des sons ou à des lieux comme s’ils les avaient entendu ou visité auparavant, adaptant leur comportement à des “faux souvenirs”, artificiellement introduits dans leur cerveau.

Pour le MIT, il faut entrer dans l’ère des neurones-engrammes, une théorie jusqu’alors empirique et controversée, selon laquelle la mémoire est – physiquement – stockée dans des groupes de neurones particuliers. L’existence et la compréhension des cellules engrammes, qui s’activent durant l’apprentissage, pourrait tout changer : si les souvenirs sont assimilables à des quantités biologiques, on peut les altérer, les remplacer ou les enrichir.

Pour autant, il convient d’être prudent. Les techniques mises en œuvre pour introduire des souvenirs (chez l’animal) sont lourdes, et rien n’indique à ce stade que l’on pourrait manipuler la mémoire au point d’y introduire artificiellement des séquences sensorielles et motrices ultra-complexes. “Malgré des avancées notables, nous sommes toujours à un niveau de complexité dérisoire par rapport à la complexité du cerveau. Nous n’avons encore qu’une vision extrêmement réduite de son fonctionnement, en particulier de la mémoire”, rappelle David Guiraud, responsable du Projet DEMAR (INRIA Sophia - LIRMM), spécialiste des neuro-prothèses et de la stimulation électrique fonctionnelle.

Les avancées en matière d’interfaces cerveau-ordinateur (BCI), bien qu’encourageantes, ne doivent pas tromper quant à l’ampleur du chemin à parcourir. “Ce qu'on sait faire aujourd'hui, c'est ‘bluffer’ le système cérébral en modifiant ce qu'il perçoit”, résume David Guiraud. Par exemple, chez un amputé, “on est capable d'évoquer des sensations (que la personne ressent comme réelles) d'une main et de doigts qui n'existent plus”. Il poursuit :

On pourrait imaginer injecter un jour des informations qui n'existent pas, comme en réalité virtuelle, directement dans le cerveau.

Mais cela demeurerait très éloigné d’une forme d’apprentissage automatique : “Aller chercher dans le cerveau d'un musicien ou d’un sportif pour savoir où est stocké son savoir-faire, et injecter ce savoir-faire sur quelqu’un d’autre relève encore de la pure science-fiction”.

Cela n’empêche pas certains d’avoir des velléités en la matière. Avec Neuralink, Elon Musk compte développer des interfaces cerveau-machine d’un genre nouveau, capables « de fournir à des milliards d’individus des extensions d’intelligence artificielle ». Et pour Kernel, dans laquelle Bryan Johnson a investi 100 millions de dollars pour créer des puces électroniques connectables au cerveau.

L'intelligence avancée de demain résultera d’une collaboration entre le naturel et l’artificiel.

Au moins la science-fiction ne semble-t-elle pas effrayer les entrepreneurs-millionnaires.

 

Une co-publication Inria - Usbek & Rica

Crédibilité ? - Les gourous y croient

Mesuré. Ray Kurzweil (Google) : “En 2029, l’apprentissage humain est principalement assuré par des enseignants virtuels et enrichi par des implants neuronaux largement disponibles. Les implants améliorent la mémoire et la perception, mais il n’est pas encore possible de directement télécharger les connaissances.” (1999,  The Age of Spiritual Machines)

Plausible. Ian Pearson (Futurizon) : En 2030, un bandeau de tête sera capable de générer des champs de forte intensité dans la plupart des zones du cerveau, offrant les moyens de stimuler, de générer des émotions, d’accentuer ou d’atténuer, de contrôler les muscles, de rappeler des souvenirs et beaucoup d’autres choses.” (2016)

Optimiste. Nicholas Negroponte (MIT) : “Dans 30 ans, nous allons ingérer l'information. Vous avalerez une pilule, et vous saurez l'anglais. Vous avalerez une pilule, et vous connaîtrez Shakespeare. Ça passera par le système sanguin, puis dans le cerveau, pour déposer les connaissances au bon endroit.” (2014)

Enthousiaste. Michio Kaku : “Dans les prochaines décennies, nous pourrons télécharger des souvenirs dans le cerveau, créer un Brain-Net (souvenirs et émotions envoyés via Internet), enregistrer nos pensées et nos rêves. Avec le téléchargement de mémoire, les chômeurs pourront acquérir de nouvelles qualifications. Les étudiants pourront suivre des cours pendant leur sommeil”. (2013)

 

Crédits et légendes photos : CCO Public Domain, Pixabay

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