Comment nous deviendrons cyborgs et prolongerons le potentiel humain

Les humains auront bientôt de nouveaux corps, qui confondront les mondes naturels et synthétiques, selon le designer en bionique Hugh Herr. Dans son exposé inoubliable, il nous décrit le « design NeuroIncarné », méthode qu’il développe au MIT et qui permet de créer des fonctionnalités cyborg. Il nous présente un futur dans lequel nos corps augmentés redéfinissent le potentiel humain et nous transforment, peut-être, en super-héros. « Au crépuscule de ce siècle, les humains seront méconnaissables, de par leur morphologie et leur mouvement, » dit-il.
« L’humanité va prendre son envol. »

Je suis professeur au MIT,

mais je ne crée pas de bâtiments
ou de systèmes informatiques.

Je fabrique des membres,
des jambes bioniques

qui améliorent la marche
et la course humaines.

En 1982, j’ai eu
un accident de montagne.

On a dû m'amputer des deux jambes
pour cause d’engelures.

Ici, vous pouvez voir mes jambes :

24 capteurs, 6 microprocesseurs et
des actionneurs semblables à des tendons.

Je ne suis qu’écrous et boulons
sous le genou.

Mais grâce aux avancées en bionique,

je peux sauter, danser et courir.

(Applaudissements)

Merci.

(Applaudissements)

Je suis un homme bionique,
mais pas encore un cyborg.

Quand je songe à bouger mes jambes,

des signaux nerveux provenant
de mon système nerveux central

traversent mes nerfs

et activent les muscles
dans mes membres résiduels.

Des électrodes artificielles
captent ces signaux

et des micro-ordinateurs
dans le membre bionique

traduisent ces pulsions en une série
de mouvements prévus.

En gros,

quand je pense à bouger,

cet ordre est transmis à la partie
synthétique de mon corps.

Mais les ordinateurs ne peuvent pas
informer mon système nerveux.

Quand je touche ou bouge
mes membres synthétiques,

je n’ai pas de sensations normales
de toucher ou de mouvement.

Si j’étais un cyborg,
pouvant sentir mes jambes,

grâce à des ordinateurs qui transmettent
des données à mon système nerveux,

ça changerait profondément

ma relation à mon corps synthétique.

Je ne peux pas sentir mes jambes,

et à cause de cela,

mes jambes sont des outils distincts
de mon esprit et de mon corps.

Ils ne font pas partie de moi.

Je crois que si j’étais un cyborg,
sentant mes jambes,

elles feraient partie de moi,
de mon être.

Au MIT, nous pensons au
design NeuroIncarné.

Suivant ce procédé,

le designer conçoit de la chair et
des os humains, du corps biologique,

avec des éléments synthétiques

qui améliorent
la communication bidirectionnelle

entre le système nerveux
et le monde construit.

Le design NeuroIncarné est une méthode
pour créer des fonctionnalités cyborg.

Ce procédé permet de
concevoir un futur

dans lequel la technologie
ne se résume plus

à des outils inertes, distincts
de nos esprits et de nos corps,

un futur où la technologie
est soigneusement intégrée

à notre nature,

un monde dans lequel ce qui est biologique
et ce qui ne l’est pas,

ce qui est humain et ce qui ne l’est pas,

ce qui est nature et ce qui ne l’est pas,

sera désormais diffus.

Le futur offrira à l’humanité
de nouveaux corps.

Le design NeuroIncarné
prolongera nos systèmes nerveux

dans le monde synthétique,

et le monde synthétique en nous,

nous transformant profondément.

En créant un corps biologique
qui communique mieux

avec le monde artificiel,

l’humanité va éradiquer les infirmités
au cours de ce 21e siècle

et établir les bases scientifiques
et technologiques

de l’augmentation humaine,

prolongeant les capacités humaines
au-delà des seuils innés, psychologiques :

au niveau cognitif,
émotionnel et physique.

On peut construire des corps de
plusieurs façons à différentes échelles :

du biomoléculaire à l’échelle
du tissu ou de l’organe.

J'aimerais vous parler d’un aspect
du design NeuroIncarné

où l'on manipule et sculpte
les tissus du corps

par des procédés chirurgicaux
et régénérateurs.

Le paradigme actuel de l’amputation

n’a pas beaucoup changé
depuis la guerre de Sécession.

C’est désormais obsolète,
au vue des progrès énormes réalisés

dans les actionneurs, les systèmes de
contrôle et les interfaces neurales.

Il nous manque encore l’interaction
dynamique entre les muscles,

pour le contrôle et la proprioception.

Qu’est-ce que la proprioception ?

Si je fléchis la cheville, les muscles à
l’avant de ma jambe se contractent,

étirant simultanément les muscles
à l’arrière.

C'est le contraire
si j'étire la cheville :

les muscles de l’arrière se contractent

étirant les muscles de l’avant.

Quand ces muscles bougent,

des capteurs biologiques
à l’intérieur des tendons

envoient des données
au cerveau, par les nerfs.

C’est comme ça que nous
savons où sont nos pieds

sans les voir.

Aujourd'hui, l'amputation détruit
ces rapports dynamiques musculaires.

éliminant ainsi les sensations
proprioceptives normales.

Donc, un membre artificiel normal

ne peut pas informer
le système nerveux

sur l'emplacement de la prothèse.

Le patient ne peut donc pas sentir

la position ni le mouvement
de la prothèse

sans la voir.

Mes jambes furent amputées
avec cette méthode archaïque.

Je peux sentir mes pieds,
je les sens, là,

comme une présence fantôme.

Mais je ne peux pas les bouger.

Elles sont comme coincées
dans des bottes de ski rigides.

Pour résoudre cela,

au MIT, nous avons inventé l’interface
neuro-musculaire agoniste-antagoniste

ou AMI.

L’AMI sert à connecter les nerfs
du membre résidu

à une prothèse bionique externe.

Comment fonctionne l’AMI ?

L’AMI est formé de deux muscles,
liés chirurgiquement :

un agoniste lié à un antagoniste.

Quand l’agoniste se contracte
après activation électrique,

il étire l’antagoniste.

Ce rapport dynamique

est perçu par les capteurs biologiques
du tendon,

qui envoient un signal
au système nerveux central

relayant des informations sur la
longueur, vitesse et force du tendon.

C’est ça, la proprioception des tendons.

C’est la façon principale dont nous,
humains,

sentons la position, le mouvement et
les forces dans nos membres.

Quand un membre est amputé,

le chirurgien connecte les muscles
opposés du résidu

pour créer un AMI.

On peut construire
plusieurs dispositifs AMI

pour contrôler et sentir
plusieurs articulations.

Puis on place des électrodes artificielles
sur chaque muscle AMI.

Les ordinateurs du membre bionique
décodent les signaux

pour contrôler les moteurs puissants
du membre bionique.

Quand le membre bouge,

les muscles AMI bougent,

transmettant des signaux au cerveau,

donnant des sensations naturelles
au porteur de prothèse

sur la position et les mouvements
de la prothèse.

Peut-on utiliser ces principes de design
en vrai ?

Il y a quelques années, mon bon ami
Jim Ewing – de 34 ans –

me demanda de l’aide

après un terrible accident d’escalade.

Il était tombé de 15 mètres,
dans les Îles Caïman,

quand sa corde a lâché.

Il endura de nombreuses blessures :

poumons percés, fractures multiples.

Après l'accident, il rêvait de
retrouver son sport préféré,

l’escalade.

Comment serait-ce possible ?

La réponse : Team Cyborg,

une équipe de chirurgiens,
scientifiques et ingénieurs,

réunis au MIT pour reconstruire Jim
et lui rendre son niveau en escalade.

Le Dr Matthew Carty amputa
sa jambe endommagée

à l’hôpital Brigham and Women’s de Boston,

suivant la procédure AMI.

Des poulies de tendon furent créées
et attachées au tibia de Jim

pour reconnecter les muscles opposés.

La procédure AMI
rétablit le lien neural

entre les muscles cheville-pied
de Jim et son cerveau.

Quand Jim bouge son membre fantôme,

les muscles reconnectés
bougent en paires dynamiques,

envoyant des signaux de proprioception
à travers les nerfs, au cerveau,

et Jim a des sensations normales
de position et de mouvement,

même les yeux bandés.

Voici Jim au labo du MIT
après chirurgie.

Nous liâmes les muscles AMI de Jim,
par électrodes,

à un membre bionique

et Jim apprit vite
à le bouger

selon quatre axes distincts
de mouvement pied-cheville.

Nous étions excités par ces résultats,
lorsque Jim se leva,

et là, ce fut vraiment remarquable.

Toute la biomécanique naturelle
traitée par le système nerveux central

apparut dans le membre synthétique

comme un acte involontaire et automatique.

Toutes les subtilités du placement de pied
lors d'une montée de marches –

(Applaudissements)

apparurent devant nos yeux.

Ici, la descente de Jim,

ses doigts bioniques approchant la
prochaine marche,

faisant preuve de mouvements naturels

automatiquement, sans efforts.

Comme le système nerveux central de Jim
reçoit les signaux proprioceptiques,

il sait contrôler le membre synthétique
de façon naturelle.

Jim bouge et se comporte comme si
le membre synthétique lui appartenait.

Par exemple, un jour au labo,

il marcha par erreur sur
un rouleau de ruban adhésif.

Que fait-on dans ce cas-là ?

On ne se baisse pas comme ça ;
c’est trop gênant.

On le secoue.

C’est exactement ce que fit Jim

seulement quelques heures après
avoir été connecté.

Le plus intéressant pour moi,

c'est quand Jim nous raconta
son expérience.

Il dit : « Le robot fait partie de moi. »

Jim Ewing : Le lendemain de ma
première connexion au robot,

ma fille descendit et me demanda
ce que ça fait d’être un cyborg.

Ma réponse fut que
je ne me sentais pas cyborg.

J’avais l’impression d’avoir ma jambe

et que je n’étais pas attaché au robot

autant qu’il n’était attaché à moi

et qu’il faisait partie de moi.

C’est vite devenu ma jambe.

Hugh Herr : Merci.

(Applaudissements)

En connectant le système nerveux de Jim,

de façon bidirectionnelle,
à son membre synthétique,

on obtint l’incarnation neurologique.

J’ai postulé que parce que Jim peut
penser et bouger son membre synthétique,

et parce qu’il ressent ces mouvements
dans son propre système nerveux,

la prothèse n’est plus un outil distinct,

mais fait partie intégrante
du corps de Jim.

Grâce à l’incarnation neurologique,
Jim ne se sent pas cyborg.

Il sent simplement qu’il a retrouvé

ses jambes, son corps.

On me demande souvent

quand je vais me faire relier
à mes membres de manière bidirectionnelle,

quand je vais devenir un cyborg.

J’hésite à devenir un cyborg.

Avant mon amputation,
j’étais un élève nul.

J’avais des notes terribles à l’école.

Mais après mon amputation,

je suis devenu professeur à MIT.

(Rires)

(Applaudissements)

J’ai peur que si je reconnecte
mes neurones à mes membres,

mon cerveau va retrouver
sa forme moins intelligente.

(Rires)

Mais bon, ça va,
je suis déjà titularisé au MIT.

(Rires)

(Applaudissements)

Je crois que la portée
du design NeuroIncarné

s’étendra bien au-delà du
remplacement de membres

et entrainera l’humanité dans des contrées

qui redéfiniront complètement
le potentiel humain.

Au 21e siècle,

on prolongera le système nerveux
dans de puissants exosquelettes

que les humains pourront contrôler
et sentir avec leur cerveau.

Les muscles du corps pourront
être reconfigurés

pour contrôler des moteurs puissants

et pour sentir les mouvements
de l’exosquelette,

ce qui augmentera notre force,
l’amplitude de nos sauts et notre vitesse.

Au 21e siècle, je crois que les humains
deviendront des super-héros.

On pourra aussi prolonger nos corps

dans des structures
non-anthropomorphes, comme des ailes,

contrôlant et sentant chaque
mouvement dans notre système nerveux.

Léonard de Vinci a dit :
« Quiconque aura goûté au vol

marchera à jamais
les yeux tournés vers le ciel,

car là il a été, et là toujours il
désirera ardemment retourner. »

Au crépuscule de ce siècle,

les humains seront méconnaissables,

de par leur morphologie
et leur mouvement.

L’humanité va prendre son envol.

Jim Ewing chuta, il fut brisé,

mais ses yeux se tournèrent vers le ciel,
là où il rêvait de retourner.

Après son accident, il rêvait de marcher

et de retrouver son sport favori :
l’escalade.

Au MIT, Team Cyborg a construit pour Jim
un membre adapté au monde vertical,

une jambe contrôlée par le cerveau,
avec une gamme complète de sensations.

Armé de cette technologie,
Jim regagna les Îles Caïman,

le site de son accident,

rebâti en cyborg, pour grimper
de nouveau vers le ciel.

(Fracas de vagues)

(Applaudissements)

Merci.

(Applaudissements)

Mesdames et messieurs, Jim Ewing,
le premier grimpeur cyborg.

(Applaudissements)