Avec ce dispositif, Gómez a identifié des plafonniers, des lettres, des formes de base imprimées sur du papier et des personnes. Elle a même joué à un simple jeu d’ordinateur de type Pac-Man, directement relié à son cerveau. Quatre jours par semaine pendant toute la durée de l’expérience, Gómez a été conduite dans un laboratoire par son mari voyant et branchée au système.

Le premier moment de vue de Gómez, fin 2018, a été l’aboutissement de décennies de recherches menées par Eduardo Fernandez, directeur de la neuro-ingénierie à l’université de Miguel Hernandez, à Elche, en Espagne. Son objectif : rendre la vue au plus grand nombre possible des 36 millions de personnes aveugles dans le monde qui souhaitent revoir. L’approche de Fernandez est particulièrement intéressante car elle contourne l’œil et les nerfs optiques.

De nombreuses recherches antérieures ont tenté de restaurer la vision en créant un œil ou une rétine artificielle. Cela a fonctionné, mais la grande majorité des personnes aveugles, comme Gómez, ont des dommages au système nerveux reliant la rétine à l’arrière du cerveau. Un œil artificiel ne résoudra pas leur cécité. C’est pourquoi en 2015, la société Second Sight, qui a reçu l’autorisation de vendre une rétine artificielle en Europe en 2011 – et aux États-Unis en 2013 – pour une maladie rare appelée rétinite pigmentaire, a transféré deux décennies de travail de la rétine au cortex. (Second Sight dit qu’un peu plus de 350 personnes utilisent son implant rétinien Argus II.)

Lors d’une récente visite que j’ai faite à Elche, couverte de palmiers, Fernandez m’a dit que les progrès de la technologie des implants, et une compréhension plus fine du système visuel humain, lui ont donné la confiance nécessaire pour aller directement au cerveau. « L’information du système nerveux est la même que celle d’un appareil électrique », dit-il

Rétablir la vue en envoyant des signaux directement au cerveau est ambitieux. Mais les principes sous-jacents sont utilisés dans les implants humains-électroniques de la médecine conventionnelle depuis des décennies. « Actuellement, explique Fernandez, nous avons de nombreux dispositifs électriques qui interagissent avec le corps humain. L’un d’eux est le stimulateur cardiaque. Et dans le système sensoriel, nous avons l’implant cochléaire. »

Ce dernier dispositif est la version auditive de la prothèse que Fernandez a construite pour Gómez : un microphone externe et un système de traitement qui transmet un signal numérique à un implant dans l’oreille interne. Les électrodes de l’implant envoient des impulsions de courant aux nerfs voisins que le cerveau interprète comme un son. L’implant cochléaire, qui a été installé pour la première fois sur un patient en 1961, permet à plus d’un demi-million de personnes dans le monde d’avoir des conversations dans le cadre de la vie quotidienne.

« Berna était notre premier patient, mais au cours des deux prochaines années, nous installerons des implants chez cinq autres aveugles », explique Fernandez, qui appelle Gómez par son prénom. « Nous avions fait des expériences similaires sur des animaux, mais un chat ou un singe ne peut pas expliquer ce qu’il voit. »

Berna le pouvait.

Son expérience a demandé du courage. Elle a nécessité une opération du cerveau sur un corps par ailleurs sain – toujours une procédure risquée – pour installer l’implant. Et encore une fois pour le retirer six mois plus tard, puisque la prothèse n’est pas approuvée pour un usage à plus long terme.

Crises et phosphènes

J’entends Gómez avant de la voir. Sa voix est celle d’une femme d’une dizaine d’années plus jeune que son âge. Ses mots sont mesurés, sa cadence est parfaitement lisse et son ton est chaleureux, confiant et stable.

Lorsque je la vois enfin dans le laboratoire, je remarque que Gómez connaît si bien la disposition de l’espace qu’elle a à peine besoin d’aide pour naviguer dans le petit couloir et les pièces attenantes. Lorsque je m’approche pour la saluer, le visage de Gómez est d’abord orienté dans la mauvaise direction jusqu’à ce que je lui dise bonjour. Lorsque je tends la main pour lui serrer la main, son mari guide sa main dans la mienne.

Gómez est ici pour une IRM cérébrale afin de voir comment les choses se présentent six mois après le retrait de son implant (elles semblent bonnes). Elle est également ici pour rencontrer un second patient potentiel qui est en ville, et dans la pièce pendant ma visite. À un moment donné, alors que Fernandez explique comment le matériel est relié au crâne, Gómez interrompt la discussion, s’incline vers l’avant et place la main de la patiente potentielle à l’arrière de sa tête, à l’endroit où se trouvait une prise métallique. Aujourd’hui, il n’y a pratiquement aucune trace de l’orifice. L’opération d’implantation s’est déroulée si bien, dit-elle, qu’elle est venue au laboratoire dès le lendemain pour se brancher et commencer les expériences. Elle n’a eu aucun problème ni aucune douleur depuis.

Gómez a eu de la chance. La longue histoire des expériences qui ont conduit à son implantation réussie a un passé mouvementé. En 1929, un neurologue allemand du nom d’Otfrid Foerster a découvert qu’il pouvait provoquer l’apparition d’un point blanc dans la vision d’un patient en plaçant une électrode dans le cortex visuel du cerveau pendant une intervention chirurgicale. Il a baptisé ce phénomène « phosphène ». Depuis, des scientifiques et des auteurs de science-fiction ont imaginé le potentiel d’une prothèse visuelle caméra-ordinateur-cerveau. Certains chercheurs ont même construit des systèmes rudimentaires.

Au début des années 2000, l’hypothétique est devenu une réalité lorsqu’un chercheur biomédical excentrique nommé William Dobelle a installé une telle prothèse dans la tête d’un patient expérimental.

En 2002, l’écrivain Steven Kotler s’est souvenu avec horreur d’avoir vu Dobelle augmenter l’électricité et un patient tomber au sol en se tordant dans une crise. La cause en était une trop grande stimulation avec trop de courant – quelque chose que le cerveau n’aime pas, en fait. Les patients de Dobelle avaient aussi des problèmes d’infections. Pourtant, Dobelle a commercialisé son appareil encombrant comme étant presque prêt à être utilisé au quotidien, avec une vidéo promotionnelle montrant un aveugle conduisant lentement et de manière instable dans un parking fermé. Lorsque Dobelle est mort en 2004, sa prothèse aussi.

Contrairement à Dobelle, qui a proclamé un remède pour les aveugles, Fernandez dit presque constamment des choses comme « Je ne veux pas avoir d’espoirs » et « Nous espérons avoir un système que les gens peuvent utiliser, mais pour l’instant nous ne faisons que des expériences préliminaires. »

Mais Gómez a effectivement vu.

Lit de clous

Si l’idée de base de la vision de Gómez – brancher une caméra sur un câble vidéo dans le cerveau – est simple, les détails ne le sont pas. Fernandez et son équipe ont d’abord dû résoudre le problème de la caméra. Quel type de signal la rétine humaine produit-elle ? Pour tenter de répondre à cette question, Fernandez prélève des rétines humaines sur des personnes récemment décédées, les relie à des électrodes, les expose à la lumière et mesure ce qui frappe les électrodes. (Son laboratoire entretient des relations étroites avec l’hôpital local, qui appelle parfois au milieu de la nuit lorsqu’un donneur d’organes décède. Une rétine humaine ne peut être maintenue en vie que pendant environ sept heures). Son équipe utilise également l’apprentissage automatique pour faire correspondre la sortie électrique de la rétine à des entrées visuelles simples, ce qui les aide à écrire un logiciel pour imiter le processus automatiquement.

L’étape suivante consiste à prendre ce signal et à le transmettre au cerveau. Dans la prothèse que Fernandez a construite pour Gómez, une connexion câblée est reliée à un neuro-implant commun connu sous le nom de Utah array, qui est juste plus petit que la pointe surélevée de l’extrémité positive d’une pile AAA. Une centaine de petites électrodes, d’environ un millimètre chacune, dépassent de l’implant et ressemblent à un lit de clous miniature. Chaque électrode peut délivrer un courant à un à quatre neurones. Lorsque l’implant est inséré, les électrodes percent la surface du cerveau ; lorsqu’il est retiré, 100 minuscules gouttelettes de sang se forment dans les trous.

Fernandez a dû calibrer une électrode à la fois, en lui envoyant des courants de plus en plus forts jusqu’à ce que Gómez note quand et où elle voyait un phosphène. Il a fallu plus d’un mois pour calibrer les 100 électrodes.

« L’avantage de notre approche est que les électrodes du réseau font saillie dans le cerveau et se trouvent à proximité des neurones », explique Fernandez. Cela permet à l’implant de produire la vue avec un courant électrique beaucoup plus faible que celui qui était nécessaire dans le système de Dobelle, ce qui réduit fortement le risque de crises.

Le gros inconvénient de la prothèse – et la principale raison pour laquelle Gómez n’a pas pu garder la sienne au-delà de six mois – est que personne ne sait combien de temps les électrodes peuvent durer sans dégrader ni l’implant ni le cerveau de l’utilisateur. « Le système immunitaire du corps commence à détruire les électrodes et à les entourer de tissu cicatriciel, ce qui finit par affaiblir le signal », explique M. Fernandez. Il y a aussi le problème des électrodes qui se déforment lorsque la personne se déplace. D’après les recherches menées sur les animaux et un premier aperçu de la matrice utilisée par M. Gómez, il suppose que la configuration actuelle pourrait durer deux ou trois ans, voire dix ans avant de tomber en panne. Fernandez espère que quelques ajustements mineurs permettront d’étendre cette durée à quelques décennies – une condition préalable essentielle pour une pièce de matériel médical qui nécessite une chirurgie invasive du cerveau.

Enfin, la prothèse, comme un implant cochléaire, devra transmettre son signal et sa puissance sans fil à travers le crâne pour atteindre les électrodes. Mais pour l’instant, son équipe a laissé la prothèse câblée pour les expériences – ce qui offre le plus de flexibilité pour continuer à mettre à jour le matériel avant de se fixer sur un design.

À 10 pixels par 10 pixels, ce qui est à peu près la résolution potentielle maximale que l’implant de Gómez pourrait rendre, on peut percevoir des formes de base comme des lettres, un cadre de porte ou un trottoir. Mais les contours d’un visage, sans parler d’une personne, sont bien plus complexes. C’est pourquoi Fernandez a complété son système par un logiciel de reconnaissance d’image pour identifier une personne dans une pièce et transmettre au cerveau de Gómez un motif de phosphènes qu’elle a appris à reconnaître.

À 25 par 25 pixels, écrit Fernandez dans une diapositive qu’il aime présenter, « la vision est possible ». Et parce que le réseau Utah dans sa forme actuelle est si petit et nécessite si peu d’énergie pour fonctionner, Fernandez dit qu’il n’y a aucune raison technique pour que son équipe ne puisse pas en installer quatre à six de chaque côté du cerveau, offrant une vision à 60 x 60 pixels ou plus. Pourtant, personne ne sait combien d’entrées le cerveau humain peut accepter de tels dispositifs sans être submergé et afficher l’équivalent de la neige télévisuelle.

Ce à quoi ça ressemble

Gómez m’a dit qu’elle aurait gardé l’implant installé si on lui avait donné le choix et qu’elle sera la première à se manifester si une version mise à jour est disponible. Lorsque Fernandez aura fini d’analyser son tableau, Gómez prévoit de le faire encadrer et de l’accrocher sur le mur de son salon.

De retour dans le laboratoire de Fernandez, il propose de me brancher à un dispositif non invasif qu’il utilise pour dépister les patients.

Assis dans le même fauteuil en cuir que Gómez occupait lors de l’expérience révolutionnaire de l’année dernière, j’attends tandis qu’un neurologue tient une baguette avec deux anneaux contre le côté de ma tête. L’appareil, appelé bobine papillon, est relié à un boîtier qui excite les neurones du cerveau par une puissante impulsion électromagnétique – un phénomène appelé stimulation magnétique transcrânienne. La première décharge donne l’impression qu’on me donne un choc sur le cuir chevelu. Mes doigts s’enroulent involontairement dans mes paumes. « Regardez, ça a marché ! » dit Fernandez en riant. « C’était votre cortex moteur. Maintenant, nous allons essayer de vous donner des phosphènes. »

La neurologue repositionne la baguette et règle la machine pour une série rapide d’impulsions. Cette fois, quand elle tire, je ressens un zzp-zzp-zzp intense, comme si quelqu’un utilisait l’arrière de mon crâne comme un heurtoir de porte. Puis, bien que mes yeux soient grands ouverts, je vois quelque chose : une ligne horizontale lumineuse clignote au centre de mon champ de vision, ainsi que deux triangles scintillants remplis de ce qui ressemble à de la neige télévisée. La vision s’estompe aussi vite qu’elle est arrivée, laissant une brève rémanence.

« C’est comme ce que Berna pouvait voir, dit Fernandez. Sauf que sa « vision » du monde était stable tant que le signal était transmis à son cerveau. Elle pouvait aussi tourner la tête et, avec ses lunettes, regarder dans la pièce. Ce que j’avais vu n’était que des fantômes internes d’un cerveau excité électriquement. Gómez pouvait réellement tendre la main et toucher le monde qu’elle regardait pour la première fois en 16 ans.

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