Depuis les systèmes permettant de diminuer les symptômes de la maladie de Parkinson jusqu'à ceux capables de redonner la capacité de marcher, les interfaces cerveau-machine (ICM) suscitent de nombreux espoirs pour les personnes malades comme pour les start-up du secteur, attirées par le gigantesque marché à conquérir. Ces cinq dernières années, des premiers tests sur l'homme ont révélé les extraordinaires capacités de ces ICM boostées par l'IA.
Définition et généalogie des interfaces cerveau-machine
Une interface cerveau-machine (ICM ou BCI pour Brain Computer Interface) est définie par l'Inserm comme un système de liaison directe entre un cerveau et un ordinateur, permettant à un individu d'effectuer des tâches sans passer par l'action des nerfs périphériques et des muscles. Concrètement, ce type de dispositif permet de contrôler par la pensée un ordinateur, une prothèse ou tout autre système automatisé, sans solliciter ses bras, mains ou jambes.
Le terme a été utilisé pour la première fois en 1973 par Jacques Vidal, un ingénieur français visionnaire. Les premiers essais sur l'homme ont eu lieu au début des années 1990. « Des années 1990 à aujourd'hui, les progrès ont été lents et itératifs, marqués par une révolution pour les implants invasifs avec l'arrivée en 2004 du Utah Array, une grille d'une centaine d'électrodes pouvant se placer au niveau du cerveau », précise Tristan Venot, ingénieur à l'Inria.
Les trois technologies en présence : non invasive, semi-invasive, invasive
Trois technologies sont aujourd'hui utilisées pour capter le signal cérébral. La solution la plus simple, non invasive, est le casque EEG (Electroencéphalogramme), qui ne permet toutefois pas d'avoir un signal de suffisamment bonne qualité pour permettre un contrôle fin de la marche au niveau d'un stimulateur ou d'un exosquelette.
La solution semi-invasive, retenue par le CEA pour son ICM WIMAGINE, consiste à positionner les électrodes à la surface du cortex sur la dure-mère. « Nous avons un recul d'implantation de plus de 7 ans sur un patient : les implants fonctionnent toujours et les signaux mesurés sont de bonne qualité », témoigne Guillaume Charvet, responsable du service de recherche biomédicale en neurotechnologies au CEA. La troisième voie, invasive, avec les microélectrodes au cœur du tissu cérébral, offre la plus haute résolution mais présente des contraintes de stabilité à long terme.
Le potentiel de marché : 4,5 Mds $ en 2029
Selon le cabinet BCC Research, le marché mondial des interfaces cerveau-machine était évalué à 2,1 milliards de dollars en 2023 et devrait atteindre 4,5 milliards de dollars en 2029 (avec un taux de croissance annuel composé de 14,2 % entre 2024 et 2029). Une étude de Morgan Stanley, parue en octobre 2024, estime que les personnes handicapées candidates aux implants représentent un marché total de 400 milliards de dollars.
Les applications thérapeutiques sont les plus avancées : diminution des symptômes de la maladie de Parkinson, redonner la capacité de marcher à des paraplégiques, restaurer la communication pour des patients atteints de SLA. La start-up Neuralink d'Elon Musk, qui a réalisé ses premiers implants humains début 2024, a fortement médiatisé le secteur — au risque de créer des attentes disproportionnées par rapport à la maturité technologique réelle.
Les freins technologiques et réglementaires à surmonter
Les ICM font face à plusieurs freins majeurs avant une adoption plus large. Sur le plan technologique : la stabilité à long terme des implants (encapsulation des électrodes par le tissu cérébral), la miniaturisation des dispositifs de traitement du signal et la consommation énergétique sont des défis ouverts. Sur le plan réglementaire, les ICM relèvent de la classe III des dispositifs médicaux (risque le plus élevé) en Europe, avec une procédure de certification CE particulièrement exigeante.
Sur le plan éthique et sociétal, les questions de protection des données cérébrales, de propriété intellectuelle des pensées et d'équité d'accès aux technologies commencent à émerger dans les débats publics et académiques. Ces freins constituent autant d'enjeux stratégiques pour les acteurs industriels, les régulateurs et les investisseurs qui s'intéressent à ce secteur.
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