L'agence de projets de recherche avancée du Département de la défense des États-Unis (DARPA) a annoncé des partenariats avec sept universités américaines, l'Air Force et l'armée de terre dans le domaine de la recherche pour stimuler le cerveau de manière non invasive afin d'accélérer l'apprentissage. La direction a annoncé le programme Target Neuroplasticity Training (TNT) en mars 2016 et a maintenant commencé à trouver les moyens les plus sûrs et les plus efficaces d'activer un processus naturel appelé plasticité synaptique.
Plasticité - la capacité du cerveau à renforcer ou affaiblir les connexions neuronales afin de s'adapter aux changements de l'environnement. Le directeur du programme TNT, le Dr Doug Verber, relie la plasticité synaptique à l'apprentissage.
La recherche TNT se concentre sur un type spécifique d'apprentissage - les compétences cognitives. Les gens utilisent leurs compétences cognitives pour concentrer leur attention, traiter les informations, diviser l'attention en plusieurs tâches en même temps, définir et comprendre des schémas, se souvenir des instructions, organiser les informations et bien plus encore. Le département américain de la Défense s'attend à ce que TNT réduise les coûts et raccourcisse la formation des spécialistes des langues étrangères, des analystes du renseignement, des cryptographes et autres.
L'équipe de recherche du TNT tente d'identifier les mécanismes physiologiques qui pourraient leur permettre d'améliorer leur apprentissage naturel grâce à la stimulation électrique des nerfs périphériques - ceux qui connectent les neurones du cerveau et de la moelle épinière aux organes, à la peau et aux muscles - afin que le cerveau puisse rapidement absorber de nouvelles connaissances lors des points d'apprentissage clés. .
Les scientifiques ne comprennent toujours pas pleinement les mécanismes qui sous-tendent cette amélioration, mais ils pensent que la neurostimulation favorise la libération de
neurotransmetteurs : l'
acétylcholine , qui effectue la transmission neuromusculaire, la
norépinéphrine - le «médiateur de la vigueur» - et d'autres qui jouent un rôle important dans la modulation des processus cognitifs, liés à la formation.
Le principal objectif du TNT est d'activer divers mécanismes pour comprendre les connexions entre la neurostimulation, la libération des neurotransmetteurs et les changements de plasticité qui en résultent.
Pour activer les nerfs périphériques, les chercheurs compareront une stimulation électrique non invasive à travers la peau avec une stimulation invasive à l'aide d'un dispositif implanté, puis ils concluront laquelle est plus efficace.
Verber prévoit d'aller encore plus loin et de créer un dispositif qui active la plasticité, en utilisant l'électricité pour stimuler les nerfs périphériques à travers la peau. Il a noté qu'il existe déjà sur le marché des appareils conçus pour stimuler le cerveau et les nerfs périphériques. "Vous pouvez aller en ligne dès maintenant et acheter un appareil pour 50 $ que les fabricants prétendent stimuler votre cerveau et lui faire faire toutes sortes de choses", a déclaré Weber. Ces entreprises mettent la technologie à disposition sans aucune garantie qu'elle est sûre ou même efficace.
Dans la première partie de la recherche TNT, les scientifiques travailleront à identifier les mécanismes qui sous-tendent comment la stimulation nerveuse affecte la plasticité cérébrale. Ils essaient également de détecter des indicateurs physiologiques qui montrent que la stimulation fonctionne, et d'identifier et de minimiser les effets secondaires de la stimulation nerveuse, le cas échéant.
Dans la seconde moitié du programme, les chercheurs utiliseront la technologie de neurostimulation dans divers types d'exercices d'entraînement pour mesurer les améliorations de la vitesse et du degré d'entraînement. Dans le même temps, certains groupes de recherche travailleront avec des analystes du renseignement militaire et des spécialistes des langues étrangères pour comprendre comment le processus d'apprentissage se déroule actuellement. L'objectif de la collaboration est de transformer l'équipe moyenne en linguistes inégalés beaucoup plus rapidement qu'il n'est possible aujourd'hui. La plateforme TNT peut être développée pour répondre à leurs besoins.
En partenariat avec l'Arizona State University, l'équipe travaillera avec le personnel du Air Force Research Laboratory pour examiner comment le cerveau réagit pendant la reconnaissance, le tir et la surveillance.
Le DARPA aborde l'étude de la plasticité synaptique de plusieurs points de vue pour déterminer s'il existe des moyens sûrs et efficaces d'améliorer l'apprentissage et d'accélérer le développement des compétences liées aux missions de sécurité nationale américaines. Le programme TNT aidera à compenser la réduction des effectifs de chaque armée.
TNT fait partie du plus grand projet DARPA
BRAIN soutenu par la Maison Blanche. Cette initiative a été annoncée par l'administration Barack Obama en 2013. Il soutient les développements dans le domaine des neurotechnologies innovantes qui peuvent créer une image dynamique des fonctions cérébrales - comment les cellules individuelles et les circuits neuronaux complexes interagissent dans le temps et l'espace. BRAIN examine également les troubles cérébraux tels que la maladie d'Alzheimer et la maladie de Parkinson, la dépression et les traumatismes crâniens.