Interfaces cerveau-ordinateur (BCI) avec une histoire plus longue dans la science-fiction (depuis les années 1950) et dans la recherche et les modèles animaux (depuis les années 1970) que les implants pratiques pour l’homme (années 1990). Une interface cerveau-ordinateur relie directement un cerveau humain à un ordinateur, où les signaux neuronaux sont interprétés et utilisés pour effectuer des tâches telles que la manipulation d’une souris. De cette façon, un patient paralysé peut surfer sur le Web ou même déplacer un bras prothétique avec son esprit seul.
Les personnes en bonne santé peuvent même utiliser des interfaces cerveau-ordinateur non invasives comme un autre type de périphérique d’entrée informatique, comme une souris ou un clavier, bien que cette technologie n’ait pas encore été commercialisée. Les interfaces cerveau-ordinateur peuvent également renvoyer des informations dans le cerveau, par exemple en utilisant des électrodes pour stimuler le cortex visuel afin de voir une scène prise par une caméra vidéo externe, permettant aux patients aveugles de retrouver la vue, bien que loin d’être parfaitement.
Plusieurs technologies ont été utilisées avec succès pour obtenir des signaux de base du cerveau et dans un ordinateur. Ceux-ci sont divisés en BCI invasifs, où des électrodes sont implantées dans la matière grise du cerveau ; les BCI partiellement invasives, implantées à l’intérieur du crâne mais ne reposant que sur la partie supérieure du cerveau ; et les BCI non invasives, impliquant des dispositifs en plastique qui glissent sur la tête comme un bonnet de douche. En général, plus le BCI est invasif, plus il y a de tissu cicatriciel, de complications possibles et de dépenses, mais plus la résolution des entrées et des sorties est élevée.
À partir des implants chez le rat au début des années 90, des implants cérébraux ont été développés qui permettaient le contrôle de manipulateurs externes ou de curseurs. Les singes ont été les prochains à recevoir les implants, et l’espèce continue d’être la cible de la recherche BCI la plus sophistiquée aujourd’hui. Le grand jalon pour l’homme est venu en 1998, lorsqu’un patient nommé Johnny Ray, qui souffrait du syndrome d’enfermement en raison d’un accident vasculaire cérébral affectant son tronc cérébral, a reçu un implant et, après plusieurs semaines d’entraînement, a pu l’utiliser pour manipuler un curseur et épeler les mots. Ce fut une expérience transformatrice pour le patient : sans l’implant, il resterait totalement incapable de contacter le monde extérieur, seulement capable d’observer et de réfléchir tranquillement jusqu’à la mort. Le BCI a ouvert un canal de communication et a considérablement amélioré la qualité de vie du patient.
En 2002, Jens Naumann, un homme devenu aveugle à l’âge adulte, est devenu le premier des 16 patients payants à recevoir un implant visuel de William Dobelle, un pionnier dans le domaine. A cette époque, la miniaturisation des ordinateurs et des caméras de qualité a permis d’installer l’implant sans nécessiter un raccordement à un grand ordinateur central, comme cela avait été requis pour les tentatives précédentes dans cette direction. L’implant n’offrait qu’une vision en noir et blanc à une fréquence d’images relativement lente, mais c’était suffisant pour permettre au patient de conduire lentement une voiture autour du parking de l’institut de recherche. Ce fut la première véritable commercialisation d’interfaces cerveau-ordinateur.
En 2005, le tétraplégique Matt Nagle est devenu la première personne à contrôler un bras prothétique à l’aide d’un implant cérébral, développé par la société Cyberkinetics Neurotechnology sous le nom de produit BrainGate. Cyberkinetics Neurotechnology cherche toujours à être la première entreprise à proposer des BCI au grand public.