La fusion de l’homme et de la machine : des cellules tatouées avec de l’or, un écran s’illumine dans le cerveau

Un tatouage de la peau a pénétré dans les cellules du corps, et les nouveaux maîtres du tatouage sont des scientifiques qui utilisent de l’or au lieu d’encre. Il s’agit d’une technique révolutionnaire de lithographie par nano-impression par laquelle les scientifiques ont imprimé des nanoparticules d’or et des nanofils sur les cellules fibroblastes d’embryons de souris vivants. Cette tentative de fusion scientifique de l’homme avec la technologie permettra très probablement la création de dispositifs bioniques, de biosenseurs… Ainsi, la science-fiction est devenue réalité, et le plus méritant pour cela est le scientifique de l’Université Johns Hopkins David Gracias, le leader de l’équipe de recherche, qui croit que sa technique de tatouage cellulaire apportera des changements significatifs aux soins de santé.

– Nous voulons avoir des capteurs pour le suivi et le contrôle à distance des cellules individuelles et de leur environnement en temps réel. Si nous avions la technologie pour surveiller la santé des cellules isolées, nous pourrions diagnostiquer et traiter les maladies beaucoup plus tôt avant que l’organe entier ne soit endommagé – a déclaré Gracias.

Un peu de verre, un peu de gélatine…

Récemment, les scientifiques s’efforcent de connecter l’électronique avec la biologie humaine, ce qui n’est pas simple, et ils font face à de nombreux obstacles, l’un des plus grands étant l’incompatibilité des tissus vivants avec les techniques de fabrication pour l’électronique. Bien qu’il existe des moyens de rendre les choses petites et flexibles, des produits chimiques puissants, des températures élevées ou le vide sont souvent utilisés, ce qui détruit les tissus vivants ou les matériaux doux à base d’eau. L’équipe de recherche de Gracias a appliqué la lithographie par nano-impression comme en utilisant un tampon pour imprimer des motifs mesurés en nanomètres dans une cellule vivante.

C’est un processus très complexe dans lequel le motif en or doit être transféré et adhéré au tissu vivant. Les scientifiques ont fait cela en imprimant d’abord de l’or à l’échelle nanométrique sur une plaquette de silicium recouverte d’un polymère qui est ensuite dissous afin que le motif puisse être transféré sur de fines films de verre, et l’ont traité avec un composé biologique, la cystéamine, et l’ont recouvert d’hydrogel. Ensuite, le motif est retiré du verre et traité avec de la gélatine avant d’être transféré à la cellule fibroblaste, et l’hydrogel est finalement dissous. La cystéamine et la gélatine aident l’or à se lier à la cellule et à y rester pendant seize heures sans compromettre d’autres cellules. La même technique a été appliquée avec succès pour attacher des brins de nanofils d’or aux cerveaux de rats ex vivo.

– Nous avons montré que nous pouvons attacher des nano-motifs complexes à des cellules vivantes et les garder en vie. Il est très important que les cellules tatouées puissent vivre et bouger car il existe souvent une incompatibilité significative entre les cellules vivantes et les méthodes que les ingénieurs utilisent pour créer de l’électronique – a déclaré Gracias.

La technique de lithographie par nano-impression est simple et peu coûteuse, ce qui peut aider au développement de l’électronique telle que les électrodes, les antennes et les éléments qui s’intègrent non seulement avec les tissus vivants mais aussi avec les hydrogels et d’autres matériaux souples.

– Nous nous attendons à ce que ce processus de fabrication de nano-motifs, combiné avec divers types de matériaux et des techniques de micro-fabrication standard telles que la photolithographie et la lithographie par faisceau d’électrons, permette le développement de nouveaux substrats pour les cultures cellulaires, des matériaux biohybrides, des dispositifs bioniques et des biosenseurs – a déclaré Gracias.

De substrats à biosenseurs

Mais ce n’est pas la seule tentative d’intégrer la technologie dans le biopôle humain. L’intelligence artificielle (IA) a permis un développement sans précédent de la technologie implantable et du bio-ingénierie qui redéfinira le corps humain en une symbiose avec les machines et l’intelligence artificielle. Cela permettra le passage de l’IA à l’AGI (intelligence générale artificielle), qui sera capable d’effectuer n’importe quel travail qu’un humain fait.

Poussés par la grande émergence de l’intelligence artificielle générative et une gamme d’autres applications d’intelligence artificielle, les experts impliqués dans une nouvelle étude du Pew Research Center s’attendent à des avancées numériques significatives dans de nombreux aspects de la vie d’ici 2035, en particulier dans les soins de santé et l’éducation. Ils prédisent un monde où : les médicaments sont conçus dans des espaces numériques, et les soins médicaux personnalisés fournissent aux patients exactement ce dont ils ont besoin et quand ils en ont besoin, les gens portent des lunettes intelligentes et des écouteurs qui les connectent avec d’autres personnes, des choses et des informations autour d’eux, les systèmes d’intelligence artificielle peuvent susciter des conversations productives basées sur des faits, et où des progrès seront réalisés dans la protection de l’environnement et les mesures climatiques.

Par exemple, la société américaine de neurotechnologie Neuralink, fondée par Elon Musk et développant des interfaces cerveau-machine implantables, a annoncé sa dernière réalisation – un nouvel appareil implantable qui permet la communication entre l’esprit humain et la machine. Il se connectera à des milliers de neurones dans le cerveau et sera capable d’enregistrer l’activité de ces neurones, de traiter des signaux en temps réel et de traduire des mouvements intentionnels directement en contrôle d’un dispositif externe.

Un autre exemple de connexion entre technologie et homme se reflète dans la redéfinition de la vision humaine avec des lunettes de réalité augmentée (RA), qui combinent IA et technologie portable.

Une alternative aux téléphones mobiles

La nouvelle génération de lunettes RA sera disponible en 2024, permettant tout, de la traduction linguistique en temps réel à la reconnaissance faciale et redéfinissant la façon dont nous voyons le monde. Les dispositifs AR/VR du futur offriront des expériences personnalisées, accessibles et bien conçues. Les experts prédisent que les lunettes RA avec des capacités LTE deviendront une alternative aux smartphones dans quelques années. L’exosquelette, un costume robotique avec un casque alimenté par intelligence artificielle, a considérablement progressé depuis sa première introduction lors de la Coupe du Monde 2014 au Brésil. À cette époque, un jeune homme paralysé a utilisé un exosquelette alimenté par la pensée pour frapper un ballon de football. La version améliorée permet aux utilisateurs une force, une endurance et une agilité extraordinaires, et ces dispositifs portables devraient révolutionner les soins de santé et les services d’urgence.

Mais cela est loin de ce que nous allons témoigner. Il est prévu que la nouvelle technologie offrira au monde un ‘cerveau global‘ d’ici 2026, permettant la connexion des personnes et de l’intelligence artificielle à travers un réseau de dispositifs portables et implantables alimentés par intelligence artificielle, ce qui pourrait également influencer la créativité. Un des avantages de la connexion de l’intelligence artificielle avec les humains est l’extension de la durée de vie et l’amélioration de la santé, car on s’attend à ce que les dispositifs portables et implantables alimentés par intelligence artificielle redéfinissent l’industrie des soins de santé d’ici 2027 et améliorent considérablement la santé globale, de la surveillance des signes vitaux à la détection et au traitement des maladies à un stade précoce.

Interfaces humaines

L’intelligence artificielle permettra également le développement d’organes bio-ingénierés grâce à l’impression biologique utilisant l’intelligence artificielle, qui créera des organes personnalisés alignés avec la composition biologique unique du patient, augmentant considérablement le succès des transplantations.

Une des innovations dans la fusion du corps humain et de la technologie sera – des interfaces humaines intégrées, qui élimineront le besoin d’écrans, de téléphones mobiles et de moniteurs, car les dispositifs alimentés par intelligence artificielle seront directement intégrés dans le corps humain. Ces technologies avancées permettront aux gens une interaction plus intuitive et meilleure avec le monde numérique, de l’accès à l’information à la communication avec les autres – par la voix. Et ce n’est pas tout ; les avancées en ingénierie génétique changeront la compréhension de la biologie humaine et permettront le séquençage et l’édition des gènes, ce qui découvrira et corrigera les anomalies génétiques, préviendra les maladies héréditaires et optimisera les traits. Cependant, tous les experts ne partagent pas l’enthousiasme pour la fusion de la technologie et du corps humain, bien qu’ils soient conscients de son impact positif sur la santé. Pas moins de 42 % des experts ont déclaré qu’ils étaient également excités et préoccupés par l’évolution de la fusion des humains avec la technologie prévue d’ici 2035. Parmi eux, 37 % sont plus préoccupés, et seulement 18 % se réjouissent de cela.