evolution des neurosciences : conséquences pour la défense

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Evolution des Neurosciences :

conséquences pour la défense

Médecin Général Inspecteur Patrice BINDER

Rapport 2012

Rapport CGARM 2012 – Evolution des Neurosciences : conséquences pour la défense

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PREAMBULE ..................................................................................................................................................... 4

INTRODUCTION ................................................................................................................................................ 8

I. ETAT DE L’ART ET BESOIN POTENTIEL DEFENSE ........................................................................................... 11

I.1 ETAT DE L’ART ET SITUATION DE LA RECHERCHE DE DEFENSE ....................................................................................... 11

I.1-1 Définition et évolutions récentes des Neurosciences ............................................................................ 11

I.1-2 Forces et faiblesses des Neurosciences en France, besoins reconnus ................................................... 27

I.1-3 Quelques remarques sur les Neurosciences en Europe et aux USA ...................................................... 40

I.2 CONSEQUENCES CONCRETES POUR LES ARMEES ET LA DEFENSE EN LIAISON AVEC LES DIFFERENTS BESOINS OPERATIONNELS .... 44

I.2-1 Avant la mission .................................................................................................................................... 47

I.2-3 En cours de mission............................................................................................................................... 49

I.2-3 Après la mission .................................................................................................................................... 50

II. RECOMMANDATIONS ET LEUR MISE EN ŒUVRE ........................................................................................ 51

II.1 RECOMMANDATIONS MISES EN PERSPECTIVE DANS DES SCENARII OPERATIONNELS ........................................................ 51

II.1-1 Scénarii opérationnels ......................................................................................................................... 51

II.1-2 Commentaires et exemples de recommandations découlant du scénario .......................................... 53

II.2 RECOMMANDATIONS A DOMINANTE TECHNIQUE ET EXAMEN DE LEURS CONDITIONS DE MISE EN ŒUVRE ........................... 55

II.3 RECOMMANDATIONS STRUCTURELLES ET ANALYSE EN TERMES D’ETHIQUE ................................................................... 57

TABLEAU DES RECOMMANDATIONS .............................................................................................................. 63

CONCLUSIONS ET SYNTHESE ....................................................................................................................... 65

GLOSSAIRE ..................................................................................................................................................... 68

ANNEXES DU RAPPORT .................................................................................................................................. 71

ANNEXE I ........................................................................................................................................................... 72

MANDAT CGARM .......................................................................................................................................... 72

ANNEXE II .......................................................................................................................................................... 74

MEMBRES DU GROUPE DE TRAVAIL ............................................................................................................. 74

ANNEXE III ......................................................................................................................................................... 75

TABLEAUX DES PROJETS DE RECHERCHE NEUROSCIENCES 2008 - 2011 CONDUITS PAR LE SSA. ................. 75

ANNEXE IV ......................................................................................................................................................... 77

TABLEAUX DES THESES DE RECHERCHE EN COURS EN 2010 FINANCEES PAR LA DGA. ................................ 77

ANNEXE V .......................................................................................................................................................... 78

A PROPOS DES ARTICLES DE B. LANCE SUR LES INTERFACES CERVEAU MACHINES (BCI) ET LES

TECHNOLOGIES D’INTERACTIONS CERVEAU MACHINE (BCIT) ...................................................................... 78

ANNEXE VI ......................................................................................................................................................... 81

EXEMPLES DE PROGRAMMES DE RECHERCHE EN NEUROSCIENCES FINANCÉS PAR LA DARPA ................... 81

ANNEXE VII ........................................................................................................................................................ 83

UN EXEMPLE HISTORIQUE DE RECHERCHE EN NEUROPHARMACOLOGIE MENE PAR LES SERVICES DE

RENSEIGNEMENT AMERICAIN DANS LES ANNEES 1950 : LE PROJET MKULTRA ........................................... 83

ANNEXE VIII ....................................................................................................................................................... 86

EXEMPLES DE DEVELOPPEMENTS LIES AUX NEUROSCIENCES ...................................................................... 86

ANNEXE IX ......................................................................................................................................................... 90

ETHIQUE ET NEUROSCIENCES / ENTRETIEN AVEC LES PROFESSEURS AXEL KAHN ET FRANCOIS BERGER.... 90

ANNEXE X .......................................................................................................................................................... 95

PROJET D’ELABORATION D’UNE BASE DE DONNES COMPORTEMENTALES HUMAINES / PROJET « COGNAC

G » DE PIERRE-PAUL VIDAL ........................................................................................................................... 95

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Préambule

Ce qui relève des relations entre le comportement du corps et les sphères des phénomènes cognitifs et du

psychisme (pensée, conscience et inconscient, sensations...) restera pendant longtemps source

d’interrogations et sujet de recherche ; même si notre compréhension du fonctionnement du cerveau a

énormément progressé et notre capacité à avoir une influence sur ce fonctionnement a également

progressé, il n’en demeure pas moins que cette connaissance est encore très parcellaire ; à court terme,

les débouchés industriels sont assez limités en dehors du secteur médical.

Les Neurosciences1 ne sont plus considérées aujourd’hui comme des sciences ‘molles’ ; elles s’appuient

sur les progrès techniques d’imagerie et d’électrophysiologie, sur les ressources de la science des

« omiques » - génomique, etc. - et des techniques objectives de représentation. Ce domaine enregistre

donc des percées significatives, rendues possibles par l’utilisation de ces nouveaux moyens d’investigation

performants.

Pour autant, cet extraordinaire bond des connaissances en Neurosciences accroit paradoxalement et de

manière inévitable, la prise de conscience de la complexité fonctionnelle de ces milliards de neurones

interagissant chacun par des dizaines de milliers de connections flexibles dans le temps et l’espace : ces

connaissances évolueront vite et pendant longtemps, sans toutefois qu’il soit possible d’anticiper en

totalité les conséquences de cette évolution.

C’EST POURQUOI LA QUESTION DE SAVOIR SI, ET EN QUOI, ELLES POURRAIENT CONSTITUER (OU NON) DE NOUVEAUX DEFIS ET

DES OPPORTUNITES POUR LA DEFENSE EST UNE REFLEXION NECESSAIRE, MAIS DELICATE.

La sélection, l’entrainement, la gestion du stress en situation de combat, la recherche d’une meilleure

réactivité en environnements complexes et hostiles, la gestion parfois difficile de situations post-

traumatiques, viennent le plus spontanément à l’esprit. Mais, à échéance plus lointaine, l’augmentation

de la sensibilité cognitive et des capacités du cerveau, avec tous les risques de dérive envisageables, sont-

ils une vue de l’esprit ?

Ces différentes problématiques, aussi pertinentes qu’elles soient, justifient-elles que la DARPA (Defense

Advanced Research Projects Agency) américaine classe les Neurosciences au rang des priorités des

recherches stratégiques et y consacre des budgets plusieurs centaines de fois supérieurs à l’effort cumulé

du Service de Santé des Armées (SSA) et de la Direction Générale de l’Armement (DGA) ? Outre les

neurosciences traditionnelles, généralement rattachées aux sciences médicales et de santé, et les

neurosciences cognitives, plutôt raccordées aux technologies de l’informatique et des communications, la

DARPA mise aussi beaucoup sur l’émergence des neuro-technologies.

Est-ce un simple effet de mode ou pari éclairé sur la fécondité croisée des sciences médicales et de celles

de l’ingénieur en matière de conception et contrôle-commande des équipements, de communication

homme-machine et de conception de nouveaux ordinateurs ? Existe-t-il des enjeux qui n’auraient pas

assez retenu notre attention, en particulier dans la dimension conception de systèmes ? Si oui, lesquels ?

1 Dans ce rapport, la majuscule à Neurosciences a pour but de distinguer l’ensemble du domaine par rapport à des secteurs

particuliers, tel que par exemple les neurosciences cognitives.


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La notion de cognition en condition opérationnelle est primordiale. Depuis la longue-vue, en passant par

les systèmes de vision nocturne, et jusqu’à la réalité augmentée, la recherche de moyens techniques

susceptibles d’améliorer nos perceptions externes et nos performances cognitives a toujours été la

préoccupation majeure des militaires. En atteste la profusion de capteurs, écrans, systèmes d’aide à la

décision … dans les systèmes d’armes modernes.

Au sein d’un continuum entre réalité et virtualité, la mise en correspondance entre des informations

véhiculées sous forme de stimuli artificiels (images et capteurs) et la construction d’une représentation

mentale fiable est essentielle.

Au-delà de la sphère de la cognition renforcée ou assistée, commence aussi à se poser de façon plus

précise celle du mental : sommes-nous loin, ou au contraire proches, d’atteindre la limite des capacités

d’adaptation et de plasticité du cerveau humain comme pourraient le faire craindre des cas d’illusions

perceptives (perte de référentiel, inversion, main fantôme, effet Coriolis) : dans des situations de stress

ou pire, face à des situations imprévues ou de détresse ? L’excès d’information ne peut-il devenir

franchement préjudiciable ?

Par ailleurs, les connaissances issues des Neurosciences commencent à être utilisées en association avec

d’autres technologies : NBIC (Nanotechnologies, Biotechnologies, technologies de l’Information et de la

Cognition) ou GRAIN (Génétique, Robotique, Intelligence Artificielle, Nanotechnologies…). La robotique et

l’intelligence artificielle profiteront assurément de ces avancées.

IL EST NATUREL QUE LE CGARM S’INTERESSE, A CES POTENTIALITES, REELLES OU SUPPOSEES (MANDAT EN ANNEXE I). LE

CONSEIL A DONC CHARGE LE MEDECIN GENERAL INSPECTEUR PATRICE BINDER DE PRESIDER UN GROUPE DE REFLEXION

(MEMBRES DU GROUPE EN ANNEXE II) SUR CE THEME.

Le groupe, composé pour moitié de médecins et d’ingénieurs, s’est appuyé dans son rapport sur un bref

rappel de ce que sont les Neurosciences aujourd’hui.

Intervient alors le deuxième axe de la réflexion de ce rapport. A l’instar de l’ergonomie, les Neurosciences

doivent-elles être (mieux) prises en compte dans la conception des systèmes d’armes et, si oui,

comment ?

Conscient de l’ampleur du domaine et de son côté rapidement évolutif, la recommandation d’usage,

toutefois primordiale, est d’encourager une réflexion entre médecins et ingénieurs, et d’inciter, sur ce

thème, à plus de rapprochements de ces deux communautés.

Sans pouvoir en dessiner les contours, le groupe de travail a acquis la conviction que la Défense ne peut

être en position optimale, de tirer bénéfice des avancées des Neurosciences, qu’à la condition de

renforcer et d’entretenir une compétence propre dans ce domaine.

Dans le domaine des sciences du cerveau il convient cependant, plus qu’ailleurs encore, d’être très

attentif aux dérives auxquelles pourraient conduire certains axes de recherche. On commence à trouver

sur Internet de nombreux sujets de mises en garde à ce propos. Il va de soi que tous ces

développements/considérations soulèvent des problèmes/défis éthiques et juridiques qui sont en cours

de prise en compte et font l’objet de réflexions approfondies. Les considérations éthiques ont guidé et

fortement pesé sur toutes les phases de ce travail. De ce fait, un volet spécifique du rapport est consacré

aux questions éthiques, sans cependant qu’il résulte d’une uniformité de vues, raison supplémentaire

pour engager le débat.

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Enfin, deux remarques s’imposent :

1. Le groupe de travail n’est en aucun cas mandaté pour approfondir les applications purement médicales des Neurosciences ; il s'est néanmoins intéressé à un aspect d'actualité, celui des syndromes de choc post-traumatiques (PTSD). Ses recommandations visent donc essentiellement des questions d'environnement humain en condition opérationnelle et d'éthique.

2. Chacun des membres d’un tel groupe s’exprime à titre personnel ; ce rapport ne saurait donc formellement engager leur institution d’appartenance.


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LE CERVEAU

Représentation schématique de la localisation des aires cérébrales du néocortex chez l'homme source : http://www.istenqs.org/cerveau_triunique.htm

Le cortex moteur / parties colorées, montrées ici dans un cerveau humain

source : www.lecerveau.mcgill.ca.

L'image ci-dessus a été obtenue chez un sujet gardant en mémoire l'image d'un visage, grâce à la technique de résonnance magnétique fonctionnelle. Elle visualise l'augmentation du débit sanguin cérébral associée à une variation d'activité des aires sollicitées. La zone colorée en jaune dans le cortex préfrontal est très active pendant la mémorisation. Source: NIMH Laboratory of Brain and Cognition. Published in Nature, Vol 386, April 10, 1997,p. 610. http://lecerveau.mcgill.ca/flash/i/i_07/i_07_cr/i_07_cr_tra/i_07_cr_tra.html

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Introduction

A quel(s) besoin(s) militaire(s), et plus globalement de sécurité, peuvent

répondre les Neurosciences ?

Le Conseil d’orientation de la recherche du Service de santé des armées (SSA) qui s’est tenu le

7 décembre 2011 a été l’occasion pour les États-majors et la DGA de renouveler l’expression de leurs

besoins en recherche et expertise auprès du SSA. A côté des problématiques NRBC, les questions en lien

direct avec les sciences cognitives et les neuroscience tenaient une grande place.

D’une manière générale la charge cognitive des combattants, qu’ils soient hommes du rang ou officiers en

unités ou États-majors, qu’ils soient fantassins, personnels navigants, marins ou responsables de la

logistique opérationnelle, est aujourd’hui reconnue comme étant un facteur déterminant à prendre en

compte dans la capacité opérationnelle des forces armées. C’est par exemple l’évolution et l’extension à

toutes les armées d’un outil de gestion des rythmes veille-sommeil (Cycl’Ops). La fatigue, les

« stresseurs » de toutes natures altèrent la vigilance, l’attention, la mémoire de travail et l’aptitude à

intégrer des informations ou à décider. Ceci est certes largement connu et admis, mais il est toujours très

difficile de quantifier et de hiérarchiser les risques en l’absence d’indicateurs objectifs. De plus, le facteur

individuel est important et pondère ce qui pourrait être une norme.

De nouvelles formes de combats, de nouveaux systèmes d’armes, de nouveaux équipements ou

l’évolution des modes de travail dans les environnements militaires amènent le combattant aux limites de

ses possibilités physiologiques et cognitives alors même que tout est pensé et conçu pour améliorer sa

protection ou éviter les erreurs. La réduction des effectifs et la généralisation des postes multitâches

exigent des performances cognitives et sensorielles de très bon niveau. L’apprentissage et l’entrainement

font appel à des techniques pédagogiques de plus en plus élaborées reposant sur la simulation ou faisant

appel à la réalité virtuelle. La robotisation de certaines tâches, l’utilisation de drones pour délivrer des

armements expose moins les servants de ces systèmes au feu de l’adversaire et renforce donc la sécurité

des combattants. En contrepartie, ces personnels sont plus vulnérables à des facteurs de déstabilisation

psychologique encore mal évalués. En effet, dans les situations de combats auxquels ils participent, ils

peuvent être très éloignés du terrain, voir vivre une vie de famille « ordinaire ». N’étant pas eux-mêmes

en danger, ils assistent en temps réel au résultat de leur action sur l’adversaire… y compris aux possibles

dégâts collatéraux. La question du profil et de la gestion psychologique de ces servants est une nouvelle

question qui revient maintenant régulièrement au-devant de la scène.

La place de l’homme a toujours été considérée comme une question centrale dans la conception des

systèmes militaires et dans leur emploi, mais bien souvent, les ingénieurs considèrent que l’homme

s’adaptera toujours à des systèmes de plus en plus agiles, performants et restituant un volume

d’information en croissance exponentielle. L’ergonomie tente de répondre de manière optimale au

nécessaire compromis entre les capacités humaines et les besoins de performance des organisations et

des systèmes militaires. Les études sur le devis de poids transportable par un fantassin remplissent des

bibliothèques depuis des dizaines d’années…voire plus. Il est connu que la capacité d’emport est de

l’ordre du 1/3 du poids corporel soit autour de 30kg. Pourtant force est de constater qu’il est de plus en

plus difficile d’alléger les « hoplites numériques » que sont devenus les fantassins du XXIIème siècle. Cette

expression est empruntée au titre d’un récent rapport IFRI (Institut Français de Relations Internationales)

signé par le Ltd-Colonel Pierre Chareyron.


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Ce rapport IFRI présente un intérêt à plus d’un titre, tout d’abord parce qu’il montre que la recherche

d’une protection toujours plus efficace du combattant à pied se heurte à l’accroissement de la charge de

son équipement par des protections passives, capables de s’opposer à des tirs adverses, mais aussi par les

moyens lui permettant de rester en permanence connecté avec son groupe, de visualiser son objectif à

l’aide de différents capteurs, voire de connaître son état physiologique ou tout au moins de transmettre

des informations sur cet état :

« Le retour de l’armure chez le fantassin et l’accroissement de la technologie entrainent une augmentation

nette (du poids) depuis la fin du XXème siècle. En outre, les dernières avancées technologiques font

émerger la notion de « POIDS COGNITIF » qu’il faut désormais prendre en compte ».

L’auteur fait à plusieurs reprises le constat, sans pour autant traiter la question au fond, que la charge

cognitive devient pour le fantassin, comme cela est le cas depuis longtemps pour le personnel navigant,

un facteur limitant clé de la capacité opérationnelle.

La supériorité informationnelle est considérée déterminante, comme l’était, à une époque récente, la

supériorité technologique :

« L’avènement d’une nouvelle génération d’équipements, permettant de tirer profit des technologies de

l’information au niveau du combattant individuel, impose désormais d’aborder la question de l’évolution

du combat d’infanterie sous l’angle de la supériorité informationnelle ».

Toutefois, la gestion du flux d’informations sensorielles (visuelles, auditives, proprioceptives) et de

données (chiffrées ou textuelles) à intégrer en temps réel aboutit souvent à une surcharge

informationnelle empêchant l’individu de se concentrer sur sa tâche et d’effectuer les corrélations

desdites données. Les actes reflexes peuvent en être altérés.

A ces facteurs entièrement tournés vers sa mission opérationnelle, il faut ajouter des facteurs

environnementaux et sociétaux : le militaire en opération n’est plus un individu coupé du monde ; c’est

un homme ou une femme qui peuvent en temps réel être en contact phonique et visuel avec leur famille,

leurs amis quel que soit le continent où ils se trouvent.

La dimension psychologique, le « mental », qui a toujours été considéré comme un facteur de succès dans

l’emploi des forces armées, se complexifie, et sa préparation, son accompagnement deviennent essentiels

pour maintenir la « force morale » à un niveau optimal. Depuis que la guerre existe l’homme a recherché

les moyens de stimuler l’ardeur du combattant et d’accroitre sa « volonté de vaincre » de différentes

manières :

- l’ardeur religieuse - les croisades, la guerre sainte, et l’espoir d’un paradis dans l’au-delà souvent peuplé de délices propres à éveiller tous les fantasmes (Houris) ;

- les substances addictives - alcool, drogue (Haschisch) ;

- puis, à partir de la seconde guerre mondiale, avec l’avènement des amphétamines, suivi du LSD qui a été expérimenté dans les années cinquante dans le cadre de programmes portant sur les effets de drogues « psychostimulantes ou psychodysleptiques ». Ces études ont été menées aux USA dans le cadre du programme MKULTRA. Ces expérimentations de « psychopharmacologie » sont aujourd’hui très critiquables aussi bien sur leurs objectifs, que sur la manière dont elles ont été conduites. Elles furent néanmoins parmi les premières approches scientifiques expérimentales sur le système nerveux à impliquer directement des militaires afin essentiellement d’améliorer les procédés des services de renseignement.

Depuis, le champ d’intérêt des Neurosciences pour les besoins militaires s’est considérablement

élargi.

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Le premier volet est bien évidemment celui des neurosciences biomédicales destinées à la prise en

charge des blessés et victimes militaires : traumatismes crâniens et lésions de l’encéphale nécessitant

des actes de neurochirurgie, mises en condition pour les évacuations sanitaires, souffrances cérébrales

consécutives à des intoxications (armes chimiques organophosphorées), traumatismes psychologiques et

syndromes post-traumatiques.

Le second volet est lié aux technologies et moyens permettant d’assurer la performance des militaires et

touchant leur rapport avec les systèmes (interfaces) qu’ils mettent en œuvre afin qu’ils soient opérants.

Les technologies ayant trait aux systèmes de recueil d’analyse et de transmission d’information, aux aides

sensorielles et à leurs éventuels conflits, à la perception cognitive et sa traduction en décisions et leur

possible dégradation sont centrales dans ce second volet. Il couvre les questions de « charge sensorielle

et cognitive » et les moyens de les résoudre, soit à travers des systèmes, soit grâce à des substances

pharmacologiquement actives. Comme le volet suivant, il est au centre du travail réalisé au cours de cette

étude.

Le troisième volet porte également sur les aspects cognitifs des Neurosciences et plus particulièrement

sur l’apport potentiel des Neurosciences dans l’amélioration des stratégies de sélection, d’apprentissage

et d’entrainement des militaires en fonction des postes qu’ils sont amenés à occuper au cours de leur

carrière. Il ne s’agit pas pour les militaires d’expliquer le fonctionnement du cerveau en allant au cœur de

l’organisation et de la chimie des neurones, mais d’exploiter des résultats scientifiques pour mieux

qualifier et quantifier leurs besoins et organiser de manière optimale la préparation des opérations et leur

gestion.

Les enjeux, n’en doutons pas, sont importants et les dérives possibles évidentes. Le volet éthique est

donc central et est traité en bonne place dans ce rapport avec les recommandations qui en sont issues.


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I. Etat de l’art et besoin potentiel défense

I.1 Etat de l’art et situation de la recherche de défense

I.1-1 Définition et évolutions récentes des Neurosciences

Les Neurosciences2 regroupent toutes les sciences impliquées dans l'étude de l'anatomie et du

fonctionnement du système nerveux (cerveau, moelle épinière, nerfs, organes sensoriels...).

Une partie des Neurosciences se consacre à l’étude des éléments du système nerveux (cellules,

membranes, molécules), sans référence explicite au comportement de l’organe. Il n’y a aucune variable

comportementale dans la méthodologie, notamment pour des raisons technique : les observations

peuvent être réalisées in vitro, sur des fragments du système nerveux.

Le second type de Neurosciences, a un lien direct avec le comportement : ses mécanismes en sont

explicitement l’objet, et il entre dans la méthodologie comme une variable du plan expérimental. On peut

les nommer neurosciences comportementales.

L’objectif des Neurosciences est de parvenir à un point de vue unifié du fonctionnement du système

nerveux à tous ses niveaux d’organisation, chez le sujet vivant, sain.

Avec l'évolution des connaissances scientifiques, liées entre autres aux capacités offertes par la physique

et l’informatique, mais aussi la chimie, se sont développé des outils d’exploration fonctionnelle du

cerveau qui permettent d’avancer à grand pas dans la compréhension de mécanismes cérébraux tels que

la mémoire, l’apprentissage ou les effets du « stress » sur les comportements humains, domaines jusqu’à

présent reliés à la psychologie.

Les neurosciences cognitives sont un sous-ensemble des neurosciences comportementales, qui étudient

les bases neurologiques des comportements dont la description met en jeu la notion de représentation.

Elles impliquent une description précise d’une réalité interne ou externe, que l’on peut étendre à tous les

comportements liés à un but.

L’étude du système nerveux passe par des approches qui suivent traditionnellement une démarche

ascendante, très créative et descendante, davantage directive3 :

- La première a pour ambition d’élucider à travers des sous-ensembles, modèles réductionnistes élémentaires ou déjà élaborés, la manière dont s’agencent les grandes fonctions de base du système nerveux pour en comprendre l’ensemble.

2 ‘Sources pour la définition de ce terme :

- ‘Une introduction aux neurosciences cognitives’, Jean Delacour, De Boeck Univ., 1998

- ‘Vocabulaire des sciences cognitives’, Olivier Houé, Daniel Kayser, Olivier Koenig, Joëlle Proust et François Rastier,

PUF, 1998

- Voir aussi http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15937014?dopt=Abstract 3 La séparation entre ascendant et descendant se rapporte ici à une démarche scientifique d’ensemble, sachant que les

notions de ‘bottom-up’ et ‘top-down’ ont une toute autre acception dans le domaine des Neurosciences : cela fait en effet

référence aux traitements depuis les aires primaires vers les aires intégratives (‘bottom-up’) et aux effets – plus mal connus

– des aires intégratives vers les aires primaires. Il y a des théories récentes intégratives qui organisent ces deux voies de

traitement en proposant que le cerveau fonctionne comme un générateur de paris ou d’inférences, basés sur un sous-

échantillon de réalité codée en mémoire (théorie du codage prédictif).

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- La seconde s’intéresse davantage aux manifestations constatables du fonctionnement du système nerveux et tente d’en tirer des enseignements pratiques aussi bien pour comprendre les organisations, les comportements et les pratiques de l’homme en tant qu’individu, mais également dans ses rapports sociétaux et avec les outils et machines dont il dispose ou qu’il met en œuvre. Cette démarche a souvent pour but d’agir sur ces éléments.

L’une et l’autre de ces démarches, qui se recoupent, font appel de manière transversale, à des disciplines

scientifiques traditionnellement du domaine de la physiologie, de la médecine, de la chimie, de la

physique, de l’informatique ou des sciences sociales. Plus récemment, les sciences de l’ingénieur se sont

imposées dans ces démarches et leur place est régulièrement croissante.

Le panel est donc très largement ouvert et la pluridisciplinarité caractérise les Neurosciences :

- La neurophysiologie explore le fonctionnement physiologique des unités élémentaires du cerveau, les neurones, et leur rapport entre eux et avec leur environnement.

- La neuro-anatomie est ‘descriptive’ par les représentations topologiques des aires cérébrales, et aussi ‘fonctionnelle’ en étudiant la connexion de ces structures et les fonctions qu’elles assurent.

- La neurologie est une science médicale qui s'intéresse aux pathologies organiques du système nerveux, leur traduction clinique et la manière de les traiter, aux conséquences cliniques des pathologies du système nerveux et à leur traitement.

- La neuropsychologie et la psychiatrie abordent de leur côté les manifestations psychiques, comportementales et cognitives du fonctionnement normal et pathologique du cerveau. La cognition, l'intelligence et les émotions relèvent traditionnellement de cette spécialité, mais, avec l’avènement de nouvelles technologies d’exploration fonctionnelle, les frontières entre ces sciences tendent à s’estomper et les connaissances croisées à se fertiliser de plus en plus.

- Les neurosciences cognitives qui tentent d’établir les liens entre la physio-anatomie du système nerveux central et la cognition sont très largement bénéficiaires de ces nouvelles possibilités d’exploration, car elles accèdent à des protocoles et des représentations expérimentales quantifiables. Les modèles gagnent en rationalité et en précision.

- A côté de la cognition qui s’intéresse à l’individu, les neurosciences comportementales observent et explorent ledit individu dans ses rapports sociaux normaux et pathologiques quelles que soient les activités et les responsabilités qu’il exerce. L’étude des processus de prise de décision, de prise de risque, de « rapports humains » entre aussi dans le champ des Neurosciences.

- Enfin, les neurosciences computationnelles sont une autre discipline scientifique qui s’adresse au fonctionnement cérébral ; elles ne permettent pas encore de modéliser la pensée, mais les représentations et simulations qu’elles élaborent grâce aux outils informatiques gagnent en complexité et en réalisme.

Les différentes facettes de l’organisation anatomique et fonctionnelle du cerveau ne sont bien entendu

pas figées : le système nerveux évolue et se remodèle dans le temps et sous la pression de

l’environnement. C’est même une de ses particularités. La connaissance des processus liés à « l’acquis »,

dans la genèse et l’établissement des fonctions cérébrales, est encore balbutiante. Il est par exemple

maintenant bien établi que, à la naissance, le cerveau humain n’a pas achevé sa formation. Pour cet

achèvement et l’établissement de la dynamique fonctionnelle cérébrale, les mécanismes de l’épigénèse et

la capacité de plasticité des réseaux neuronaux jouent un rôle d’une importance particulière.

Le génome conditionne les bases d’organisation du cerveau. La génétique apporte des éléments de

réponse à la compréhension de sa structure. Aujourd’hui, l’épigénèse complète cette connaissance.

Il est, depuis peu, possible d’établir la séquence des épigénomes dans les cellules.


13

On dispose depuis 2002 de la séquence complète du génome humain ; désormais, de nombreux génomes

de nombreuses espèces sont maintenant connus. L’automatisation des technologies, la disponibilité

d’ordinateurs puissants pour analyser les données, les comparaisons de séquences, les développements

méthodologiques pour analyser les génomes et leur évolution offrent des possibilités d’étude

remarquables. Il est aujourd’hui possible de séquencer en quelques jours et pour moins de 1 000 € un

génome humain et d’accéder aux séquences modifiées au cours du temps chez un même individu. Dès

lors, il devient possible d’analyser à grande échelle les modifications épigénétiques dans certaines cellules

d’un individu et d’étudier le rôle de l’environnement (nutrition, stress…) sur la physiologie et le

comportement. Par exemple, les adipocytes qui sont facilement accessibles, sont de bons candidats pour

étudier les caractéristiques du métabolisme d’un individu ; or, ces cellules sont sous influence de facteurs

centraux par l’intermédiaire d’hormones telles que la leptine. La qualité de la nutrition, et le stress,

conditionnent donc très tôt les interactions réciproques cerveau – adipocytes avec des répercussions sur

les comportements alimentaires se traduisant par des modifications dans les génomes des cellules

concernées. Dans un avenir proche, il sera donc de plus en plus facile de déterminer non seulement les

vulnérabilités génétiques héritées d’un individu, mais également celles acquises, pour un ensemble de

pathologies communes ou rares.

Définition & utilisation des OMIQUES

La science des « omiques » s'est développée depuis une dizaine d'années. Elle est la conséquence de la

connaissance du génome humain dans son intégralité, des progrès technologiques qui ont permis les

analyses des séquences à très haut débit de l'ADN, de l'ARN, des protéines, des métabolites et de la

capacité à analyser ces données produites à très haut débit par le développement connexe d'une science

nouvelle appelée « biologie systémique ».

Il est nécessaire au préalable de rappeler la chaîne des événements permettant de passer de l'ADN aux

protéines et métabolites et de définir les potentialités que représentent ces connaissances dans le

domaine des Neurosciences.

RAPPEL 1 : l'ADN ou Acide DésoxyriboNucléique, porteur de notre patrimoine génétique.

1. Les informations nécessaires à la construction d’un être vivant sont écrites dans la structure d’une molécule géante appelée acide désoxyribonucléique (ADN), qui résulte de l’enchaînement linéaire de 4 petites molécules élémentaires appelées nucléotides.

2. L’agencement ordonné de ces 4 molécules élémentaires au sein de l’ADN, appelé SEQUENCE, constitue la mémoire qui stocke et transmet de génération en génération les informations génétiques. Ceci est vrai des virus, de la bactérie et de l’homme.

La figure 1 montre la structure de l'ADN

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RAPPEL 2 : de l'ADN à l'ARN, des protéines aux métabolites

1. Du gène aux protéines

La figure 2 décrit la transformation de l'ADN en ARN (Acide Ribonucléique) et en protéines.

L'ADN est transcrit en ARNm (ARN messager). L'ARNm va pénétrer au sein d'un complexe riboprotéique, le

« ribosome » qui va traduire chaque triplet de bases nucléotidiques en un acide aminé pour donner naissance

à la protéine dont la séquence nucléotidique était inscrite dans l'ADN (gène).

2. Des protéines aux métabolites

Les protéines formées vont servir à former les tissus de soutien de l'organisme mais surtout, elles vont

permettre la synthèse des autres constituants de l'organisme, les lipides, les glucides, et autres métabolites...

petites molécules qui permettent l'ensemble des transformations moléculaires et énergétiques qui se

déroulent de manière ininterrompue dans la cellule ou l'organisme vivant.

Un exemple de voies métaboliques est montré dans la figure 3


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Pourquoi la science des « OMIQUES » est-elle devenue possible ?

Aujourd'hui, il est possible d'analyser, mesurer et quantifier les différents produits de toutes les étapes

décrites ci-dessus. Les techniques de séquençage de l'ADN, de l'ARN, des protéines et des métabolites

ont permis d'accéder à un très grand nombre de résultats (obtenus sans a priori des informations à

traiter) et ont ainsi donné naissance à ce qui est appelé la science des « omiques »...

c'est ainsi que

Le terme “OMIQUE“ se réfère au développement “total“ et complet d'un domaine :

1. GENOMIQUE dans le domaine du génome

2. TRANSCRIPTOMIQUE ARNm, transcription des gènes

3. PROTEOMIQUE protéines

4. METABOLOMIQUE métabolites

5. LIPIDOMIQUE lipides

6. GLYCOMIQUE sucres

7. GENOMIQUE FONCTIONNELLE fonctions des gènes ; cela inclue les autres « omiques »

De facto, ce terme est lié à la possibilité de générer des informations à très haut débit représentant

l'ensemble des données d'un domaine, sans choix a priori des informations à traiter.

On assiste à une vraie inflation de mots en « omique »

1. Physiomique (physiologie)

2. Phénomique (phénotypes)

3. Éthomique (comportement)

Il suffit d'aller sur Wikipédia et de chercher le terme « omics ».

En quoi cette science est-elle importante dans les Neurosciences ?

La génétique prise dans le contexte plus général des sciences « omiques » devient un élément clef du

diagnostic, du pronostic, de la prévention et du choix des médicaments dans tous les domaines reliés au

vivant et, malgré une complexité plus grande, aussi dans le champ des Neurosciences.

La génomique donne les prédispositions possibles.

La protéomique donne les prédispositions réelles.

La métabolomique donne accès à l'état physiologique exact des personnes (photographie instantanée

et suivi possible).

Les progrès considérables observés récemment en Neurosciences sont la conséquence de deux types

d'approches complémentaires : l'imagerie et l'utilisation des « omiques » - essentiellement, génomique,

protéomique et métabolomique.

En effet, les Neurosciences sortent progressivement d'une approche observationnelle « passive », d'une

vision « spiritualiste » comportementale, vers une analyse rationnelle et mesurable. Il sera non

seulement possible de voir ce qui se passe au sein du système nerveux par l'imagerie fonctionnelle, mais

16

il sera aussi possible de mesurer les phénomènes observés... Bien que cette approche repose sur une

étude systématique d'un très grand nombre de paramètres chez un grand nombre de patients/témoins,

il est clair que les approches « omiques » reposant sur des analyses non a priori de paramètres multiples

permettra d'assigner à un comportement plusieurs critères biologiques : l'étude génétique permettra de

comprendre s'il existe des prédispositions à certaines maladies et / ou comportements, l'analyse

transcriptomique-protéomique permettra de savoir quels gènes sont réellement exprimés et l'analyse

métabolomique permettra de suivre en temps quasi réel, une fois les métabolites identifiés, les

variations dans le temps des comportements.

L'épigénétique

Il a été observé parallèlement et grâce au développement des sciences « omiques » que certains traits du

vivant n'étaient pas reliés à l'ADN selon les lois classiques mendéliennes. Les modifications de

l'expression des gènes, liées à des altérations de l'ADN, faisant suite, soit à des ajouts de résidus

méthylés sur les bases nucléotidiques, soit à des modifications des histones (protéines autour desquelles

l'ADN peut s'enrouler), sont regroupées sous le terme d'épigénétique. La conséquence de ces altérations

est la modification de la transcription de certains gènes.

L'épigénétique est ainsi le domaine qui étudie comment l'environnement et l'histoire individuelle

influent sur l'expression des gènes, et plus précisément l'ensemble des modifications réversibles de

l'expression génique sans altération des séquences nucléotidiques. La transmissibilité de ces

modifications d'une génération à l'autre a été observée sans que la base moléculaire de cette

transmission ne soit encore complètement appréhendée.

Les phénomènes épigénétiques prennent une importance majeure dans les études en Neurosciences

étant donné le rôle considérable des facteurs environnementaux comme le stress....

La base moléculaire de l'épigénétique est montrée dans la figure 4.


17

Les mécanismes épigénétiques peuvent être perturbés ou influencés in utero et dans l'enfance.

La pollution chimique, les médicaments et les drogues, le vieillissement et l'alimentation sont des

facteurs agissant sur l'épigénome.

Les histones sont des protéines autour desquelles l'ADN peut s'enrouler, ce qui le rend plus compact et

en régule l'expression génique.

Le cancer, l'auto-immunité, les troubles psychiatriques et le diabète peuvent résulter de dérangements

épigénétiques.

Les modifications d'histones consistent en la liaison de facteurs épigénétiques aux « queues » des

histones, qui modifie l'enroulement de l'ADN autour des histones et, par conséquent, la disponibilité de

certains gènes pour la transcription.

La biologie des systèmes

La biologie des systèmes (ou biologie systémique) est un domaine académique qui cherche à intégrer

différents niveaux d'information pour comprendre comment fonctionnent des systèmes biologiques. En

étudiant les relations et les interactions entre différentes parties du système biologique (organites,

cellules, systèmes physiologiques, réseaux de gènes et de protéines permettant la communication des

cellules), le chercheur tente de découvrir un modèle de fonctionnement de la totalité du système.

La biologie des systèmes commence avec l'étude des gènes et des protéines d'un organisme, en utilisant

la technique HTS (‘high-throughput screening’ ou criblage à haut débit) pour quantifier les changements

dans le génome, le transcriptome, le protéome et le métabolome en réponse à une perturbation donnée.

Cette science est aussi applicable aux données de l'épigénétique.

Le cerveau n’échappe pas à cette règle : des gènes déterminent la forme générale du cerveau et la

manière dont le cerveau répond à l’expérience. Toutefois, le nombre total de gènes du génome ne

permet pas d’expliquer l’extraordinaire complexité des connexions et de la fonctionnalité des réseaux

neuronaux. Chaque neurone, chaque synapse, ne saurait être codé individuellement par un gène unique.

L’étude, la compréhension du cerveau, plus que tout autre organe, fait appel à de très nombreux

concepts, méthodologies et technologies. Grace à elles, le domaine de la génétique converge maintenant

avec celui de l’imagerie/exploration fonctionnelle dans l’analyse des comportements et des pathologies

du système nerveux.

EXEMPLES D’AVANCEES OBTENUES GRACE AUX MOYENS D’IMAGERIE DANS LE CAS DES TRAVAUX ET METHODOLOGIES DU

PROFESSEUR EUSTACHE SUR LA MEMOIRE.

Le professeur Francis Eustache, psychologue et neuropsychologue de formation, est directeur de l'unité

U923 à l'université de Caen. Cette unité, créée en 2002, est spécialisé, en neuropsychologie cognitive et

neuro-anatomie fonctionnelle de la mémoire humaine. Elle emploie 75 personnes et s'appuie sur les

moyens du centre d'imagerie cérébrale CYCERON.

Au plan de l'évolution théorique, l'unité a démarré avec la compréhension des systèmes de mémoires et

les aspects instrumentaux de la mémoire. A partir de 2004, elle a regardé les aspects liés aux mémoires

autobiographiques, le modèle reconstructif, le lien mémoire et identité. Enfin, à partir de 2006, elle a

entreprit des travaux sur mémoire et émotions, sur le voyage mental vers le passé ou le futur, vers

18

l'autre avec la cognition sociale.

Du point de vue de l'évolution méthodologique, elle a débuté avec les outils offerts par la

neuropsychologie, l'IRM anatomique et la tomographie par émission de positons (TEP-FDG4). Depuis

2004, elle travaille sur IRM fonctionnelle et EEG, à partir de 2006, sur l'IRM anatomique hippocampique,

l’ITD, l'IRM fonctionnelle au repos et le TEP amyloïde.

Le concept d’architecture cognitive du professeur Eustache explique le fonctionnement des différentes

mémoires – mémoire de travail et mémoire procédurale - par rapport à des entrées que sont les

données sensorielles.

MNESIS

Eustache & Desgranges, Neuropsychol Review, 2008

Ce concept explicite le mécanisme de transformation du souvenir en connaissance ; typiquement, un

enfant qu'on amène à une gare, une première fois en garde un souvenir ; lorsque cet événement se

produit de manière répétée, cela devient une connaissance : « il sait où est la gare et il sait prendre le

train ».

L’équipe a effectué de nombreux travaux qui mettent en évidence, sous la forme de corrélations, les

liens qui unissent les modifications cognitives et les modifications du fonctionnement cérébral,

notamment grâce à la TEP. Elle s’est intéressé aux relations entre les profils d’atrophie et

d’hypométabolisme dans la MA - l’atrophie de l’hippocampe corrélée à l’atteinte du cingulum (qui relie

l’hippocampe au GCP), atrophie elle-même corrélée à l’hypométabolisme du Girus Cingulaire (GC) dans

ses parties postérieures et antérieures.

4 La TEP associée avec l'injection d'un traceur, ici le fluorodésoxyglucose (FDG), est utilisée en cancérologie.


19

La compréhension du fonctionnement de la mémoire est issue de travaux sur les malades. Ainsi, la source

d'inférence principal est l'homme, ce n'est pas les souris. Ce point est par nature incontournable en

Neurosciences ; il implique une approche éthique rigoureuse.

Le concept de réserve cognitive pour préserver ses performances, mieux vieillir et retarder les maladies

dégénératives a été mis au point grâce à l'épidémiologie. Le fait de voyager, de maintenir des relations

sociales, de s'amuser avec des amis ou la famille, est corroboré par l'épidémiologie comme permettant

de vivre plus longtemps et dans de meilleures conditions.

***

La mémoire épisodique a aussi fait l’objet d’études chez l’enfant sain et notamment dans le domaine de

la mémoire autobiographique. L’équipe a montré un effet de l’âge sur la capacité à évoquer des

souvenirs épisodiques chez des enfants de 7 à 13 ans. Cet effet de l’âge est encore plus net pour les

souvenirs les plus anciens (en rouge) ; l’effet de l’âge moins marqué sur l’évocation de souvenirs récents

serait lié au développement des processus de mémoire épisodique.

L'équipe a démontré l'intérêt d'amorçage auditif dans la formation d'une trace mnésique contextualisée

en mémoire épisodique. Ces études ont été menées avec l'aide de l'IRM fonctionnelle5. Un mot est

mieux détecté s’il a déjà été entendu, même en ambiance bruitée. C'est ce qu'on appelle l'amorçage

perceptif. Il est démontré en auditif comme en visuel.

-0.2-0.10

0.10.20.30.40.50.60.70.8

contextecorrect

Mots non amorcés

contexteincorrect

Mots amorcés

Proportionde souvenirs épisodiques

Gagnepain et al., Conscious Cog., 2008

Gagnepain et al., J Neurosci, 2008

� La facilitation perceptive lors du traitement réitéréde mots entendus implique le cortex auditif

� Ce mécanisme est sous-tendu par une diminution de l’activité cérébrale par rapport à des mots non amorcés

� Rôle de ces mécanismes d’amorçage dans la formation de souvenirs en mémoire épisodique

� Paradigme original intriquant amorçage auditif et reconnaissance: favorise la formation d’une trace mnésique contextualisée en mémoire épisodique

IRMf et amorçage auditif

Plusieurs études en IRM fonctionnelle d’activation ont été menées chez le sujet jeune. Elles ont montré

que :

- la facilitation perceptive lors du traitement réitéré de mots entendus (amorçage perceptif) implique le cortex auditif,

- et que ce mécanisme est sous-tendu par une diminution de l’activité cérébrale par rapport à des mots non amorcés.

5 Gagnepain et Al. en 2008 dans Conscious Cog. et dans J Neurosci.

20

L’équipe a ensuite cherché à savoir quel pouvait être le rôle de ces mécanismes d’amorçage sur la

formation de souvenirs en mémoire épisodique.

A l’aide d’un paradigme expérimental original intriquant une épreuve d’amorçage auditif et une épreuve

de reconnaissance, il a été montré que ce phénomène d’amorçage favorise la formation d’une trace

mnésique contextualisée en mémoire épisodique.

Hippocampe gauche

Gagnepain et al., J Cog Neurosci, in press

Contexte encodé

Contexte non encodé

Omissions

- 1- 0.8- 0.6- 0.4- 0.2

0

0.2

0.4

0.6

Mots non amorcésMots amorcés

• Mécanismes neuronaux : l’encodage de mots amorcés et encodés avec leur contexte est sous-tendu par une connectivité effective accrue entre l’hippocampe et le STS• Interactions qu’entretient l’hippocampe avec des régions néocorticales sont déterminantes lors de la formation d’un souvenir

Afin de mettre en évidence les mécanismes neuronaux sous-jacents de cet effet bénéfique, une nouvelle

étude en IRMf événementielle a montré que l’encodage des mots amorcés et encodés avec leur contexte

était sous-tendu par une connectivité effective accrue entre l’hippocampe et le Sillon Temporal

Supérieur, région impliquée dans l’amorçage. Cette étude révèle ainsi que les interactions qu’entretient

l’hippocampe avec des régions néocorticales sont déterminantes lors de la formation d’un souvenir.

L'étude a été menée sur des sujets sains auxquels on faisait apprendre des listes de mots pour mesurer

l'impact sur le « déclaratif » et auxquels on apprenait l'exécution d'un geste pour mesurer la dextérité et

le procédural. Les premiers tests ont démontrés que cette stimulation avait un effet positif sur le

déclaratif mais pas sur le procédural.

***

L'équipe a étudié aussi le rôle du sommeil dans la consolidation du souvenir6. Durant le sommeil, il y a

consolidation :

- des aspects temporels du souvenir, avec le premier sommeil profond,

- des aspects sociaux et de l'épisodicité, avec le sommeil paradoxal de deuxième partie.

Par découplage privation de sommeil et IRMf, des transferts hippocampo-néocortical des traces

mnésiques ont été identifiés comme plus important chez les sujets ayant dormi après un apprentissage

6 Géraldine Rauchs a mené ces travaux de 2004 à 2008 dans l’unité ; elle travaille aujourd’hui à l'INSERM.


21

comparativement à des sujets privés de sommeil.

Rôle du sommeil dans la consolidation des souvenirs .G. Rauchs, F. Bertran, F. Guénolé, F. Doidy, P. Clochon, C. Ha rand

Coll: Pr J Born et Dr L Marshall (Lubeck).

Couplage privations de sommeil et IRMf

Transfert hippocampo-néocortical des traces mnésiques plus important chez les sujets ayant dormi après l’apprentissage

comparés à des sujets privés de sommeil

Rauchs et al., 2008b,c

Travaux antérieurs

Privations partielles de sommeil chez le SJ

� Complexité des liens sommeil et mémoire

Consolidation des aspects temporels du souvenir

Consolidation des aspects spatiaux et épisodicité

Rauchs et al., 2004

Rauchs et al., 2006

Sommeil

Privation

Commun

L'effet des ondes lentes a été étudié par stimulation électrique transcranienne pour mesurer l'impact de

ces ondes lentes sur la consolidation amnésique, c'est la recherche du pacemaker du cerveau.

La recommandation naturelle qui découle de ces constats est de trouver un moyen d’améliorer la

mémoire pendant le sommeil.

Plasticité du cerveau

Le cerveau est un tissu composé chez l’homme de plusieurs dizaines de milliards de neurones qui forment

des réseaux complexes. La diversité cellulaire et fonctionnelle de cet organe est immense. Au contraire

d’un réseau de câbles téléphoniques, ce réseau est flexible et adaptable. Notons également que le

fonctionnement des neurones est étroitement associé à un ensemble de cellules annexes, les cellules

gliales, dont le rôle et l’importance ne sont pas encore complètement élucidés.

Le cerveau n’est pas un organe figé. Une de ses caractéristiques majeures est sa très grande plasticité,

c’est-à-dire sa capacité à s’adapter face à une modification de l’environnement (stimulus externe). Cette

propriété se retrouve à tous les niveaux d’organisation du cerveau, de la molécule aux systèmes intégrés

qui le composent. La plasticité cérébrale permet à l’individu de changer son comportement en fonction

des situations rencontrées. Récemment, il a été établi que le cerveau était capable de produire de

nouveaux neurones et de nouvelles connexions, même chez l’individu adulte, créant ainsi un niveau de

complexité supplémentaire participant de la plasticité neuronale. De façon remarquable, la plasticité

neuronale/cérébrale fait donc partie intégrante du développement et de la mise en place du système

nerveux. Toutefois, la compréhension intime des phénomènes qui y président, même si elle avance

notablement, reste encore très largement insuffisante.

22

Ainsi, il est admis qu’une fois un ensemble de neurones et de connexions établis, c’est le fonctionnement

des systèmes qui sélectionne et stabilise les réseaux de neurones7,8.

Les neurones et les réseaux de neurones produisent la pensée et des signaux qui contrôlent l’ensemble de

nos fonctions, conscientes ou inconscientes. Ces signaux se manifestent à la surface du cerveau sous

forme d’ondes complexes qui diffèrent en intensité, amplitude, et en fréquence, mais également dans le

temps et l’espace. La puissance actuelle des méthodes d’exploration et des systèmes d’analyse du signal

permet de les recueillir et de les traiter, même si leur intensité, très faible, n’aboutit pas nécessairement

au déclenchement par exemple d’un mouvement. Les connaissances acquises sur ces signaux et leur

signification sont suffisamment avancées pour qu’il soit possible d’en générer artificiellement, et en les

adressant de manière ciblée aux régions adéquates du cerveau, de reproduire les fonctions

correspondantes. Ces interfaces, très étudiées pour l’appareillage des patients souffrant de déficits

sensoriels ou moteurs, intéressent bien entendu les automaticiens et le secteur de la défense : la

détection et la manipulation des ondes électriques/électromagnétiques cérébrales sont à la base des

études sur les systèmes homme-machine de nouvelle génération susceptibles de bénéficier d’interactions

cerveau-machine.

Les développements technologiques de captures des signaux, d’algorithmes permettant leur analyse, de

fabrication d’implants miniatures progressent rapidement et permettent d’envisager de « lire » les

pensées d’un individu, mais surtout de permettre à un individu de commander par la pensée le

fonctionnement de machines très variées.

La commande d’appareils électroniques, d’ordinateurs, de moyens de communication ou d’appareils

« domotiques » intéresse bien sûr ces développements, car le marché potentiel est significatif. Ces

stratégies ont été utilisées avec succès sur des personnes paralysées. En 2007, un américain tétraplégique

a réussi à contrôler un ordinateur. En 2008, une étude a permis de déterminer directement les images

7 Ces propriétés ont été tout d’abord établies sur le système visuel dont l’étude est plus aisée. Des neurones, des

connexions non utilisés dégénèrent. En fait, le développement du cerveau est comparable à la création d’une sculpture. On

part d’un bloc de matière brute, mais la forme définitive, les détails, sont façonnés ultérieurement en fonction de

l’environnement. La plasticité développementale intervient lors de périodes critiques, c’est-à-dire lors de fenêtres de temps

génétiquement déterminées. Ainsi, le câblage des neurones du cortex visuel d’un chaton, chez lequel on a suturé un œil

pendant une période critique au début de sa vie, est irréversiblement altéré. Ce phénomène relève de l’épigénèse.

Certains événements de l’environnement peuvent modifier, au cours de la grossesse, l’homéostasie des systèmes

cellulaires et neuronaux et avoir des conséquences pathologiques apparaissant chez l’enfant et l’adulte. Depuis une dizaine

d'années, des études menées chez l'homme montrent que l'environnement intra-utérin et en particulier l'alimentation

maternelle, joue un rôle important dans l'apparition, à l'âge adulte, de maladies complexes telles que l'obésité, le diabète,

l'hypertension ou les troubles psychiatriques. A l'origine de telles observations, on retrouve des mécanismes moléculaires

de « programmation » que les scientifiques tentent de décrypter. Des travaux de plus en plus nombreux ont mis en

évidence des modifications dites « épigénétiques » du génome, c’est-à-dire des altérations stables de l'expression des

gènes qui n'entraînent aucun changement au niveau de la séquence nucléotidique de l'ADN. Ces altérations chimiques

concernent la méthylation de l'ADN et/ou la modification des histones (méthylation, acétylation, déacétylation). Ces

modifications qui modifient l’expression des gènes peuvent être indélébiles et perdurer pendant toute la vie de l’individu.

Elles peuvent même être transmises d’une génération à l’autre.

8 Les études sur des lignées de souris transgéniques servent à établir comment les assemblées de neurones se développent

et s’organisent en fonction de l’environnement et de l’expression des gènes ou de pathologies comme la maladie

d’Alzheimer. Cette étape est indispensable avant l’utilisation de ces modèles pour leur objectif ultime, c’est-à-dire la

compréhension des processus cognitifs humains, leurs pathologies et leurs thérapeutiques. Un des objectifs est de mieux

appréhender les rôles respectifs des gènes et de l’environnement dans le développement anatomique et fonctionnel,

normal et pathologique, du cerveau.


23

visualisées par des sujets volontaires, en examinant leur cerveau à l’aide de techniques non invasives

mettant en œuvre des appareils d’imagerie à résonance magnétique fonctionnelle (IRMf). Une

conséquence dont il est encore difficile de mesurer l’impact, c’est le bénéfice que pourra tirer l’homme de

ces interfaces et des processus liés à leur utilisation pour améliorer ou augmenter de manière ponctuelle

ou durable ses capacités cognitives. A l’inverse, les vulnérabilités nouvelles, les pathologies et les

déviances possibles liées à la dépendance de ces technologies sont encore largement ignorées et difficiles

à appréhender de manière rationnelle et objective.

Comme illustré précédemment, les technologies d’exploration cérébrale non intrusives revêtent une

grande importance pour les applications, en particulier défense. Succinctement, quelle est l’état

d’avancement de ces moyens de mesure ?

EXPLORATION DE L’ACTIVITE CEREBRALE : LES TECHNIQUES ACTUELLEMENT DISPONIBLES

Les approches historiques ascendantes (bottom-up) ont d’abord consisté en l’étude des briques de base

du système nerveux pour essayer de reconstituer le fonctionnement de l'ensemble. A l’inverse, les

approches descendantes (top-down) en étudiant les manifestations externes de l’activité du système

nerveux, visent à comprendre l’organisation et le fonctionnement du cerveau.

Le cerveau peut être considéré comme un générateur qui émet de multiples signaux électriques. Son

exploration fonctionnelle a reposé longtemps sur l’électro-encéphalographie (EEG), méthode

d’exploration cérébrale qui mesure l’activité électrique du cerveau au cours du temps et de la

magnétoencéphalographie (MEG), technique de mesure des champs magnétiques induits par l'activité

électrique des neurones du cerveau.

Ces deux techniques sont non invasives et permettent des mesures en temps réel. L’EEG a grandement

progressé ces dernières années en termes de sensibilité et de précision.

Les développements technologiques/informatiques ont aussi considérablement amélioré la MEG qui

permet d’enregistrer des champs magnétiques infinitésimaux produits naturellement par le cerveau et

d’analyser avec une grande précision les fonctions telles que le goût, le toucher, la parole, la vue, l'ouïe et

les capacités motrices. Elle est utilisée de façon régulière dans l'évaluation des déficits fonctionnels

pathologiques, les investigations neuropharmacologiques, l'évaluation des traumatismes et l'évaluation

des foyers épileptiques, ainsi que dans un nombre croissant d'investigations liées à la recherche en

sciences cognitives et en psychiatrie.

Les développements récents les plus spectaculaires concernent l’imagerie par résonance magnétique

nucléaire (IRM). Cette méthode d’investigation in vivo, est fondée sur les propriétés magnétiques des

noyaux des atomes. En faisant varier le champ magnétique dans l’espace, il est possible de mesurer les

très faibles aimantations des atomes des tissus comme l’hydrogène de l’eau, et ainsi de visualiser

l’anatomie d’organes profonds (IRM anatomique) et des tissus riches en eau tels le cerveau, la moelle

épinière, les muscles. Aujourd’hui, cette technique fournit des coupes virtuelles montrant les détails des

structures cérébrales avec une précision millimétrique. En outre, cette méthode permet de suivre le

fonctionnement ou le métabolisme d’un tissu donné (IRM fonctionnelle). La circulation du sang qui

contient l’hémoglobine porteuse d’un atome de fer, dans les régions cérébrales activées modifie de

façon infinitésimale l’aimantation de l’eau locale. De puissants logiciels permettent de détecter ces

modifications et d’obtenir des images révélant les régions qui sont activées lors d’une activité cérébrale.

L’IRM utilise un champ magnétique élevé et homogène avec un équipement électronique et une

informatique sophistiqués. La sensibilité et donc la résolution spatio-temporelle, dépend de l’intensité du

24

champ magnétique. Des systèmes opérants à 4,7 et 7 Teslas sont couramment utilisés pour étudier aussi

bien l’homme que l’animal. En 2013, les équipes de Neurospin (CEA, Saclay) disposeront d’un aimant de

11,7 Teslas d’une puissance inégalée dans le monde, qui sera destiné aux études sur l’homme. Ainsi, la

résolution spatiale des images atteindra une centaine de micron chez l’homme et quelques microns chez

l’animal avec des résolutions temporelles de quelques centaines de millisecondes. Il deviendra possible

de suivre l’activité cérébrale quasiment en temps réel.

L’IRM permet de cartographier de plus en plus précisément les aires cérébrales qui sous-tendent les

fonctions cognitives, et de distinguer des ensembles de neurones et les processus mentaux mis en jeu

dans le langage, la mémoire, le calcul, la préparation à l’action, l’apprentissage de la lecture. En outre,

l’IRM permet de visualiser l’ordre d’activation des régions cérébrales dans le traitement d’une

information, et ainsi de déterminer le cheminement et le mode de traitement de l’information dans le

cerveau.

La fNIRs (functional near-infrared spectroscopy) qui détecte la réponse hémodynamique (les flux

sanguins) du cerveau. Cette technique n’est pas encore au point. On espère dans l’avenir la maitriser et

l’utiliser couplée avec l’EEG.

De multiples astuces et montages sont testés pour obtenir de bons signaux sans trop gêner le porteur du

système de capteurs.

0n voit à travers les exemples cités ci-dessus que ces techniques et l’exploitation des résultats qu’ils

fournissent pour approcher la construction de modèles simplifiés du fonctionnement cérébral requièrent

la coopération de multiples compétences en mathématiques, physique, physiologie. Les besoins de

stockage de données et de calculs pour manipuler, traiter, et archiver les très grands volumes de données

nécessaires, issus de milliers d’individus, sont considérables et se chiffrent en téraoctets. Il est évident

que pour améliorer et globaliser les modèles, il sera nécessaire de prendre en compte les informations

provenant des enregistrements et observations du cerveau en les croisant avec d’autres informations

collectées dans d’autres domaines : marqueurs génétiques, marqueurs biologiques, informations

comportementales. On est dans le « Big Data ».

Si le secteur de la santé est celui qui aujourd’hui bénéficie au premier chef de ces techniques

d’exploration et légitime l’essentiel des financements qui leur sont consacrés, il ne fait pas de doute que

les données recueillies et analysées sur les aspects cognitifs et comportementaux auront des

répercussions sur le secteur de l’éducation et le monde du travail. Le secteur de la défense ne peut rester

à l’écart en raison des répercussions possibles en matière de sélection, de formation et d’entrainement

des personnels.

Environnement virtuel

La recréation d’environnements virtuels, reproduisant le plus fidèlement possible les conditions

d’engagement des forces, est depuis longtemps exploitée dans les simulateurs d’entrainement

(simulateurs de vols, simulateurs opérationnels). En améliorer la fidélité et la représentativité est un

objectif majeur : la symbiotique de la virtualité et de la réalité, est un enjeu des interfaces cerveau-

machine.


25

Le terme « réalité virtuelle » est une mauvaise traduction de « Virtual Reality »9. Il eût été préférable de

réhabiliter le terme « vicariant ». La réalité virtuelle est basée sur la construction par informatique d'un

modèle 3D d'un monde. Il s'agit de connecter ce monde avec l'opérateur de manière à lui faire croire qu'il

est entré dans ce nouveau monde.

L'opérateur peut « agir » dans ce monde virtuel. Il peut ressentir ce qui s’y passe. La visualisation en relief

et la sollicitation de tous les autres sens, notamment l’ouïe et le « sens haptique » (le toucher) qui met en

jeu la proprioception, accroissent la sensation d'immersion. Les techniques de représentation d’images en

relief sont aujourd’hui assez répandues, y compris auprès du grand public. La perception auditive en

relief l’est beaucoup moins. La stéréophonie permet la discrimination des sons dans deux dimensions. Le

son « 3D » ajoute une dimension : comme dans la réalité, le son varie en fonction du déplacement, soit de

l’opérateur, soit de la source par rapport à l’opérateur. Cette reconstruction des espaces sonores, très

« individu dépendante », tient compte de multiples paramètres dont la réverbération sonore.

Le sens haptique, permet de percevoir et d’apprécier les efforts et les contacts. Les effets auxquels il

s’adresse restent difficiles à prendre en compte, car elles ils sont complexes dans leur enchainement

spatiotemporel. Il est par exemple encore difficile de modéliser toutes les composantes du contrepoids

exercé sur la colonne vertébrale lors de la saisie d'une charge lourde et de reproduire ainsi les sensations

que génère ce simple exercice. En revanche, les sensations élémentaires au niveau de commandes ou

conduisant à des actions de sécurité (réduction de vitesse d’un véhicule par exemple), sont

reproductibles.

Pour le goût et l’odorat, les informations sensorielles et les recherches sur les effecteurs de ces sens

intéressent davantage la grande consommation que la défense. Par exemple, une société française

s’intéresse à la perception d’odeurs agréables et suggestives dans les lieux publics tels que les salles de

spectacles pour accentuer l’impression d’ « ambiance ». Toutefois des dispositifs d’apprentissage pour

distinguer des odeurs différentes et mesurer, de manière approximative, des différences de sensations

olfactives pourraient intéresser les armées. Un premier projet est ainsi mené par le Laboratoire

d’Ingénierie des Systèmes Automatisés (LISA) d’Angers10 sur l’amélioration de la capacité d’un tireur à

viser une cible lorsqu’il est immergé dans un environnement olfactif. Des odeurs d’ambiance de sous-bois

et de poudre sont utilisées à cet effet.

Placé dans un environnement virtuel, l’opérateur a d’autant plus l'illusion d'être dans un environnement

réel que la re-création est riche. Pour mener ses actions, cet opérateur dispose de plusieurs outils :

- des gants de données,

- un casque dont l'orientation interagit avec celle du monde virtuel,

- une souris,

- des capteurs de saisie et de mesure des gestes de l'opérateur,

- des interfaces cérébrales directes. C’est à ce niveau que le développement des Neurosciences joue un rôle-clé. Le développement d’algorithmes complexes visant à améliorer le temps d’interprétation et de discrimination de la commande par la pensée par la détection des signaux éléctroencéphalographiques transforment petit à petit les capacités des interfaces cerveau-machines ou ‘Brain-Computer Interface’ (BCI). C’est l’objectif poursuivi par les travaux d'Anatole

9 G. Burdea, P. Coiffet ; Virtual Reality Technology. Wiley Interscience. New-York. 2003.

10 Gwenolé Lecorve, Le Sens de l’Odorat en Réalité Virtuelle, rapport de master 2006-2007

26

Lécuyer11 dans le développement du logiciel Open-VIBE utilisé par une équipe de l’Inserm (Olivier Bertrand, directeur de l’unité Inserm 821 ‘Dynamique cérébrale et cognition’)12 pour développer une interface baptisée P300 Speller qui permet d’écrire des phrases en sélectionnant par la pensée des lettres présentées sur un écran. Cette technique fonctionne pour composer des numéros de téléphone, écrire lettre par lettre, activer une prothèse, mais souffre de lenteurs la rendant partiellement impropre à piloter des systèmes rapides, comme conduire un drone ou un robot. Une des limites est représentée par la vitesse de transmission de l’interface : entre 20 et 24 bits/minutes.

De même, la commande par détection d'intentionnalité en est à ses débuts. Par exemple : la main se

rapproche du bol, le système va le saisir … mais, pour le poser où ? Si des difficultés persistent dans la

détection de l’intentionnalité, en revanche, des progrès sont faits dès à présent dans la détection des

hésitations.

La limite des environnements virtuels est aujourd’hui le harnachement nécessaire. Il gâche la sensation

d'être dans le monde virtuel ; la recherche se dirige donc vers des capteurs non invasifs, capables bien sûr

de recueillir des informations fiables, mais sans contact avec l’opérateur.

Les champs d’application que ces recherches laissent entrevoir sont importants. Comme cela a été

mentionné plus haut, la prise en charge du handicap bénéficie du soutien le plus important. Les

handicapés auxquels on fait voir les modifications successives de leur jambe à chaque étape de leur

guérison grâce à des systèmes de réalité virtuelle ont une meilleure prise de conscience de l’évolution de

leur handicap. Cela renforce l’intentionnalité et accélère de manière stupéfiante la rééducation.

Toutes les opérations de téléopération pour des interventions techniques en zones dangereuses ou

contaminées offrent également des perspectives intéressantes :

- Par exemple, l'utilisation de la téléopération au CEA pour des interventions en zones 4 sans

risques pour les opérateurs. Le plus difficile, c'est d’apprécier la fiabilité et la qualité de

l'information en retour du système réel avec lequel le robot téléopéré a interagi, surtout si

l’opérateur n'a pas une vue directe sur le système sur lequel il agit.

- C'est aussi le cas pour la téléopération dans les fonds sous-marins ou dans l'espace.

Des expérimentations sont en cours pour permettre à un ouvrier de procéder à l'assemblage sur chaînes

de voiture à partir de son domicile. Le frein principal est le coût actuel de l'installation.

Sur le plan militaire, la société i-Robot13 américaine a mis au point le robot Packbot dont il existe plusieurs

versions selon les applications envisagées, de l’aide au combat à la détection de mines. Utilisé en

Afghanistan, plusieurs milliers d’exemplaires en ont été produits. Ce robot est capable, seul, de juger de

l’hostilité des personnes en présence. Cependant, la décision de tir doit rester supervisée par un

opérateur militaire selon la convention d’Ottawa.

On peut modifier la réalité dans le monde virtuel en changeant simplement certaines lois.

Quels sont les goulots d'étranglement de la réalité virtuelle ?

11 http://emergences.inria.fr/2009emergences/newsletter-n04/L04OPENVIBE

12 http://u821.lyon.inserm.fr/_recherche/index.php

13 http://www.irobot.com/us/robots/defense.aspx, defense-update.com/products/p/pacbot.htm


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a- Le traitement informatique « temps réel » des données a longtemps constitué un facteur limitant. Ce

n’est plus le cas aujourd’hui.

b- Le risque de distorsions dans la restitution des informations visuelles, même (et surtout) si il y a

plusieurs caméras reste un sujet ouvert.

c- La sensibilité des dispositifs de retour haptique a beaucoup progressé puisqu'on est capable de

détecter des efforts de quelques microgrammes. Les gants ont vu leur coût chuter d’un facteur supérieur

à 6000 passant de 100 000$ à 15$.

Pour l’entrainement des sportifs (golf, ski..), comme pour celui des militaires, les dispositifs de réalité

virtuelle sont des atouts dont il convient de suivre attentivement les développements, pour la conduite de

drones par exemple.

Le système CAVE (‘Cave Automatic Virtual Environment’) développé depuis une vingtaine d’année par des

universités américaines est basé sur le principe de projection asservie d’images stéréo et de sons 3D sur

les murs, le plafond et le sol entourant les opérateurs. Il est ainsi possible de recréer des situations et de

les faire évoluer en fonction de scenarios et/ou des réactions desdits opérateurs14. Les simulateurs

militaires font largement appel à cette approche.

En somme, la réalité virtuelle propose un cadre reproductif, répétitif qui rend plus facile l'apprentissage, la

décision. Pour autant est-elle dénuée de risques et de dangers ?

Cette technologie présente-t-elle des risques d'addictions et/ou d’asservissement des individus (« lavage

de cerveau ») ? Peut-on oublier que l'on est dans le virtuel ? La création de dépendances psychiques, de

reprogrammation mentale, à l’aide de ces techniques est un risque qui ne peut être écarté d’autant que la

virtualité permet de recréer des environnements perceptifs qui sont éloignés de la réalité de manière

significative. Par exemple, est-il possible de renforcer des sensations de douleur, artificiellement, en

agissant sur les centres de la douleur à l’aide de nano-émetteurs activables à distance et capable

d’inverser ou de leurrer les processus de régulation centraux ?

I.1-2 Forces et faiblesses des Neurosciences en France, besoins reconnus

Les Neurosciences en France sont financièrement soutenues sur les programmes « Biologie Santé »,

essentiellement. Les principaux opérateurs de recherche (INSERM, CNRS, CEA, INRA, Institut Pasteur et

Institut Curie) sont impliqués ; des cliniciens conduisent des recherches cliniques dans les centres

d’investigation clinique (CIC) et des centres hospitaliers universitaires (CHU).

Les Neurosciences françaises disposent de structures dont le niveau est internationalement reconnu :

- l’Institut de Neurobiologie de la Méditerranée (INMED) à Marseille,

- l’Institut François Magendie à Bordeaux,

- l’Institut de Neurobiologie Alfred Fessard (INAF) à Gif sur Yvette,

- l’Institut de la Vision et l’Institut du Cerveau et de la Moelle Epinière (ICM) à Paris,

- l’Institut des sciences Cognitives à Lyon,

- du département « Neurosciences » à l’Institut Pasteur,

- du département des sciences cognitives à l’Ecole Normale Supérieure (DEC à l’ENS),

14 http://www2.cs.uic.edu/~kenyon/Conferences/GILKY/CAVE_DOD.html

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- de Fondations dynamiques, telles que FondaMental, Voir et Entendre, NeuroDis, Ecole des Neurosciences de Paris-Ile de France,

- de plateformes d’investigation équipées de moyens d’investigation lourds (IRM, IRMf, TEP, Magnétoencéphalographie…) tel que NEUROSPIN15,

- de services cliniques et de recherche spécialisés, dans les centres hospitaliers universitaires (CHU).

La recherche en Neurosciences est donc bien développée en France. « Aujourd’hui, la totalité des

chercheurs en Neurosciences doit représenter environ 3000 chercheurs et enseignants chercheurs » précise

dans un entretien en 2009 André Nieoullon, président de la société française des Neurosciences16. Ils sont

répartis dans environ 500 équipes et plus de 150 thèses sont soutenues annuellement dans ce domaine.

Cette communauté est très active même si la perspective de tout comprendre sur la physiologie du

cerveau et les mécanismes de la conscience sont encore très éloignés. Le manque de concept sur lesquels

s’appuyer rend souvent difficile l’aboutissement concret de travaux. Selon Joël Bockaert, « la mémoire sur

le plan moléculaire, entraine une intense activité au niveau des synapses : certaines protéines sont

excitées, d’autres sont inhibées, il y a un remodelage des épines de la synapse. On sait que la mémoire est

transitoire, que la mémoire à long terme migre dans le cortex. Mais où ? Et comment ? Tout est

hypothèse ».

Pas ou peu de pistes, il faut donc explorer de multiples directions. Ces difficultés n’empêchent pas la

recherche française en Neurosciences de se distinguer. Elle aboutit à des résultats novateurs : A l’Institut

de physiologie et biologie cellulaires de Poitiers, dès 2007, une équipe du CNRS a réalisé avec succès, en

2007, une greffe de fibres nerveuses de neurones embryonnaires dans le cerveau d’une souris adulte

démontrant la possibilité de régénération de voies nerveuses centrales endommagées par des

traumatismes, des accidents vasculaires ou à la suite de maladies dégénératives (Parkinson, maladie

d’Huntington….).

Dans le même objectif une autre équipe a démontré, chez le rat, que l’injection locale de protéines de la

famille des neurotrophines pouvait rétablir le contrôle de mouvements, perturbé par une lésion locale.

Ces approches très novatrices ne freinent pas pour autant l’exploration des solutions pharmacologiques

qui restent très actives pour des affections telles que la maladie d’Alzheimer.

La modélisation permet de visualiser l’action de molécules enzymatiques telles que l’acétylcholinestérase

qui joue un rôle clé dans la régulation de la transmission de l’influx nerveux. D’autres molécules

expérimentales sont susceptibles de concourir au rétablissement de capacités cognitives perdues. La

stimulation cérébrale profonde, expérimentée notamment à l’Institut des Neurosciences de Grenoble, est

une alternative pleine de promesses pour le traitement de la maladie de Parkinson ou de troubles

15 NeuroSpin est un centre de recherche, de 1000 m2 de laboratoires et bureaux ; il dépend de la Direction des Sciences du

Vivant du CEA. Ouverte depuis 2007, cette plateforme est entièrement dédiée à la recherche en neuro-imagerie. Elle est

dirigée par le Dr Denis Le Bihan, membre de l’Académie des Sciences et membre de l’Académie des Technologies. En plus

des moyens d’Imagerie par résonance magnétique (IRM) déjà cités (3Tesla, 7Tesla 11,5Tesla), le centre dispose également

d’une installation récente d’imagerie par magnétoencéphalographie (MEG) et bien entendu de dispositifs d’enregistrement

éléctroencéphalographiques. Des chambres de 8 lits médicalisées permettent d’accueillir des sujets en hospitalisation de

jour pour des examens.

La relation entre la variabilité phénotypique et génétique de l’architecture et du fonctionnement du cerveau est l’un des

grands thèmes des recherches conduites par l’Institut.

16 http://www.frc.asso.fr/Le-cerveau-et-la-recherche/la-recherche-en-france/interview-andre-nieoullon


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obsessionnels compulsifs (TOC), lorsque toutes les autres approches ont échoué. Les résultats obtenus à

titre compassionnel sont spectaculaires.

Le budget de R&D consacré par les pouvoirs publics (hors collectivités territoriales et Europe) aux sciences

du vivant est de l’ordre de 3,2 milliards d’euros. Le financement consacré aux Neurosciences pour ces

projets par l’Agence Nationale pour la Recherche (ANR) sur la période 2005-2010 (bilan ANR) reste

toutefois limité : 17 à 19 M€.

Les faiblesses de la recherche en Neurosciences en France sont communes à bien d’autres domaines et

bien relevées dans le document d’orientation stratégique de l’Institut thématique multi-organismes

« Neurosciences, sciences cognitives, neurologie, psychiatrie » paru en 2010. Elles sont d’abord

organisationnelles : manque de coordination nationale, redondances entre les organismes de recherche,

fragmentation, isolement de certaines équipes.

L’innovation et les retombées qui en découlent aussi bien sur le plan de la connaissance que sur celui des

débouchés économiques, sont souvent freinés par un manque de culture, des procédures d’incitation et

d’accueil peu attractives pour de nouvelles équipes, une attribution de moyens financiers mal adaptée, et

un système d’évaluation peu incitatif.

Les responsables de la recherche française en Neurosciences estiment qu’il faudrait renforcer

notamment :

- les bases de données et la participation à des bases de données européennes, de cohortes de patients,

- les centres de recherche interdisciplinaire,

- la gestion des ressources biologiques,

- la biologie des systèmes, la bioinformatique, la modélisation, la génétique multifactorielle qui sont manifestement sous-représentées dans les orientations actuelles.

Il est intéressant de noter que les analyses menées dans le cadre de ces orientations stratégiques civiles

se rapportent d’abord aux Neurosciences appliquées au domaine médical et de la santé. Rien n’est dit sur

les neurosciences cognitives et le domaine de l’ingénierie des systèmes.

Dans la programmation 2011-2013 de l’ANR, les Neurosciences sont largement présentes, mais

uniquement à la rubrique traitant des programmes destinés à faire face aux « problématiques majeures

de santé publique ». Le programme bilatéral franco-américain « Neuro-Compute » concerne les

neurosciences computationnelles. Il reste néanmoins identifié aux sciences de la vie et de la santé. Il est

donc difficile de trouver des programmes de Neurosciences dédiées aux sciences de l’ingénieur en dehors

de la robotique.

L’Atelier ‘Sciences et technologies cognitives’ de 2008 a été finalisé en janvier 2010. Il n’a pas abouti à la

mise en place d’un nouveau programme, mais a servi à orienter le programme CONTINT (Contenu et

interactions) pour le CYCLE 2011-2013 dans le cadre des programmes du secteur des technologies de

l’information et de la communication.

L’accompagnement spécifique des travaux de recherche et d’innovation défense (ASTRID) copiloté par

l’ANR et la DGA s’intéresse aux Neurosciences à travers le domaine « Homme et systèmes » dont les

orientations sont données dans le document de politique et d’orientation scientifique (POS)17.

17 www.ixarm.com/IMG/pdf/POS_edition_2010-vf_non_illustre.pdf

30

La DGA soutient ainsi quelques études et recherches amont à travers le financement de thèses et de

projets académiques ou en partenariats industriels.

Etudes soutenues par la DGA/DS/MRIS

De son côté, la Mission pour la recherche et l’innovation scientifique de la direction scientifique de la DGA

a soutenu au cours de cette période une dizaine de thèses et financé des projets incitatifs.

En 2010, 11 thèses entrant dans le domaine des Neurosciences étaient financées par la DGA dont 50%

cofinancées avec un partenaire institutionnel. Cela représente 7% des 161 thèses soutenues cette année-

là dans le domaine. Pour mémoire, une thèse est financée sur 3 ans à hauteur de 110 K€/thèse ce qui

représente 1,2M€ de soutien pour les Neurosciences. Si on y ajoute les thèses de sciences sociales

consacrées aux systèmes militaires, cela porte le nombre à 22. Le tableau en annexe IV présente les sujets

des 22 thèses concernées. On peut constater que si la qualité scientifique de l’équipe d’accueil et le

niveau scientifique du candidat restent primordiaux dans le choix du soutien, l’adéquation avec la

politique scientifique de la DGA est également déterminante : tous les sujets soutenus répondent à l’une

des préoccupations énoncées dans le POS.

A côté du soutien apporté aux doctorants, la DGA/DS/MRIS cofinance depuis 2005 10 projets dans le

secteur des Neurosciences. Cela représente 3,5% des 258 projets financés. C’est 3,5 M€ qui ont ainsi été

consacrés à ce domaine entre 2005 et 2010, soit 4% des crédits mis à la disposition de la MRIS sur la

même période (70M€). Depuis 2011, ce soutien se poursuit dans le cadre d’un financement fléché de

l’ANR : le programme ASTRID. A côté des projets de recherche (TRL<4), la DGA soutenait, en 2010, 2

projets en partenariat avec des industriels (Programme RAPID) sur les interfaces homme-systèmes. Ils

concernaient « l’homme comme acteur systémique ».

REMARQUES SUR LE SUIVI DE CES PROGRAMMES

Au cours de la visite à NEUROSPIN, les 3 doctorants présents sur le site ont eu l’occasion de présenter

leurs travaux au groupe de travail. Celui-ci a été surpris d’apprendre que, à part un entretien au moment

du lancement de leur projet, ces doctorants n’avaient pas eu de contact scientifique avec la DGA. Ce point

a étonné les membres du groupe qui se sont interrogés sur la manière dont ces travaux de thèse étaient

valorisés au sein de l’institution militaire, soit pour l’orientation des études de défense, soit pour les

programmes en cours ou à venir.

La DGA n’ayant plus de centre d’expertise « facteur humain » pour conduire en interne des recherches en

Neurosciences et sciences cognitives, celles-ci reposent de ce fait en interne Défense sur le seul

département Action et Cognition en Situation Opérationnelles (ACSO) de L’Institut de recherche

biomédical des armées (IRBA).

Au sein de la Défense, l’expertise en Neurosciences est limitée

- 2 ingénieurs pour la DGA, l’un au Service des architectes de systèmes de forces (SASF) et l’autre à la Mission pour la recherche et l’innovation scientifique (MRIS)

- 40 médecins, chercheurs, ingénieurs et techniciens du Service de santé des armées (SSA) spécialisés dans ce domaine à l’Institut de recherche biomédical des armées (IRBA)

De ce fait, l’IRBA est le seul, au sein du ministère, à disposer d’un éventail de compétences techniques et

scientifiques permettant de conduire des études pour les programmes militaires consacrés aux interfaces

homme-systèmes et pour les programmes biomédicaux de ce secteur. L’IRBA participe largement à ces

recherches sur les interfaces « hommes systèmes », à leur spécificité militaire, mais il s’intéresse aussi aux

retombées médicales des Neurosciences.


31

Les moyens financiers restent modestes. Sur un budget études amonts de 700 M€, la DGA en consacre

moins de 1% aux Neurosciences. A titre d’exemple, en 2010, un budget de 1,2 M€ était dédié pour le

soutien de thèses, 1,5 M€ était affecté au programme ASTRID et 3,2 M€ à des projets RAPID. Le

financement marginal des recherches à l’IRBA consacrées aux Neurosciences représente annuellement

0,746M€. Au total, le ministère de la défense consacre environ 6,6 M€ à tous les aspects des

Neurosciences.

Les réflexions sur les priorités des recherches en Neurosciences intéressent la Défense.

Avant d’examiner les efforts plus aval, quels sont les objectifs prioritaires qui ont présidé aux orientations

de la politique d’orientation scientifique (POS) pour les Neurosciences ?

1) LA SUPERIORITE SUR L’ADVERSAIRE

Pour tous les types de conflits, la supériorité sur l’adversaire réside dans deux principes fondamentaux :

garder l’initiative et agir efficacement dans la durée. Aussi on peut attendre de la technologie qu’elle

amplifie ces capacités de base.

- GARDER L’INITIATIVE

C’est agir vite et longtemps, dans un tempo des événements qui est devenu hyperrapide en raison de la

numérisation et de la brièveté des communications. L’objectif est d’accélérer un peu plus les actions dont

les effets neutraliseront l’adversaire avant que celui-ci ne produise ses propres effets.

La maîtrise du tempo opérationnel se gagne sur des actions rapides qui sont possibles grâce à des

systèmes qui accélèrent les effets, mais aussi sur l’anticipation, la capitalisation (mise en mémoire de

connaissances prêtes à être utilisées). La disponibilité dans la durée reste une difficulté majeure (fatigue,

panne, destruction)

- DEMULTIPLIER LES EFFETS

La seule manière de garder la supériorité sur son ennemi est de disposer de technologies qui s’imposent

par la force ou par la ruse.

Le principe d’efficacité des actions suppose donc que la technologie apporte une supériorité en

démultipliant les effets communs. Cette course à la performance des effets peut conduire au

développement de nouveaux systèmes spécifiques et très sophistiqués. A l’inverse, par manque de

moyens, cette course peut s’orienter sur des armes peu onéreuses dans un usage irrégulier, non

conventionnel, asymétrique (armes chimiques, IED…).

2) LES VULNERABILITES DE L’HOMME EN OPERATION

- LA VULNERABILITE PHYSIQUE

La vulnérabilité physique est d’abord liée aux contraintes physiques et mécaniques que l’activité

opérationnelle engendre pour le combattant. Elle revêt des formes variées et multiples qui vont des

fortes contraintes gravito-inertielles que subissent les pilotes d’avions, aux contraintes mécaniques du

port de charge des équipements du fantassin, en passant par les situations particulières des nageurs de

combat, des sous-mariniers ou encore les activités opérationnelles en tenue NBC. A cela, il faut ajouter les

conditions environnementales, les climats chauds, l’état de la mer, les conditions de vie précaires telles

que certains militaires les ont vécues au cours de ces dernières années (alimentation, couchage, etc.),

mais aussi les conditions de travail avec les opérations soutenues, voire continues, la rupture voire

l’inversion des rythmes de travail, les activités physiques prolongées, etc. Toutes ces contraintes de

32

l’environnement conduisent à la fatigue et inexorablement à l’épuisement sans une gestion précise des

périodes de récupération.

La vulnérabilité physique est également liée à l’efficacité des armes pour lesquelles les progrès sont

constants en matière de fiabilité et de puissance destructrice. C’est le cas par exemple des armes dites

« thermobariques ». La redoutable puissance destructrice de ces armes de nouvelle génération tient

également à leur capacité d'atteindre n'importe quel objectif, en n'importe quel endroit et à n'importe

quel moment avec précision et efficacité. Ainsi, dans une nouvelle vision de la guerre, il n'y a plus de

limites et de gradient des risques du champ de bataille, le danger est partout, à l'avant comme à l'arrière,

créant ainsi une situation d'intense incertitude, de malaise permanent et de risque physique élevé en

tous lieux.

- LA VULNERABILITE PSYCHOAFFECTIVE

Malgré l’image aseptisée qui résulte des derniers conflits, durant lesquels la guerre a pu être qualifiée de

guerre propre, de guerre chirurgicale ou de guerre Zéro mort, les dernières missions ont confronté les

militaires à la dimension de la mort très empreinte d’affectivité et d’émotion. Les expériences vécues et

racontées montrent combien de jeunes adultes ont dû affronter des situations difficilement soutenables,

où régnaient la haine et les comportements les plus barbares, en étant souvent spectateurs impuissants

du massacre d'innocents, sachant que le risque mortel les concernait tout autant. L’emploi de Kamikazes

par les adversaires renforce encore ce stress et conduit à élever des barrières psychologiques plus ou

moins conscientes vis-à-vis des populations que l’on est censé protéger.

La vulnérabilité psychologique du combattant passe avant tout par ce face à face fondamental et

primordial avec la mort que des tabous culturels occultent dans nos sociétés. Ce point est d’autant plus

exacerbé que les conflits asymétriques accroissent les temps d’exposition au danger, les temps de « repos

psychoaffectif » restant eux-mêmes sous la menace d’attaques. Cette vulnérabilité peut s’accroître si le

combattant est le témoin impuissant d’atrocités notamment lors de missions de maintien de la paix.

Au-delà de cette confrontation, le soutien immédiat aux blessés de tout type (physique et psychologique)

au cœur du combat et la capacité à aller rechercher des hommes en situation délicate (typiquement les

opérations spéciales ou CSAR) sont essentiels en termes de moral.

- LA VULNERABILITE COGNITIVE

A un autre niveau, l’explosion technologique conduit à l’émergence et à la multiplication de systèmes

d’armes complexes, conçus a priori pour favoriser et améliorer l’efficacité opérationnelle du combattant.

Toutefois, ils demandent au combattant plus d’aptitudes, plus d’efficience mentale, plus de connaissances

(donc plus de formation), plus d’expertise opérationnelle et plus de célérité. Or, si le combattant a

jusqu’ici pu assez facilement s’adapter à cette évolution des matériels, la technologie est aujourd’hui

source de contraintes qui peuvent le mettre en situation de vulnérabilité psychologique en termes de

capacités mentales. Certains de nos systèmes sont dès maintenant en limite des capacités d’adaptation

de l’Homme. Son capital d’adaptabilité est progressivement consommé par la complexité de mise en

œuvre des systèmes, autrement dit, le combattant est en surcharge cognitive.

Néanmoins, il faut noter que le recrutement se fait désormais dans des générations habituées à cette

complexité et à cette abstraction et donc plus à même de la gérer.

En corollaire, les systèmes d’armes et leurs servants doivent être flexibles, robustes, disponibles parfois

sur de longues périodes, et s’adapter aux modes dégradés.


33

Enfin, un système peut être très complexe sans que son usage le soit nécessairement. Ainsi, l’utilisation

doit rester plus simple et plus intuitive à mesure que la technologie complique les systèmes. La conduite

automobile est un bon exemple de cette simplicité d’utilisation en regard de la complexité technologique

du moteur et des organes d’assistance.

Dans ce cas, l’enjeu sera pour le combattant de maintenir simultanément et durablement un haut niveau

d’efficience mentale pour conduire des systèmes d’armes complexes, et un haut niveau de résistance

psychologique et physiologique vis-à-vis de tout ce qui peut altérer sa motivation et sa volonté à se

battre, le faire douter de l’acceptation du devoir et de la discipline, dégrader ses capacités physiques et

psychologiques, épuiser ses ressources de résistance et de combativité, et désorganiser sa stabilité

émotionnelle et affective. Les études militaires faisant appel aux Neurosciences répondent à deux grands

objectifs :

- préserver et maintenir l’efficience du combattant en environnement opérationnel,

- maintenir l’efficacité et la sécurité de l’opérateur face aux contraintes des systèmes opérationnels.

Contenu des recherches du Service de Santé des Armées au sein de l’IRBA

Au sein du ministère de la Défense, les études sont aujourd’hui menées par l’IRBA sur des financements

mis en place par la DGA qui a pour mission au sein du ministère d’assurer la maitrise d’ouvrage des

recherches de défense. Les priorités en la matière se rapportent notamment aux questions de fatigue

cognitive, de stress et aux conséquences à court, moyen et long terme des syndromes post-traumatiques

(PTSD).

Pour illustrer le propos, les études répertoriées dans l’annexe III ont été menées de 2008 à 2011 par le

Service de santé des armées dans son centre de recherches et ses instituts de médecine aérospatiale et

de médecine navale (regroupés depuis 2009 au sein de l’IRBA). Elles portent essentiellement sur :

- la vigilance et les conséquences opérationnelles de la privation de sommeil, les limites acceptables et les moyens de la gérer. ; cette question reste une préoccupation centrale des forces armées ;

- les facteurs de vulnérabilité individuels, et les conséquences psycho-affectives et comportementales des différents types de stress opérationnels ;

- les aspects psycho-cognitifs et les stratégies mentales entrant dans la gestion de tâches complexes impliquant des ressources perceptives multi-sensorielles, notamment auditives et visuelles.

Le budget consacré à ces études, financées par la défense via la DGA, représente environ 1,03 M€ sur 3

ans, hors rémunération et charges de personnel.

Déclinaison du POS (DGA) au sein du département ‘Action et Cognition en Situation Opérationnelles’ (ACSO) de l’IRBA

Les opérations en cours avec la DGA sont dans la continuité de celles présentées dans l’annexe III. Elles

répondent aux deux objectifs prioritaires précédemment évoqués et détaillés ci-dessous.

1. Préservation et maintien de l’efficience du combattant en environnements opérationnels (500 k€)

Opération 2011-11 réduire les conséquences médicales et sociétales des traumatismes psychiques

Opération 2011-12 maîtriser le développement et les effets de la fatigue

34

Opération 2011-13 réduire l’incidence des accidents induits par la préparation physique au combat

Opération 2011-14 réduire les effets sur la santé des environnements opérationnels particuliers

Les livrables attendus en 2012 portent sur :

- l’Identification de marqueurs biologiques de privation de sommeil,

- les données épidémiologiques sur la mortalité et la morbidité des personnels exposés au confinement prolongé et les conseils de prévention.

2. Maintien de l’efficacité et de la sécurité de l’opérateur face aux contraintes des systèmes opérationnels (246 k€)

Opération 2011-15 améliorer la perception de l’environnement par le combattant

Opération 2011-16 améliorer le fonctionnement des unités opérationnelles à effectif réduit

Les livrables attendus en 2012 portent sur :

- les mesures (entraînement spécifique, suppléance perceptive du son 3D) pour permettre à un maximum d’opérateurs une utilisation sûre et efficace de leurs systèmes opérationnels,

- les recommandations en matière de préparation psychologique des élèves-pilotes à la gestion d’événements imprévus, complexes et à risques.

Déclinaison du besoin SSA au sein du département « Action et Cognition en Situation Opérationnelles » (ACSO) de l’IRBA

En raison de la demande des États-majors, en particulier des responsables des forces aériennes des

armées (Air, Terre, Mer et Gendarmerie), les choix stratégiques de recherches du SSA se sont portés

depuis quelques années sur les modalités perceptives et la cognition.

1. MODALITES PERCEPTIVES

La notion de perception/vision en condition opérationnelle est primordiale. Pour un opérateur de

système complexe, 70% des informations proviennent du canal visuel. Alors que cette modalité visuelle a

été très largement étudiée, trois points sont importants à considérer :

- le système perceptif « naturel » s’est développé au regard d’une phylogénèse et d’une épigénèse correspondant à un ensemble de stimuli naturels ;

- les opérateurs sont confrontés à des conditions de perception « artificielles », liées à des contraintes des systèmes ;

- la conduite des opérations et les risques importants encourus nécessitent une représentation juste et efficace, malgré de possibles incohérences entre l’information artificielle présentée et les interprétations que le système perceptif va entrainer.

Un premier axe de travail concerne les aspects perceptifs liés aux dispositifs optiques des nouveaux

équipements de tête, afin de déterminer :

- l’existence d’un risque pour la sécurité des personnels,

- les capacités d’adaptation du système perceptif humain et leurs limites,

- le retentissement sur les fonctions visuelles.

Le thème de cet axe est donc l’interaction entre motricité oculaire et représentations spatiales. Cette

problématique est traitée en deux domaines de recherche :


35

- l’étude de la plasticité du système oculomoteur, qui met l’accent sur la physiologie du contrôle de la liaison accommodation-convergence,

- l’étude de l’adaptation des représentations spatiales et motrices, plus particulièrement des composantes de l’adaptation à une distorsion de la profondeur.

2. COGNITION

Un second axe de recherche consiste à faire le lien entre les informations physiques disponibles dans les

stimuli artificiels (images de capteurs) et la construction d’une représentation mentale. A un niveau plus

cognitif, les travaux sont réalisés pour étudier la mise en correspondance de représentations différentes.

Enfin, au niveau collaboratif, les supports du partage des représentations sont également étudiés :

- la caractérisation des images de capteurs, qui met l’accent sur le contenu en fréquences spatiales ;

- la perception des couleurs ;

- au plan spatial, la caractérisation des éléments à la base de la similarité et de la différence, qui met l’accent sur le contenu des images, mais également sur les relations entre les informations de forme et de mouvement ; ainsi, les travaux incluent les indices statiques et dynamiques, ainsi que l’évaluation du coût du changement de tâche sur des stimuli comparables ou du changement de nature de stimuli lors d’une même tâche ;

- au plan temporel, l’étude de la simultanéité perçue et des décalages temporels dans les présentations visuelles ;

- les algorithmes de fusions de capteurs.

Priorités des armées en lien avec les Neurosciences

Ces deux axes ont des retombées pratiques dans au moins trois domaines prioritaires pour lesquels les

forces armées sont à la recherche d’informations et de réponses pratiques :

- LA SIMULATION

Les études concernant la simulation s’insèrent dans un continuum entre réalité et virtualité. Elles portent

sur la perception multi-sensorielle, les enregistrements sur des plateformes de simulation et la place de la

réalité augmentée dans les futures interfaces.

- LA SECURITE DES SYSTEMES A RISQUES

Cet aspect s’applique à plusieurs domaines :

1. les modèles de la cognition humaine dans les situations à risques (Terre, Air, Mer, SSA),

2. les modèles de l’erreur humaine, de la flexibilité cognitive et de la persévération,

3. la place du stress et des émotions dans la prise de décision18,

4. l’élaboration de cours de type CRM (Cockpit Ressources Management) pour les opérateurs,

5. les audits organisationnels et de sécurité de fonctionnement,

6. l’expertise dans les enquêtes sur les accidents aériens.

18. Ce domaine de recherche est en relation avec l’analyse des accidents, tel que celui qui s’est produit sur l’avion ralliant

Paris depuis Rio. Le pilote principal est allé dormir, les deux copilotes, moins entraînés, ont été victimes d’illusions

vestibulaires, alors que les pitots avaient gelé ; sous l’effet d’un transfert négatif (application des consignes dans le sens

contraire de ce qu’il aurait fallu et de ce qui avait été appris), ils ont commandé une position à cabrer de l’avion, au lieu de

faire un piqué, sous réserve de conclusions du rapport du BEA….

36

- LES OPERATIONS FUTURES ET LA PROSPECTIVE

Plusieurs aspects des systèmes en développement vont bénéficier de cet effort :

1. le traitement des obsolescences dans les interfaces

C’est l’exemple du référentiel « couleur tête haute » (CTH) numérique du Rafale.

2. Les interfaces cerveau-machines

Des applications sont envisageables pour les interfaces auditives et visuelles, pour le contrôle des

moteurs (aéronefs, navires, véhicules terrestres), pour les interactions complexes avec les systèmes

d’armes (décision/action). La question du TRL (‘Technology Readiness Level’) des technologies à mettre en

œuvre est ici particulièrement importante pour hiérarchiser les études et développements prioritaires.

Pour ces interfaces les principaux freins identifiés sont :

o la mesure du coût cognitif qu’ils entrainent en regard du bénéfice attendu pour les opérations. Les enjeux sont ici très différents de ceux qui conduisent à l’étude de systèmes destinés à pallier des handicaps ou à restaurer des fonctions.

o la capacité à développer des interfaces adaptatives.

3. Les visuels de casque : évolution des marchés vers des systèmes légers et à bas coût

La vision reste au centre des capacités sollicitées dans les systèmes militaires. Des visuels de

casque et autres systèmes améliorant et élargissant les performances perceptives sensorielles sont des

appareillages complexes, couteux et dont la prise en compte du devis de poids est primordiale. Avec la

miniaturisation, l’utilisation potentielle d’implants sensoriels doit faire l’objet d’une évaluation très en

amont.

4. Les émotions et la cognition

o Le versant « psychologie sociale et de groupe » a pris une importance de premier plan dans les opérations et plus généralement dans l’environnement militaire. La généralisation des systèmes d’information et de communication conviviaux réduit l’isolement du militaire de son contexte familial et sociétal, y compris lors d’opérations lointaines. Le commandement tient compte de ce facteur en veillant qu’il ne compromette pas la conduite des opérations et ne mette pas en danger les militaires ou les missions qui leur sont confiées. Il a besoin pour cela de repères et d’indicateurs robustes pour éviter les erreurs de jugement et de décision. Les facteurs individuels et collectifs, y compris comportementaux, jouent sur ces paramètres. Les Neurosciences par leurs composantes psycho-cognitives ont donc un rôle à jouer à cet égard qui ne peut être négligé.

o Le versant pathologique, souvent mal compris dans ses liens de causalité et de déclenchement, y compris dans le temps, avec l’événement source est représenté par les syndromes post-traumatiques (PTSD). Leur prise en charge chez les militaires est une demande légitime toujours d’actualité qui impose de mieux connaître leurs processus de déclenchement et les désordres neuropsychiatriques qui les accompagnent.

5. l’interaction humain-robot

La généralisation de l’emploi des systèmes robotisés, notamment dans des groupes de combat mixtes, est

une nouvelle dimension dans la mise en œuvre de systèmes d’armes.

6. la mesure de l’homme et les bases de données

La mesure de l’homme et celle des variabilités interindividuelles en faisant appel à des comparaisons et

croisement de bases de données est un enjeu majeur dans les prochaines années. La constitution de ces

bases de données a déjà commencé, y compris par des opérateurs privés anticipant leur intérêt potentiel

pour orienter les politiques économiques en fonction de l’évolution ou des attentes consuméristes. Il


37

s’agit de collecter des informations individuelles aussi bien sur le génome et le profil biologique et ses

variations au cours de la vie que sur le comportement dans différentes situations afin de les croiser et

de les comparer dans le but d’en tirer des informations utiles à l’échelon d’un groupe ou adapté à

l’individu en tenant compte de la variabilité interindividuelle.

L’identification de « bio-marqueurs » de vulnérabilité, qu’ils soient physiologiques, psychiques ou

comportementaux sera peut-être à terme utilisé en matière de sélection à l’emploi ou de recrutement.

L’aspect éthique de cette approche en matière militaire doit s’envisager certes sous l’angle de la liberté

individuelle, mais aussi face à un risque spécifique, la responsabilité prise en exposant des individus

potentiellement vulnérables à un tel risque. Aujourd’hui l’identification de bio-marqueurs commence à

être acceptée dès lors que l’on s’adresse à un facteur de prédisposition à une maladie organique. Le CMG

– Centre Médical de Génotypage, s’intéresse par exemple à la traçabilité de bio-marqueurs de

vulnérabilité pour un certain nombre de pathologies.

Anticipant un besoin militaire futur en ce domaine, l’IRBA conduit des études recherchant des variants

génétiques associés à des capacités ou déficits intéressant le métier militaire. Par exemple y-a-t-il un trait

génétique identifiable chez un individu présentant un certain pourcentage de capacité visuelle dégradée ?

Il s’agit de faire le lien entre l’expression qualitative d’un déficit ou d’une maladie génétique et sa

quantification phénotypique en utilisant les résultats d’une exploration, par exemple par imagerie

cérébrale.

Cette approche est loin d’être simple tant sur le plan scientifique que culturel, car elle se heurte à la

notion même de liberté individuelle et, d’une manière générale, les psychiatres admettent difficilement

l’existence de marqueurs objectifs du génotype dans la sphère de la psyché. Ainsi par exemple la société

INTEGRAGENE s’était lancée dans le pré diagnostic de l’autisme par une voie de cette nature. Elle a dû

abandonner pour des raisons d’acceptabilité sociétale et culturelle.

En somme, l’acceptabilité de la prévention des vulnérabilités par une sélection basée sur des bio-

marqueurs statiques (identification de marqueurs génotypiques) et dynamiques (profil de variation de bio-

marqueurs au cours d’un effort physique ou psychique par exemple) est un frein au soutien des recherches

qui y conduiraient. Il en va de même pour des études en Neurosciences sur des sujets ou des approches qui

restent considérées comme marginales et scientifiquement insuffisamment étayées. La recherche de

défense considère donc qu’il n’est pas dans ses priorités d’investir dans des approches trop controversées

ou spéculatives.

- LES PISTES A EXPLORER

L’intérêt des Neurosciences dans la maitrise des techniques de formation et d’apprentissage est encore

faible. L’usage des techniques de biofeedback se développe dans plusieurs secteurs. Plusieurs

expériences en cours ont montré son intérêt et ses potentialités pour améliorer la rapidité et la qualité de

l’apprentissage. Ces techniques ne sont toutefois pas prêtes à être généralisées, car elles soulèvent un

certain scepticisme scientifique.

Exemple de travaux du Pr Eustache menés en coopération avec l’IRBA

Ces travaux sont menés avec l’unité fatigue et vigilance du professeur PIERARD/IRBA. Ils concernent

l’hypoxie (diminution d’oxygénation) et le fonctionnement cognitif.

38

Fonctionnement cognitif au cours dFonctionnement cognitif au cours d’’un un éépisode dpisode d’’hypoxie aighypoxie aigüüee

Paced Serial Attention Test (Gronwall, 1977 ; NaNaëëgelegele et et MazzaMazza, 2005, 2005)

• Série de 60 chiffres défilent à intervalle constant (4 sec.)• Additionner les deux derniers chiffres entendus

• Habiletés de calcul• Alerte tonique (vitesse de traitement)• Attention soutenue

• Mémoire de travail• Fonctions exécutives

Dynamique d’apparition des troubles cognitifsEtude de la variabilité interindividuelleAnalyse du type d’erreurs produites

2

7 9…

5 12…

6 11…

4 10…

3 7…

Les modèles pathologiques (tout particulièrement les syndromes amnésiques) ont joué et jouent un rôle

essentiel dans l’élaboration des théories de la mémoire, mais ils ont tous leurs limites. C’est une des

raisons de ce projet, parmi d’autres plus appliquées, dans le domaine de l’aéronautique.

O N

Acteur ?

Perception visuelle Tâche de décision

chronométrée

Groupes contrôle et expérimental (2 x 16 sujets)Département de Médecine

Aéronautique Opérationnelle BA 118-CEAM

RécupérationReconnaissanceParadigme R / K

Phase de testEffet d’amorçage

Encodage incident : phase d’étude de

visages connus

Caisson hypobare� 100% O2� hypoxie aiguë� 100% O2

vs.� Air (alt. 0)

Hypoxie maintenue jusqu’à apparition de l’un de ces 3 paramètres :� SaO2 <60%� Ondes delta à l’EEG� ECG anormal

Effets de l’hypoxie aiguë hypobare sur la mémoire implicite et la mémoire explicite

Le premier volet de cette étude a porté sur les effets de l’hypoxie aiguë hypobare sur la mémoire

implicite et la mémoire explicite.

L’hypoxie est induite par une exposition à haute altitude : les sujets sont placés dans un caisson hypobare

simulant une altitude de 10 000 m.


39

L’étude est réalisée dans le cadre de l’instruction aéro-médicale des pilotes de l’armée de l’air.

On voit ici le design de l’étude qui commence par un encodage incident et la phase d’étude (amorçage)

de visages célèbres, l’ensemble étant présenté comme une épreuve de perception visuelle.

Dans le caisson a lieu l’épisode hypoxique dans des conditions codifiées.

À la sortie du caisson (30 à 45 min après épisode hypoxique) a lieu :

- la phase de test avec mesure des effets d’amorçage,

- la phase de récupération explicite avec la tâche de reconnaissance.

Effets de l’hypoxie aiguë hypobare sur la mémoire implicite et la mémoire explicite

EA significatifs et d’amplitudes comparables dans les deux groupes� Mémoire implicite préservée

Nombre de reconnaissances correctes identique dans les deux groupes mais groupe expérimental : ↓ réponses R et ↑ réponses K�Mémoire explicite perturbée

EA*EA*

Mémoire implicite Mémoire explicite

L’analyse des résultats s’énonce :

- effets d’amorçage significatifs et d’amplitudes comparables dans les deux groupes ;

- en ce qui concerne la tâche de mémoire explicite, taux de reconnaissance identique entre les deux groupes (pas d’effet sur nombre de réponses correctes). Mais, il existe une différence au niveau des réponses R, moins nombreuses dans le groupe ayant subi l’hypoxie.

Ces premiers résultats indiquent que l’hypoxie induite pourrait constituer un modèle expérimental

particulièrement intéressant pour l’étude de la mémoire.

Ces résultats concernant le type de réponses (diminution des réponses R) confirment l’intérêt de

poursuivre l’étude des effets fins de l’hypoxie sur la mémoire explicite et, plus particulièrement, sous

l’angle de l’évolution de la trace mnésique au fil du temps. C’est l’objet du nouveau projet qui utilise

cette fois-ci la méthode d’hypoxie normobare (par inhalation de mélanges gazeux).

40

Hypoxie Hypoxie normobarenormobare et consolidation mnet consolidation mnéésiquesique

Financement obtenu: Contrat d'objectif 11ca708 (PHC C. Piérard), Direction Générale pour l'Armement

+

R K

+

R K

+3 moisReconnaissance 2

+

R K

+

R K

+3 joursReconnaissance 1

+

☺☺☺☺��

Tâche : apprendre les images et juger de leur

valence émotionnelle

Encodage

Situation 1 :air (normoxie)

(condition normale)

Situation 2 :100%O2 – hypoxie – 100%O2

(condition aéronautique)

Situation 3 :air – hypoxie – air

(condition hypoxique)

Conditionsexpérimentales

Mesures physiologiques :Saturation O2EEG et ECG

Hypoxie induite par inhalation d’un mélange à 6% d’O2 (simulant une altitude de 10 000 m)

Cette méthode est plus facile à mettre en œuvre. Elle permet en effet de mieux contrôler le moment de

l’hypoxie par rapport aux tests neuropsychologiques, par exemple juste après encodage, sans la lourdeur

de la montée dans le caisson. Cette méthode permet également d’intégrer plus facilement différentes

mesures physiologiques.

I.1-3 Quelques remarques sur les Neurosciences en Europe et aux USA

Avec plus de 20 000 publications annuelles, il serait vain de prétendre synthétiser ici les travaux

américains dans le domaine. Cependant, certaines observations stigmatisent notre dynamisme par

rapport à celui démontré par nos alliés.

Exemples d’efforts dans le cadre du PCRD de la commission européenne

Dans le cadre des soutiens Marie-Curie du PCRD, l’appel à propositions CIG (‘Career Integration Grant’)

permet à des chercheurs de haut niveau (post Doc + 5 à + 10) en provenance de laboratoires prestigieux

américains (ou autres) de (re)venir en Europe pour y fonder de nouveaux laboratoires. Le nombre de

propositions portant sur les Neurosciences dans son panel (Life) correspond à environ 10 % du total, soit

35 candidatures en 2012.

On note un nombre majoritaire de propositions à destination d’universités situées en Grande-Bretagne,

en Turquie et en Israël, pour le peloton de tête (en nombre de propositions initiales). Viennent ensuite les

autres pays habitués à percevoir des aides comme la Grèce, l’Espagne ou l’Italie.

Il faut malheureusement constater que la France n’est pas très présente pour émarger à ces financements.

Elle arrive bonne dernière, avec aucune proposition en 2012. On peut s’interroger sur le manque d’intérêt

manifesté par nos chercheurs pour ces opportunités offertes par l’UE. La situation est préoccupante en

raison des « effets rebonds », des ouvertures que permettent ces réseaux de financement.

Un exemple de réseau financé par l'UE, destiné à former les chercheurs aux toutes dernières avancées

des Neurosciences est le réseau FLIACT. Financé en totalité à hauteur de plus de 3 M€ d'euros dans le


41

cadre d'une bourse de réseau de formation Marie Curie, il rapproche des chercheurs en début de carrière

en vue de conduire des études sur le cerveau de la drosophile. C'est une tâche complexe, qui impose de

conduire et de coordonner des recherches sur les gènes, les voies biochimiques, les circuits de neurones

et les modèles de comportement.

Le but est de mettre en relation huit centres universitaires et trois entreprises partenaires d'Autriche, de

Belgique, de France, d'Allemagne, du Portugal, d'Espagne, de Suisse et du Royaume-Uni. Les institutions

qui composent le réseau sont toutes spécialisées dans divers domaines complémentaires des

Neurosciences, comme la génétique moléculaire et le génie biologique.

Intérêt des Etats Unis d’Amérique (USA) pour la recherche militaire dans le domaine des

Neurosciences.

Le département à la défense (DOD) américain investit de manière importante dans ce secteur. Les

applications médicales restent au premier plan mais les aspects cognitifs sont largement explorés pour les

systèmes militaires et même pour des développements au profit des services de renseignement, ce qui ne

manque pas d’inquiéter certains observateurs.

Les Neurosciences représentent un des domaines de pointe des recherches biomédicales menées par les

Forces. Elles sont présentes entre autres, dans les laboratoires et centres de recherches de l’US Army

Medical Research and Material Command (USAMRMC). Ainsi, le WRAIR (Walter Reed Army Institute of

Research) à Silver Spring, (Maryland), dispose du Center for Military Psychiatry and Neuroscience qui

s’intéresse :

- aux blessures de traumatismes du cerveau19,

- au bilan et aux évaluations des pathologies psychiatriques chez les militaires20,

19 « Severity Profile of Penetrating Ballistic-like Brain Injury on Neuro-functional Outcome, Blood-Brain Barrier

Permeability, and Brain Edema Formation »

par D.A. Shear et al. Journal of Neuro-trauma, 28 :1-12 (October 2011)

« Electro-cortical Pathology in a Rat Model of Penetrating Ballistic-like Brain Injury. » par Xi-Chun May Lu et al., Journal of

Neuro-trauma, 28 :71-83 (January 2011)

« Intracranial Pressure Following Penetrating Ballistic-like Brain Injury in Rats. » par Guo Wei et al. Journal of Neurotrauma,

27 :1635-1641 (September 2010)

« Synergism of human amnion-derived multipotent progenitor(AMP) cells and a collagen scaffold in promoting brain wound

recovery : Pre-clinical studies in an experimental model of penetrating ballistic-like brain injury. », par Zhiyong Chen et al.

Elsevier, Brain Research, 1368 (2011) 71-81, October.

« Blast-induced Traumatic Brain Injury : Using a Shock Tube to recreate a Battlefield Injury in the Laboratory » par J.B.Long

et al. (pas de références sur le papier)

« Studies on blast traumatic brain injury using in-vitro model with shock tube » par Peethambaran Arun et al. Cellular,

Molecular and developmental neuroscience, Neuroreport, 2011, Vol 22, n°8, 379-384

20« Battlemind Debriefing and Battlemind Training as Early Interventions With Soldiers Returning From Iraq :

Randomization by Platoon » par A.B. Adler et al., Journal of Consulting and Clinical Psychology, 2009, Vol.77, N°5, 928-940

« Prevalence of Mental Health Problems and Functional Impairment Among Active Component and National Guard Soldiers

3 and 12 Months Following Combat in Iraq. » par J.L. Thomas et al. Arch. Gen. Psychiatry/Vol.67, June 2010 ; 614-623.

42

- à la privation et au management du sommeil21.

Il est intéressant de constater que ces 3 thèmes sont également considérés comme prioritaires et traités

dans les hôpitaux des armées et à l’IRBA, même si les moyens humains et financiers qui y sont consacrés

restent nettement inférieurs.

Les responsables de la programmation des recherches font conduire des études sur l’interaction cerveau-

ordinateur ou cerveau-système. C’est l’US Army Research Laboratory d’Aberdeen (Maryland) qui les

réalise ; ces travaux sont illustrés par les trois publications ci-dessous :

- « Future Soldier-System Design Concepts : Brain-Computer Interaction Technologies. » par B.Lance et al.

- « Brain-Computer Interaction Technologies in the Coming Decade » par B.Lance et al.

- « The Environment for Auditory Research » par P.P.Henry et al., Acoustics Today, Vol.5, Issue 3, July 2009, 9-16.

Les deux premiers articles méritent des commentaires qui sont repris dans l’Annexe V.

A côté des études menées dans les laboratoires du DOD, les Neurosciences sont largement financées par

plusieurs programmes du Département de la défense via la DARPA.

Le concept de neuroscience opérationnelle a été développé par Amy Kruse en charge de ce domaine à la

DARPA jusqu’en 2011 ; ce sont des programmes d’aide à la mise en œuvre des Neurosciences, pour

proposer des « capacités révolutionnaires aux soldats », notamment sur :

- des équipements de tête « capables de renseigner le commandement et les services médicaux sur l’état émotionnel et mental des soldats en cours d’opération »,

- des systèmes de « détection visuels d’une menace basée sur des algorithmes cognitifs et une signature de détection neuronale »,

- des systèmes de reconnaissance visuelle des systèmes permettant l'utilisation du canal visuel pour en accroitre les capacités perceptives et discriminantes,

- la gestion du sommeil et de la privation de sommeil,

- la gestion de la nutrition et l’accompagnement pharmacologique de la performance physique et cognitive,

- la gestion psychologique de la peur et des troubles engendrés par la terreur,

- l’accroissement des performances opérationnelles par la « cognition augmentée ».

« Mild Traumatic Brain Injury in US Soldiers Returning from Iraq. », par C.W.Hoge et al. The New England Journal of

Medicine, Vol.358, N°5, 453-463, January 2008.

21 « An Improved Methodology for Individualized Performance Prediction of Sleep –Deprived Individuals with the Two-

Process Model. » par S. Rajaraman et al., SLEEP, Vol.32,N°10,2009, 1377-1391

« Banking Sleep : Realization of Benefits During Subsequent Sleep Restriction and Recovery. » par T.L.Rupp et al., SLEEP,

Vol.32,N°3,2009, 311-321

« Sustaining Executive Functions During Sleep Deprivation : A Comparison of Caffeine, Dextroamphetamine, and

Modafinil. » par W.D.S. Killgore et al., SLEEP, Vol.32, N°2, 2009, 205-216

« Decoupling of the Brain’s Default Mode Network During Deep Sleep. » par S.G. Horovitz et al., PNAS Early Edition, pages

1-6, www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.0901435106


43

Cette liste, non exhaustive montre bien les directions que favorise le bureau scientifique de la DARPA

(‘DARPA's Defense Sciences Office’ - DSO). Bien entendu, pour certains détracteurs les militaires

chercheraient à concevoir un « super soldat » et des moyens de surveillance et de contrôle permanent

des individus. L’Annexe IV présente quelques projets en cours de financements. Dans les intitulés de ces

programmes et le détail des opérations qu’ils recouvrent, les aspects médicaux et fondamentaux

occupent une large place.

Beaucoup de ces projets sont assez pragmatiques et correspondent à de vraies questions pour les

militaires. Ce qui frappe néanmoins ce sont les montant investis : plus de 500M$ (450M€) sur 3 ans. Ceci

est sans commune mesure avec le financement accordé au secteur par la DGA et le SSA réunis.

Neurosciences et sécurité nationale

C’est une approche spécifiquement américaine. Les questions de sécurité nationale et de développement

des Neurosciences sont au sein du débat de certains cénacles. Un rapport du National Research Council

de 2005 évalue certaines technologies, dont les Neurosciences, dans leurs conséquences en termes

d’opportunité et de menace pour la sécurité nationale. Il apparaît clairement que plusieurs domaines

intéressent directement la communauté du « renseignement » :

- indicateur neuropsychologique permettant de détecter et de mesurer l’état psychologique ou les intentions d’un individu,

- substances psychoactives et techniques capables d’altérer l’état physique ou cognitif d’un individu, imagerie cérébrale « temps réel »,

- systèmes informatiques complexes et de haute performance capables de « mimer » certaines fonctions cérébrales, notamment la capacité du cerveau pour ordonner des données disparates et non reliées22.

A titre d’exemple, l’Armée de terre a financé à hauteur de 4 millions de dollars un projet à l’Université de

Californie pour étudier les « fondamentaux de la télépathie ».

Cet intérêt pour les substances psychoactives et la maitrise psychologique des individus n’est pas

nouvelle. L’histoire du projet MKUltra figurant en Annexe VII est très illustrative à cet égard.

__________________________________________________________________________________

22 “National Security Intelligence Organizations should Monitor Advances in Cognitive Neuroscience Research,” National

Academy of Sciences, Press Release, August 13, 2008

44

I.2 Conséquences concrètes pour les armées et la défense en liaison avec les

différents besoins opérationnels

Les apports pour la Défense des Neurosciences, tels que l’on peut les percevoir à travers les priorités

affichées par la DGA et le SSA ainsi que les priorités des programmes du département de la défense

américain (DOD), d’une part, les entretiens du groupe de travail, d’autre part privilégient 2 directions :

- L’AMELIORATION DE LA PERFORMANCE, AVEC EN POINT DE MIRE L’« HOMME AUGMENTE »

Scenario de science-fiction : le soldat est un sous-système chargé simplement de transporter une arme

dont il ne maitrise pas la mise en œuvre, il n’a pas besoin de réfléchir lui-même à l’action qu’il poursuit,

son arme est commandée en prenant les informations dans son cerveau sans qu’il en ait conscience, cette

« lobotomisation de la conscience de l’action » est complétée par une inhibition de la mémoire courte qui

lui fait oublier l’action qu’il vient de réaliser, pour lui éviter de déclencher une PTSD (Post Traumatic

Syndrome Disorder)……cette vision du soldat robot n’est pas, dans l’état de l’art, réaliste et poserait des

questions morales et éthiques majeures si l’état des connaissances permettait d’y avoir recours.

Toutefois, des possibilités de stimuler artificiellement telle ou telle fonction centrale existe. La stimulation

cérébrale profonde est appliquée à des désordres neurologiques ou psychiatriques lorsque les solutions

pharmacologiques ont été épuisées. Ces techniques sont invasives, mais il est possible d’imaginer le

développement de techniques de stimulation neuronale non invasives à l’aide de champs magnétiques ou

de lumière infrarouge etc. qui pourraient favoriser la mémorisation, l’apprentissage ou la réhabilitation de

blessés.

La combinaison des technologies de stimulation neuronale à haute résolution et des BCI à neuro-

feedback, pourrait permettre à l’individu de maitriser ses propres stimulations cérébrales en fonction de

l’état désiré, y compris d’inhiber l’activité de régions du cerveau trop actives par rapport à l’état désiré :

on voit poindre ici un risque majeur, celui de la manipulation mentale et des effets pervers qui peuvent en

découler.

La « maitrise de l’agressivité » est un enjeu qui pourrait répondre à un besoin de police ; mais, y a-t-il

réellement des besoins militaires à cet effet aujourd’hui ? A côté des questions éthiques de ces pratiques,

il faut s’interroger sur la licité de telles approches, y compris au regard des accords internationaux. La

question ne peut être écartée, car la défense y sera un jour ou l’autre confrontée.

-LE SOUTIEN MEDICO-CHIRURGICAL ET LA PRISE EN CHARGE DES VICTIMES

La liste est malheureusement très longue des infirmités pesant sur nos soldats à la suite d’un combat ; les

Neurosciences apportent des éléments de solutions sur des cas, tels que :

- les blessés et traumatisés crânien,

- les blessés présentant des déficits sensoriel et ou moteurs,

- les blessés psychiques et les syndromes qui en découlent, notamment les PTSD (ESPT en français). Cette direction est incontournable. Elle pourrait faire l’objet d’un rapport dédié.

EXEMPLE DE TRAVAUX MENES EN FRANCE SUR LE PTSD

Une pathologie où le traumatisme émotionnel est au premier plan et a des répercussions sur le fonctionnement cognitif et notamment mnésique, est l’état de stress post-traumatique (ou PTSD dans la littérature anglo-saxonne). Ce syndrome se caractérise par un certain nombre de symptômes, maintenant bien connus, comme les reviviscences (flashbacks), l’évitement des stimuli en rapport avec le trauma, ou


45

encore l’émoussement affectif. Ces symptômes peuvent avoir des effets paradoxaux sur la mémoire, favorisant dans certains cas, la mémorisation de stimuli en rapport avec le traumatisme, et dans d’autres cas, perturbant le bon fonctionnement de celle-ci. Ces troubles de mémoire s’accompagnent également d’une perturbation de l’identité. Celle-ci est plus ou moins sévère ou durable et peut se chroniciser dans les formes les plus sévères.

La mLa méémoire dans lmoire dans l’’Etat de Stress PostEtat de Stress Post--Traumatique (ESPT): Etude multicentrique Traumatique (ESPT): Etude multicentrique en neuroimagerie (Stress Et Men neuroimagerie (Stress Et Méémoire Emotionnelle, SEME) moire Emotionnelle, SEME)

Jacques Dayan, Bérengère Guillery-Girard , Armelle Viard

E. Munch, Le Cri, 1893, Olso

Critères du DSM-IV :A. Le sujet a été exposé à un événement traumatique (menace de mort conduisant à

un sentiment de terreur)B. L’événement traumatique est constamment revécu (flash-back, illusions, souvenirs

intrusifs, rêves traumatiques)Hypermnésie pour des stimuli liés au traumatisme et troubles mnésiques pour les stimuli neutres

C. Evitement persistant des stimuli associés au traumatisme et émoussement de la réactivité générale

D. Activation neurovégétative (hypervigilance, sursauts, réveils multiples) Troubles de l’attention et des fonctions exécutives avec répercussion sur le fonctionnement mnésique

modification de l’identité pour maintenir une cohérence interne

Des études réalisées chez l’adulte suggèrent des anomalies du fonctionnement de l’amygdale dont l’hyperactivité entrainerait une atrophie progressive de la région hippocampique.

Neuroimagerie de lNeuroimagerie de l’’ESPTESPT

--

++

Atrophie hippocampique

Volume / activitéréduits dans CCA et

CPFm

Altération de la connectivitéfonctionnelle

Rares études chez l’enfant et absence de consensus…

Anomalies structurales et fonctionnelles chez l’adu lte

Hyperréactivité de l’amygdale

Objectif : Identifier des marqueurs neurofonctionnels de l’ESPT chez l’adolescent en relation avec la distorsion du self

Activité hippocampique réduite lors d’une tâche de mémoire épisodique

(restitution)

(Carrion et al., 2009)

Activité CPFm réduite par rapport à des contrôles sans une tâche d’inhibition

(Carrion et al., 2008)

L’objectif de cette étude est d’étudier les effets de la distorsion de l’identité sur le fonctionnement

46

mnésique et ses bases cérébrales grâce à une approche transdisciplinaire, chez l’adolescent. Un groupe de patients adolescents souffrant d’un PTSD chronique sera examiné au moyen de différents types d’explorations : cliniques, cognitive avec une évaluation de la mémoire assez complète, biologique, et en imagerie cérébrale.

Dans une étude préliminaire portant sur 23 patients PTSD (adolescents), l’existence de deux catégories de patients a été démontrée :

- une première sans trouble cognitif majeur,

- et une deuxième catégorie de patients caractérisés par des troubles de l’attention.

Dans un paradigme Oddball de détection de scènes neutres ou négatives, les enfants de cette deuxième catégorie sont plus lents pour détecter les scènes réelles, quelle que soit leur valence. Cet état de fait modifie leurs performances mnésiques en diminuant les capacités de reviviscence et en augmentant les fausses reconnaissances (ou faux souvenirs).

Troubles de mémoire épisodique chez l’adolescent présentant un ESPT (N=23, de 13 à 18 ans)

Deux groupes de patients différents : deux patterns de performances distincts

Pas de biais attentionnel

(PTSD « fast »)

(N=13)

Biais attentionel (PTSD « slow »)

(N=10)

Financement : MGEN

Pas de déficit Augmentation des fausses reconnaissances

PTSD (fast) > PTSD (slow) (p=.01)

PTSD (slow)> PTSD (fast) (p<.001)

Capacités de recollection (Paradigme Remember / Know)

Flexibilité attentionnelle (Paradigme oddball)

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

neutral negative

Rea

ctio

n tim

e (r

atio

)

Controls

PTSD (fast)

PTSD (slow)

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

neutral negative

Rec

olle

ctio

n

Controls

PTSD (fast)

PTSD (slow)

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

0,14

0,16

0,18

0,2

neutral negative

FA

Controls

PTSD (fast)

PTSD (slow)

PTSD (slow) > PTSD (fast) (p=.07)

Diminution des capacités de recollection

Fausses reconnaissances (Tâche de reconnaissance)

Phase dPhase dPhase dPhase d ’é’é’é’étude tude tude tude

Phase de testPhase de testPhase de testPhase de test

Le paradigme de l’étude en cours comprend notamment une séquence centrée sur l’hippocampe développée au sein du laboratoire, et un paradigme d’iRMf d’activation évaluant l’effet de référence à soi sur la mémoire épisodique. Le sujet doit indiquer l’adjectif qui le caractérise ou caractérise quelqu’un d’autre. L’effet de référence à soi se manifeste par de meilleures performances mnésiques sous-tendues par le réseau fronto-hippocampique, mis à mal dans le PTSD. L’équipe s’attend à une diminution de cet effet en lien avec une modification du fonctionnement de ce réseau.

La prise en charge d’un PTSD adresse des aspects cliniques, cognitifs, biologiques ; il se caractérise aussi en neuro-imagerie.


47

Stress Et MStress Et Méémoire Emotionnelle dans lmoire Emotionnelle dans l’’ESPTESPT: approche clinique, cognitive, biologique, de neuroimagerie structurale et fonctio nnelle

(30 ESPT, 30 Contrôles de 13 à 18 ans)

Clinique:

symptômes, sévérité du trauma et comorbidités

Cognitive:

évaluation de la mémoire épisodique, de la mémoire de travail, de l’attention et des fonctions exécutives

Biologique:

dosage du cortisol salivaire, fréquence cardiaque

Neuroimagerie structurale :

focus sur l’ hippocampe (Lajoie et al., NeuroImage, 2010)

Neuroimagerie fonctionnelle :

évaluation des effets de référence à soi sur la mémoire épisodique

Moi

menteur

oui non

Postif?

calme

oui non

Johnny Halliday

nerveux

oui non

Est-ce que l’adjectif qualifie…

Condition « Soi » Condition « Autre »Condition contrôle « Semantique »

nerveux

oui nongrossier

oui non

Etude (tâche de jugement) Test (tâche de reconnaissance)

Financing: PHRC

Aujourd’hui, l’apport des Neurosciences pour le domaine militaire se matérialise d’abord :

I.2-1 Avant la mission

Une sélection à l’emploi repensée

Le premier point sur lequel les Neurosciences, alliées à d’autres approches, peuvent à terme jouer un rôle

considérable, c’est la sélection à l’emploi. La disponibilité de vastes bases de données génétiques,

biologiques, comportementales, permettant, à l’aide de systèmes-expert, de détecter des performances

individuelles, des aptitudes ou au contraire des risques pour l’emploi. Cette sélection des plus aptes existe

déjà sous certaines formes pour les pilotes des armées qui passent une série de tests très sélectifs.

Certains ont un caractère assez subjectif et leur pertinence est d’abord liée à l’expérience.

La disponibilité de données objectives physiologiques, psychologiques et comportementales pourrait

rendre ces tests plus robustes, voir permettre l’élaboration de procédures plus adaptées. Les

Neurosciences joueront un rôle déterminant à cet égard, même si des obstacles, notamment d’ordre

éthiques, devront vraisemblablement être pris en compte, débattus et levés.

Une stratégie et des plans de formation réexaminés pour y intégrer des indicateurs et des

descripteurs de performances accessibles en continu.

C’est un vieux débat qui revient périodiquement devant la scène et n’a rien de spécifiquement militaire.

Les neurosciences de l’apprentissage, qui s’intéressent à l’ontogenèse des systèmes de connaissance (la

matière scolaire est fondamentale, mais aussi le développement social et affectif de l’enfant) et à leurs

bases cérébrales, sont appelées à avoir un impact de plus en plus important pour la conception de

nouvelles méthodes d’enseignement. Même si la formation (apprentissage et entrainement) en milieu

militaire ne s’adresse pas aux enfants mais à de jeunes adultes, elle présente des besoins et des

contraintes propres. Les situations de stress qu’elle peut occasionner ou dans le contexte desquelles elle

peut se dérouler (situations de crise) ajoutent une dimension qu’il est important d’explorer pour mieux

les gérer. Les Neurosciences jouent à cet égard un rôle déterminant.

48

L’étude de la lecture est un exemple particulièrement démonstratif de l’intérêt d’une approche Neurosciences pour en observer les processus.

Cet apprentissage fait intervenir un vaste réseau d’aires cérébrales qui sous-tendent les différentes étapes de la lecture. La région appelée « l'aire de la forme visuelle des mots », impliquée pendant les étapes précoces a révélé une étonnante reproductibilité d’un individu à l’autre quelle que soit la langue parlée, et surtout une forte corrélation entre le degré d’activation de cette région et les performances de lecture. Une faible activation de ces aires n’est pas la cause, mais la conséquence d’un mauvais apprentissage de la lecture.

De telles études devraient permettre, d’ici quelques années, d’appréhender les processus

d’apprentissage, de comprendre l’origine des difficultés scolaires de certains enfants, par exemple en

mathématiques, et de leur proposer des stratégies éducatives mieux adaptées à la structure de leur

cerveau. Dans ce contexte, se développe une nouvelle discipline la « neuro-éducation » qui vise à

améliorer les stratégies pédagogiques.

L'avenir des simulateurs et autres systèmes de formation, incluant les « serious games »

La simulation s’insère dans un continuum entre réalité et virtualité. L’intégration de modules adaptatifs et

« apprenant », doit permettre de personnaliser l'entrainement. Les études menées et à mener

concernent la perception multi-sensorielle, les enregistrements sur des plateformes de simulation et la

place de la réalité augmentée dans les futures interfaces.

Une ergonomie de conception prenant en compte la dimension neurosensorielle

Par ailleurs, les systèmes doivent de plus en plus être pensés avec des interfaces naturelles ou intuitives

de manière à ce qu’il y ait moins besoin d’apprendre (à l’instar de l’effort fait sur le F35). Les enquêtes sur

l’usage des notices d’emploi dans la grande consommation sont instructives à cet égard : une grande

majorité ne les lit jamais ou les trouve trop compliquées à lire et à interpréter.

Il existe souvent un fossé entre les perspectives annoncées de certaines recherches visant l’expression de

modèles plausibles de fonctionnement du cerveau, et les applications techniques utilisables (technologies

innovantes, méthodes), ou non techniques (gestion de groupe, gestion du stress, etc.). Toutefois,

certaines solutions innovantes émergent et doivent être regardées avec intérêt ; quelques exemples sont

présentés en ANNEXE VIII.

Il convient de passer d’une ergonomie physique (un siège adapté à sa morphologie par exemple), à une

ergonomie sensorielle (de bons retours visuels par exemple) pour aller vers une ergonomie mentale

(facilité d’interprétation d’une image ou d’une indication d’un cadran par exemple).

Il ne suffit pas d’avoir des machines qui répondent, il faut aussi des machines qui réagissent à des

situations prévues, des consignes ; c’est ce que permet la cybernétique avec des degrés de complexité

croissants. Le niveau de complexité supérieur, c’est celui d’une machine qui perçoit et collecte des

informations sur son environnement, leur fait subir un traitement raisonné et une mise en forme pour un

processus de prise de décision ou d’action : des machines qui délibèrent23.

23

Plus que le raisonnement, la délibération évalue et décide dans des situations incertaines, imprécises, imparfaitement

modélisées ou anticipées.


49

I.2-3 En cours de mission

La fusion de capteur, importance du canal visuel

La généralisation des missions de nuit ou tous temps impose de disposer d’images obtenues avec des

capteurs multiples : intensification de luminance, infrarouge, radar millimétrique, radar multi-spectral. Il

faut fusionner ces images et les rapporter, sans erreur à la réalité. L’observateur, l’opérateur, le décideur

en opération n’ont qu’un temps limité pour comparer les contenus des images et effectuer cette fusion.

Les sources d’erreurs d’interprétation sont nombreuses. Elles doivent être gérées et minimisées.

La gestion des Erreurs

La gestion des erreurs est une question fondamentale notamment face à une situation « non apprise ».

Puisqu'il est dans la nature de l’homme de se tromper, tout système doit prévoir que l'opérateur fera des

erreurs. Les moyens d’y faire face passent par trois attitudes :

- protéger l'opérateur contre d'éventuelles erreurs,

- l'avertir lorsqu'il a commis une erreur détectable,

- corriger l’erreur lorsqu’elle se présente ou aider l’opérateur à le faire.

La protection contre les erreurs

La protection contre les erreurs doit passer par une détection de la part du système. On peut prévenir des erreurs minimes ou plus importantes. Dans tous les cas, le système doit avoir été conçu pour empêcher l'utilisateur de faire des erreurs considérées comme irréversibles ou « catastrophiques ».

La qualité des messages d'erreurs

Les messages d'erreurs devraient être contextuels, informer l'utilisateur sur la raison de l'erreur, sur sa nature et sur les façons de la corriger, si elles existent.

La correction des erreurs

Un système optimisé en termes de correction des erreurs est capable de fournir à l'utilisateur des moyens de faciliter la tâche de correction. Il doit donc guider l'utilisateur concernant les étapes à suivre afin de rectifier l'erreur.

Un pré-requis à cette possibilité est l'identification précise de l'erreur. Si le système a clairement identifié l'erreur, il devrait pouvoir la mettre en valeur et proposer de modifier précisément ce qui est erroné.

La sécurité des systèmes à risques demande l’établissement :

- de modèles de la cognition humaine dans les situations à risques (Terre, Air, Mer, SSA),

- de modèles de l’erreur humaine, de la flexibilité cognitive et de la persévération,

- d’une évaluation de la place du stress et des émotions dans la prise de décision.

L’expertise dans les enquêtes suite à des accidents aériens, la manière dont est traitée et restituée

l’information pour une exploitation ultérieure est un bon exemple de développement à cet effet.

A côté des systèmes, il y a l’opérateur humain. Celui-ci demande :

- de mieux voir, mieux entendre, mieux « sentir »,

- de gérer son stress et sa fatigue (temps de repos, temps de sommeil), de détecter de possibles troubles perceptifs, de mieux récupérer,

50

- d’optimiser sa capacité mémorielle, sa compréhension de la situation et de s’appuyer sur des aides à la décision robustes.

I.2-3 Après la mission

Après une mission opérationnelle l'approche Neurosciences présente un intérêt :

- dans la prise en charge médico-chirurgicale et médico-psychologique des blessés physiques et

psychiques et de leurs proches. Le diagnostic précoce, le traitement et le suivi des syndromes

post-traumatiques de guerre est assurément l'un des enjeux majeurs des conflits actuels et futurs

qui pourrait bénéficier des progrès en neurosciences biologiques et comportementales. À côté

des questions de prise en charge médico-psychologique de ces pathologies, se pose la question

de leur imputabilité, lorsque l'apparition des troubles est tardive, et de la guérison.

- pour l'analyse objective des retours d'expérience et la prise en compte de critères objectifs dans

des données qui relèvent du " facteur humain ", pouvant donc être entachées de subjectivité

"affective ou perceptive".

__________________________________________________________________________________


51

II. Recommandations et leur mise en œuvre

II.1 Recommandations mises en perspective dans des scénarii opérationnels

II.1-1 Scénarii opérationnels

Pour illustrer le propos et en préalable aux recommandations, des scénarii correspondant aux 3 phases

d’un engagement sont proposés.

Phase 1 : Avant l’engagement

Le sergent Paul M. prît dans sa main droite la commande haptique de sa machine, un hélicoptère EC 142

de combat. Elle ne lui servait que pour le décollage et l’atterrissage. De légères vibrations trahirent

l’élévation de la machine. Déjà devant lui apparaissaient sur un écran central les informations principales

de la mission qui avaient été personnalisées grâce au contrôle rétinien, toutes les autres informations

inutiles étaient filtrées par l’ordinateur d’assistance au pilotage. Il pouvait ainsi consacrer pleinement ses

ressources cognitives à la mission. Derrière la verrière, une nuit noire laissait deviner par moment la cime

des arbres avalés sous la machine. Le pilotage avec cette précision n’était possible que grâce à la fusion

organisée des visuels dans son casque multi-sensoriel (intensification de lumière, IR, doppler laser). Il

lâcha la commande haptique pour passer en commande « cérébrale ». Seules maintenant ses intentions

étaient transmises à l’ordinateur de bord. Il avait les mains libres pour engager le système d’arme.

Soudain, un son strident venant de l’arrière se rapprochât. Diffusée dans le casque en 3D, cette alerte

sonore annonçait l’approche et la localisation d’un vecteur ennemi.

Le sergent M. perdit quelques secondes à relocaliser le danger dans son visuel. Il sentit son cœur battre

dans sa poitrine, mais, ni sa tachycardie, ni ses émotions passagères n’étaient suffisantes pour que

l’ordinateur de bord ne reprenne la main sur l’assistance au pilotage et au positionnement par rapport à

la menace. Les capteurs externes identifièrent instantanément une roquette BX32, la décision de tir était

facile pour cette fois, tous les symboles d’identification étaient au rouge. Le sergent M. largua deux

leurres avant d’accrocher la cible et de tirer.

Progressivement la lumière envahit le cockpit, la mission de simulation était terminée. Le sergent Paul M.

était bien dans sa machine, mais dans un mode d’entraînement pour des tests de performance. Il était

dans son environnement réel, même s’il n’avait pas décollé.

Toutes les phases de ce vol virtuel étaient déjà analysées pour un débriefing. Le sergent Paul M. encore

un peu stressé était satisfait de sa mission.

Phase 2 : Pendant l’engagement

L’ensemble de la section débarque par les portes arrière des VBMR dernière génération. Elle n’avait pas

progressé depuis plus de cinq minutes que les premiers tirs éclatèrent. Le chef de section, le LT Wolf W.

donnait ces premiers ordres sous un feu déjà nourri. Il était en contact avec ses hommes grâce à son

bandeau communiquant intelligent qui sélectionnait les destinataires des messages phoniques selon les

ordres donnés. Le dispositif de commande intentionnelle détectait les planifications tactiques du chef de

groupe et les retransmettaient aux autres combattants sous forme de vecteurs s’affichant sur ses lunettes

panoramiques en vision 3 D.

La section était maintenant immobilisée derrière des abris naturels. Le LT W.W. ajusta ces JVN (Jumelles

de Vision Nocturne) à la recherche des tireurs ennemis embusqués. Le système prit 10 secondes pour

géolocaliser les cibles dans la bande multifréquence dont l’infrarouge et distribuer les positions aux

52

tireurs. La situation était clairement imprimée dans les schémas cognitifs acquis à l’entraînement, les

tireurs devaient ouvrir un tir de barrage pour couvrir la progression des fantassins GV les plus mobiles.

Le lieutenant vérifia l’état émotionnel de ses GV qui tous portaient dans l’équipement leur plaque

d’identité active. Elle captait entre autres les intentions et mesurait la charge émotionnelle qui était

retransmise également au CSOC (Centre de surveillance opérationnel des combattants) à même de

détecter tout problème humain, blessure, perte de conscience, défaillance psychologique…. Il devina

devant le haut niveau de motivation que chaque GV s’était déjà auto-administré une stimulation

transcranienne dont le dispositif était incorporé dans la coiffe du casque. Le lieutenant valida chacune des

cibles toujours en attente dans son visuel de casque grâce à une acceptation par mouvements oculaires.

Il donna alors l’ordre de l’assaut. Le schéma des taches fut distribué à chacun, dans le même instant, selon

le scénario cognitif retenu. Des leurres holographiques des combattants s’élancèrent vers les positions

ennemies, alors seulement les GV quittèrent leur abri.

Malgré leur volumineux équipement intégré dont la masse frôlait les 70 kg, chaque fantassin progressait

avec une aisance insoupçonnée. Leurs prothèses à commande périmédullaire effaçaient la charge

emportée et amélioraient la course.

Après douze minutes de combat sous des tirs incessants les positions ennemies cédèrent toutes à

l’exception d’une zone fortifiée. Le Ltd W.W. demanda via son casque neurosensoriel l’appui du 10e RHC.

Phase 3 : Après l’engagement

Le maître principal Yves Leguern du commando Robert rentrait au pays, après plus de 18 mois

ininterrompus d’OPEX dans les steppes arides d’Azerbaïdjan central. Il ne s’était accordé, ainsi qu’à ses

hommes, qu’un minimum de sommeil et de repos. Les escarmouches avaient été nombreuses, mais peu

violentes. Cependant, il avait dû faire appel à deux reprises aux hélicos de combat ou aux avions de frappe

au sol pour se dégager. Il avait rencontré la mort à travers la perte de frères d’arme et l’identification de

civils innocents. Ces épisodes avaient mis ses nerfs à vif. La fatigue se lisait sur son visage, il dormait mal

et avait des cauchemars.

Et voilà, il était rentré chez lui après 36 heures de vol, il n’avait pas bénéficié du « sas de décompression »,

les restrictions de crédits prévalant. Aussi, les retrouvailles avec sa famille ne se passaient pas bien.

Mais, à des centaines de kilomètres de là, le PC du SSCE – Service de surveillance des combattants

engagés – avait soudain réagi. Déjà depuis quelques jours le maître principal Yves L. était sous surveillance

renforcée, en effet ses capteurs salivaires enregistraient une montée du marqueur TXC 23, traduisant une

appétence inhabituelle pour les psychostimulants achetés localement, il est vrai que les combattants,

surtout en fin de séjour montraient une certaine appétence pour les drogues locales ou l’alcool. Mais là,

le point de non-retour semblait soudain atteint, d’autant plus que sa plaque d’identité émotionnelle,

toujours portée sur la poitrine, utilisant le principe de l’iontophorèse afin de surveiller le système nerveux

autonome, avait dépassé le seuil d’alerte. Aussitôt la procédure se déroula, une équipe médico-

psychiatrique fut dépêchée sur place et administra en ambulatoire un train de décharges

électromagnétiques dans son cerveau limbique. Le flot d’idées dépressives et le sentiment de lassitude

profonde se dissipèrent instantanément. Il resta là, inerte, sans ressenti, assailli de fatigue et s’endormit.

Le maître principal Yves L. fût hospitalisé dans le service des urgences neuropsychiatres et cognitives d’un

HIA parisien. Son psychiatre référent nota son épuisement physique et mental, des signes de colite

spasmodique dus au stress, et ses sentiments de dévalorisation.

Il demanda des examens complémentaires de confirmation et de suivi, en biologie :


53

- le screening des bio-marqueurs du « stress » repérèrent des anomalies centrales spécifiques ;

- le séquençage génomique permis de mettre en évidence des vulnérabilités génétiques, certaines éventuellement transmissibles à sa descendance ; ainsi, vraisemblablement, il pourrait développer un diabète de type II dans quelques années ;

- une biopsie adipocytaire montra des modifications épigénétiques de son métabolisme en lien avec les contraintes de l’environnement auquel il avait été exposé ;

et en imagerie fonctionnelle grâce au tout nouveau neurosynchrotron à haute énergie, qui permettait

d’établir en une seule acquisition un bilan complet des grandes fonctions neurocognitives :

- les données de l’EEG couplées à celles de la fNIRs (functional near-infrared spectroscopy) analysant les flux sanguins cérébraux mirent en évidence des microlésions des aires limbiques, de l’aire préfrontale et du cortex cingulaire imputables à la survenue de mTBi ;

- un examen en MEG (Magnéto encéphalographie) permit d’évaluer les déficits fonctionnels et neuropharmacologiques, l’hyper-activation amygdalienne ;

- l’IRM fonctionnelle de haute intensité suivant en temps réel l’activité cérébrale, avait cartographié ses fonctions cognitives et mis en évidence un hypofonctionnement thalamique, et de l’hippocampe avec diminution de son volume.

Au total le maître principal Yves L. présentait un syndrome post-traumatique d’intensité moyenne.

Quelques séances de stimulation thalamique et hippocampique délivrées par les dispositifs transcraniens

du neurosynchrotron à haute énergie lui permirent en quelques semaines de retrouver une vie normale

et après quelques semaines de permission de retrouver une affectation à terre dans une compagnie de

protection. Il bénéficierait d’un suivi de l’institution ainsi que d’une reconnaissance des services rendus.

II.1-2 Commentaires et exemples de recommandations découlant du scénario

Phase 1 : avant l’engagement

L’intégration de paramètres perceptifs et cognitifs dans les systèmes d’apprentissage et d’entrainement

non seulement pour le pilotage d’aéronefs, de véhicules terrestre ou de bâtiments, mais également pour

différentes situations opérationnelles permet d’approcher au mieux la réalité.

L’ergonomie a permis une adaptation des postes de travail, notamment dans la manière de transmettre

les ordres à la machine. Aujourd’hui encore à l’étude, la commande vocale ou la commande oculaire,

demain la commande cérébrale, remplaceront le manche ou joystick. Les interfaces « cerveau-machine »

et « cerveau-muscle-machine » se banaliseront.

Le militaire, quel que soit son poste de combat et le niveau de ses responsabilités, doit intégrer de plus en

plus d’informations complexes qu’il doit trier, ordonner et hiérarchiser pour mener à bien sa mission.

Eviter la surcharge cognitive pour se consacrer aux fondamentaux de la mission nécessite un

apprentissage et un entrainement, mais également des aides à la fusion des informations sensorielles par

une symbologie et des séquences de présentation des représentations visuelles ou sonores selon un

ordonnancement répondant au « juste besoin ».

Recommandation 1 : Intégrer la composante Neurosciences dans toutes les étapes des programmes.

La composante neuroscience devrait être systématiquement envisagée, intégrée dès les premières

phases de tous les programmes de systèmes d’arme et de systèmes opérationnels, notamment pour la

conception des simulateurs et des programmes d’apprentissage et d’entrainement qui leur sont associés.

54

La plus-value en termes de réalisme des environnements virtuels opérationnels et de gestion des savoirs

et savoir-faire des opérateurs ne peut qu’améliorer leur sécurité et leur performance. Cela passe par des

budgets spécifiquement dédiés dans le financement desdits programmes.

Phase 2, pendant l’engagement

Pendant l’engagement, la disponibilité d’aides améliore la capacité de choix, et d’initiative. Ces aides

donnent de la robustesse à la prise de décision en temps réel, renforce des liens, d’une part entre les

combattants, d’autre part entre le chef et ses subordonnées, et créent un climat de confiance réciproque.

La capacité qu’apportent ces aides est un paramètre important de planification opérationnelle.

L’amélioration de ces aides par l’intégration de la mesure en temps réel de l’état émotionnel et

comportemental en lien avec des informations individualisées préalables ne nécessitant pas une

interprétation complexe de celui qui les reçoit est du domaine du possible. La généralisation de

l’exploitation de telles données, tout en posant des questions majeures d’ordre éthique, pourrait à

l’évidence concourir efficacement au processus de décision dans la conduite de missions opérationnelles,

en détectant de manière précoce et fiable des risques de défaillance humaines (vigilance, erreurs

cognitives, stress), et en proposant, en temps réel, des solutions correctives ou adaptatives à celles

initialement choisies.

Recommandation 2 : Mettre au point un filet de sauvegarde individualisé du combattant.

La mise au point de « filets de sauvegarde » individualisés passe par l’intégration d’une composante

Neurosciences s’appuyant, entre autres, sur des données ayant trait à la cognition (mémoire, attention,

concentration, planification de l’action…), au mode de vie (vigilance, veille/sommeil..), au mode de

pensée (humeur, anxiété, confiance, empathie, créativité…), à la motivation, à la gestion des affects et de

l’émotion.

Le paramétrage de ces bases de données et la pondération des indicateurs issus de l’analyse du besoin

militaire sont des facteurs de fiabilité incontournables nécessitant une expertise propre et une forte

implication des armées, si elles souhaitent disposer, à terme, de ces capacités. Même si l’horizon paraît

lointain en raison de la complexité de l’approche et des écueils perceptibles, la quantité d’informations à

acquérir et à gérer avant d’arriver à des systèmes exploitables est telle qu’il est dès à présent urgent que

la défense détermine les données qui sont spécifiquement pertinentes à son environnement, et participe

aux programmes de collecte et de compilation ainsi qu’à la sécurisation de ces données.

Phase 3, après l’engagement

Des marqueurs biologiques (métaboliques) et des marqueurs génétiques issus de l’analyse ADN

permettent de déterminer certaines vulnérabilités physiques ou psychologiques. Certains marqueurs sont

utilisés pour la sélection aux différents métiers des armes ; d’autres sont utiles pour assurer le suivi santé

et la prise en charge médicale des militaires.

Le domaine des « troubles psychiques en relation avec un événement traumatisant » ou syndromes post-

traumatiques de guerre (Post-Traumatic Syndrome Disease des anglo-saxons - PTSD) et de leurs

conséquences à moyen et long terme est un vaste champ encore mal compris et peu exploré. Les

candidats marqueurs neurologiques ou psychologiques, notamment vis à vis de la susceptibilité

individuelle aux PTSD, sont loin d’être consolidés. Pourtant les progrès considérables obtenus grâce

l’imagerie et les techniques d’exploration fonctionnelles cérébrales ont permis d’améliorer et de préciser

les diagnostics neuropsychiatriques et les possibilités thérapeutiques, y compris par intervention

intracérébrale.


55

Recommandation 3 : Améliorer la prise en charge des troubles psychiques.

En raison du caractère invalidant des « troubles psychiques en relation avec un événement

traumatisant », de leur imputabilité au service, et des coûts, directs et indirects24 que génère leur prise en

charge, le renforcement de la participation l’institution militaire aux études épidémiologiques, à la

constitution de bases de données à cet effet, ainsi que celles conduisant, d’une part, à une meilleure

compréhension de leur bases neurophysiologiques et neuropsychologiques, et, d’autre part, à une gestion

de leur prise en charge mieux adaptée est une nécessité et une priorité. Cela passe, entre autres, par des

études translationnelles impliquant les Neurosciences à travers des approches cliniques,

pharmacologiques, neurofonctionnelles et cognitives.

II.2 Recommandations à dominante technique et examen de leurs conditions

de mise en œuvre

Les deux premières des trois recommandations ci-dessus, étayées par trois besoins typiquement militaires

auraient pu être complétées par la réponse à d’autres besoins techniques visant à améliorer la

performance et la mobilité des combattants à l’aide d’interface Homme-système dans le domaine des

prothèses robotiques et orthopédiques dont les commandes peuvent être mises en relation avec le

système nerveux central. Compte tenu de l’état de l’art et des perspectives de mise en place dans des

programmes d’armement, c’est d’abord la nécessité d’une veille permanente, active et ciblée que doit

consentir la défense en Neurosciences. Elle passe par le soutien de projets de recherche et de

développement technologique s’inscrivant dans une politique de programmes identifiés et régulièrement

évalués et orientés par un comité scientifique « ad-hoc ».

24 Les « troubles psychiques en relation avec un événement traumatisant » ou PTSD consécutives aux opérations militaires

préoccupent toutes les armées (http://www.actudefense.com/les-ptsd-une-maladie-contagieuse). Aux Etats Unis 10 à 30%

des anciens combattants présentent des troubles de type PTSD au cours de leur vie. En 2009, selon une étude de Rand

Corp, un militaire sur cinq sur le retour d’opération, serait touché par des syndromes post-traumatiques. Cela

représenterait environ 300 000 cas. A cette même époque, 140 soldats américains ont mis fin à leurs jours. 70% d’entre eux

avaient été au moins une fois en opération en Irak ou en Afghanistan. Le Département aux Affaires des Anciens

Combattants américain, estime de son côté que 830 000 militaires ont présenté des symptômes de type PTSD. Selon Jonas

Getzman « Il a été démontré que les coûts associés au PTSD sur 2 ans s’élèvent de 4 à 6.2 milliards $. Il serait important de

préciser que ces coûts prennent uniquement en considération le diagnostic, la prise en charge, le traitement du PTSD, ainsi

que la perte de productivité associé à un tel diagnostic. Ils ne prennent pas en compte les coûts dits secondaires, c’est-à-

dire ceux liés aux répercussions familiales, à la précarité, aux comportements d’addiction, aux conséquences physiques

d’une pathologie psychiatrique etc. » (Mémoire de guerre, Le syndrome de stress post-traumatique et l’armée américaine.

Une leçon d’Irak et d’Afghanistan, 2011, www.medecine.unige.ch/enseignement/.../2010.../11_r_guerre.pdf). Selon le

Sidran Institute, le coût annuel des troubles liés à l’anxiété se chiffre aux Etats Unis en milliard de dollars (> à 42Millards $).

Ce coût correspond aux traitements psychiatriques et non psychiatriques, aux pertes économiques (arrêts de travail) et à la

mortalité. La prise en charge des PTSD représente donc une part non négligeable de ces coûts.

En France, une étude du Service de santé des armées, présentée fin 2011 et non publiée, montre également une forte

croissance de la prévalence des cas de « troubles psychiques en relation avec un événement traumatisant » : en 2009, 55

cas étaient recensés dont 42 en Afghanistan, en 2010 c’était 138 cas dont 104 en Afghanistan, et enfin en 2011, 272 cas

étaient signalés dans les armées dont 205 pour le territoire Afghans. Rappelons que le dispositif français est armé par

environ 3600 militaires. Les « troubles psychiques en relation avec un événement traumatisant » représentent donc 6 à 7%

des personnels déployés. Cette croissance a conduit le SSA à améliorer la prise en compte de ces pathologies en 2010 dans

le cadre de la surveillance épidémiologique des armées (SEA). En revanche, le coût économique pour la France de la prise

en compte de ces blessés ne peut encore être établi en raison de l’inexistence actuelle d’indicateurs fiables pour ce faire,

notamment pour un suivi à long terme.

56

Recommandation 4 : Axes de soutien à la recherche et l’innovation

Parmi les thématiques nombreuses répondant aux priorités des besoins militaires, il a été identifié :

- LES NEUROSCIENCES COMPUTATIONNELLES ET LES RESEAUX NEURONAUX ARTIFICIELS OU « COGNITION HYBRIDE »

« Penser » reste encore « calculer » pour les systèmes d’intelligence artificielle. Pourtant, les domaines

scientifiques qui s’y consacrent sont en rapide progression, car ils fournissent des outils précieux pour la

compréhension et la modélisation du système nerveux (biophysique neuronale, organisation des

microcircuits corticaux, organisation des grands systèmes sensori-moteurs, processus motivationnels ou

mémoriels). La cognition est représentée par les connexionnistes comme étant issue de processus

massivement parallèles. La cognition hybride est issue de la rencontre de l’électronique et des

neurosciences cognitives. Elle s’adresse à deux types d’approches, d’une part, à des systèmes pervasifs

(systèmes portés, embarqués ou implantés) agissant sur des modes de pensée ou de comportement

personnels ou partagés, et, d’autre part, à des moyens résultant de l’action ciblée de systèmes issus par

exemple des nanotechnologies et modifiant de manière intime des constituants du cerveau.

Les modèles informatiques (matériels - hardware ou « in silico » - et logiciels) des fonctions de perception,

d’action, d’apprentissage, dotés de capacités d’adaptation sont d’abord développés pour concevoir des

moyens de prise en charge des troubles de la parole ou des pertes d’acuité auditive et visuelle (voix,

oreille et œil artificiels) ou pour améliorer le traitement de lésions cérébrales quelle qu’en soit l’origine.

Ces modèles pourraient être adaptés à des besoins militaires en intelligibilité de la parole, ou pour

concevoir des systèmes d’aides visuelles et auditives de nouvelle génération. Or, la France n’occupe pas

actuellement une place de choix dans ce domaine de recherche au potentiel innovant élevé.

- LES INTERFACES CERVEAU/MACHINE

Les réelles compétences existant en France pour la recherche sur les mécanismes de la plasticité

cérébrale et la rééducation fonctionnelle réclament des investissements importants pour être valorisées.

Les USA avec le projet « Cyberhand », et l’Allemagne avec le projet « Brain Machine Interfacing Initiative

(BMII) » financés par les Bernstein Centres, soutiennent des grands projets associant des centres

d’excellence en nanotechnologies et en robotique pour le développement des neuroprothèses

innovantes. De tels projets sur les interfaces cerveau-machine nécessitent la collaboration active entre

plusieurs niveaux de compétence et présentent un fort potentiel d’applications pour le secteur médical,

mais également pour des applications grand public. Les intérêts divergents risquent de voir les efforts

s’orienter, voire se disperser vers des projets n’intéressant que de manière marginale le secteur militaire.

La recherche militaire doit donc s’y intéresser au premier chef et jouer un rôle structurant autour de ses

besoins spécifiques tout en veillant aux limites éthiques des systèmes étudiés. Les interfaces « cerveau

machine » non invasifs peuvent être considérés comme des appareillages, des « prothèses » non

permanentes : personne ne remet en cause l’intérêt des jumelles de vision nocturne ou l’utilisation des

radiofréquences en transmission ou imagerie militaire. En revanche, tout système qui serait invasif, greffé

de manière permanente et irréversible pour accroitre les capacités cognitives ou modifier la personnalité

de l’individu engage le questionnement éthique dès lors qu’il ne s’agit pas de suppléer à une fonction

sensorielle ou motrice défaillante.

Recommandation 5 : Utiliser les Neurosciences dans les stratégies de formation et d’apprentissage.

Des techniques issues des progrès des connaissances en Neurosciences permettent d’améliorer les

capacités d’apprentissage et d’entrainement. Elles présentent un avantage potentiel pour définir des

stratégies de formation à différents postes techniques et de commandement et à la prise de décision.

Elles rencontrent toutefois des limites éthiques qui ne sauraient être franchies. Ces limites, comme c’est

toujours le cas sont affaires de circonstances et comportent une « zone grise »: c‘est la frontière entre la


57

« violation consciente et motivée » de la règle et l’« indiscipline caractérisée et non-justifiée ». Cette

frontière est d’autant plus précise et identifiable qu’elle se fonde sur une connaissance claire des

capacités nécessaires, des vulnérabilités et des risques. Les Neurosciences proposent des outils et des

démarches basées sur une démarche scientifique. Pour autant, il convient de s’assurer que le résultat ne

nuise à l’individu ou à des groupes d’individus.

Recommandation 6 : Utiliser les Neurosciences dans les stratégies d’analyse opérationnelle en

situation de conflit et les processus de prise de décision.

L’action implique des individus et des systèmes. Simple opérateur, décideurs, amis et ennemis ont des

approches comportementales et des profils psychologiques propres aux individus, à leurs systèmes de

pensée individuels et collectifs, aux motivations qui les animent dans le cadre où ils agissent. Les

équipements, les systèmes d’armes qu’ils mettent en œuvre ne sont que le prolongement technique de

leur capacité et de leur volonté d’action. Les neurosciences cognitives et les processus qu’elles mettent en

œuvre donnent une assise scientifique et argumentée à des choix qui sont encore trop souvent

empiriques. Pour les armées il s’agit de disposer d’outils :

- d’aide à la prise de décision opérationnelle, d’anticipation des évènements, de choix dans la stratégie de préparation des forces… d’analyse de la situation opérationnelle en temps réel, de processus de prise en compte du retour d’expérience.

- d’évaluation objective de la motivation individuelle et collective des forces face à un engagement, celle des ennemis, en regard des résultats et des performances attendues. Les indicateurs à utiliser doivent être stables, fiables et abordables par des non spécialistes.

Pour répondre à ce besoin complexe, il faut faire appel à des systèmes d’analyse de données massives

dans différents domaines. Les armées ne peuvent se contenter de s’en remettre aux seules données

collectées à travers le monde par les grands systèmes, le « big data ». Elles doivent aussi disposer de leurs

propres sources ; il s‘agit d’un enjeu majeur destiné à garantir à terme un niveau d’indépendance

nationale compatible avec la position que veut conserver notre pays dans le monde. Il paraît donc

indispensable que la défense renforce sa présence dans la construction, la gestion et les capacités

d’exploitation de bases de données intégrant des informations individuelles et de groupes, de nature

génétique, physiologique, comportementale et cognitive pour des applications non médicales.

Recommandation 7 : Stimuler la créativité par des « concours d’idées » sur des thématiques en

Neurosciences appliquées - création d’un fond pour de jeunes équipes particulièrement novatrices

dans le domaine des savoirs et savoir-faire en Neurosciences.

Les armées ne peuvent couvrir tous les champs d’intérêt entrant dans les thématiques des Neurosciences.

En revanche, elles doivent être capables de suivre l’évolution de ce domaine voire d’inciter la recherche

civile à s’intéresser à des retombées militaires ou de défense. A côté des projets de recherche répondant

à des programmes identifiés, la défense a tout à gagner à favoriser l’imagination et l’innovation dans des

secteurs qui lui paraissent éloignés de ses préoccupations immédiates en soutenant des projets présentés

de manière suffisamment convaincantes et scientifiquement étayés par leurs promoteurs. Ce type de

soutien n’a toutefois d’intérêt que si les résultats desdits projets sont capitalisés et servent, à travers un

processus de retour adapté, à l’orientation de la politique scientifique et technique de la défense.

II.3 Recommandations structurelles et analyse en termes d’éthique

Les Neurosciences sont « duales ». Dans la recommandation ayant trait aux interfaces cerveaux-machines,

la ligne de partage éthique actuellement acceptable est contextuelle et basée sur des considérations liées

à l’intégrité physique de la personne concernée, la réversibilité de l’interface et son objectif. Cette ligne,

qui marque la limite entre ce qui est acceptable et ce qui ne l’est pas, est largement dépendante de la

58

morale du temps. Parmi les questions centrales soulevées par les Neurosciences, figurent l’acceptabilité

éthique d’un « homme augmenté » à des fins militaires et de l’accessibilité à des informations

individuelles intimes. Les questions éthiques s’adressent bien entendu naturellement aux systèmes, mais

c’est probablement sur l’exploration de la conscience et la manipulation de celle-ci que se posent les

questions éthiques les plus importantes.

Les Neurosciences explorent l’intime de la personnalité de chaque individu. Si, pour Aristote, « la pensée

est le fruit de l’activité de l’âme », et pour Descartes, « ce qui fonde l’individu : je pense donc je suis »,

depuis le cas Phineas Gage, le lien entre comportement et fonctionnement du cerveau est bien établi25.

Reprenant H. Chneiweiss26 « le questionnement éthique dans le domaine des Neurosciences cherche à

analyser les conséquences de cette constante recherche d’amélioration des performances ». L’usage de

substances pharmacologiquement actives sur l’humeur, la mémoire le sommeil, mais également les

modes alimentaires ou l’agressivité est probablement la plus connue de ces recherches. Partant de

l’objectif légitime de corriger un défaut ou de restaurer une fonction « normale », il est très facile de

dériver, car qu’est-ce que la « normalité » si ce n’est un point de vue partagé par le plus grand nombre à

un moment donné. Vu sous l’angle mathématique, c’est ce qui entre sous une Gaussienne bornée par des

seuils. Ce qui est « anormal » aujourd’hui peut demain devenir « normal », c’est-à-dire entrer dans la

norme sociale. L’« alibi scientifique » du progrès des connaissances y pousse. Il est donc tout à fait

légitime de s’intéresser à la place des Neurosciences et de leurs applications dans la société, non

seulement dans une vision de l’instant, mais surtout dans une perspective dynamique d’évolution des

normes sociales et donc de l’éthique27. C’est la neuroéthique.

Les Neurosciences ouvrent des pistes à ceux qui savent manipuler les esprits en mettant à leur disposition

des savoirs, des savoir-faire et des techniques élaborées en fonction du progrès des connaissances. Ces

possibilités de manipulation des esprits et des consciences peuvent être des enjeux de puissance et de

pouvoir dans différents domaines (économique et financier, politique, religieux….). Elles peuvent

s’exercer insidieusement à l’insu des individus qui perdent, de ce fait, et sans en avoir conscience, une

capacité de libre-arbitre. « Verrons-nous demain apparaître sur le marché des molécules destinées à

améliorer la mémoire, l’éveil au travail, ou la capacité d’apprentissage ? La publicité, le marketing ont déjà

compris tout le parti à tirer d’un meilleur impact sur notre cerveau » écrit H. Chneiweiss28. Le domaine de

la défense n’échappe pas à ce questionnement qui engage à une réflexion éthique sur l’usage des

Neurosciences dans les capacités militaires et leur amélioration.

Selon Axel KAHN, le respect des limites éthiques en Neurosciences appliquées au domaine militaire est représenté par les trois principes suivants :

- principe de réversibilité : nul ne peut s’arroger le droit de porter atteinte de manière irréversible à un individu, un groupe d’individu, à l’humanité… ;

25 Phineas Gage était un employé sans histoire des chemins de fer américains. A la suite d’un accident ayant détruit une

petite région de son cortex préfrontal son comportement changea : il perdit tout sens moral, devint joueur, agressif,

paresseux…voir H. Chneiweiss Neurosciences et neuroéthique, des cerveaux libres et heureux, Alvik ed. 2006, p15.

26 Op. citée p 42 et suiv.

27 La neuroéthique, selon H. Chneweiss se conçoit de 2 manières, celle qui s’intéresse aux développements des

Neurosciences et de leurs retombées sociétales, celle qui s’intéresse aux processus mentaux et de la pensée conduisant à

une réflexion éthique. Ce dernier aspect ne rentre pas dans le champ du rapport.

28 Op. citée p 16.


59

- principe de libre-arbitre : le militaire doit être à même de juger en conscience et sans contrainte, de la licité des ordres qu’il reçoit et des actions qu’il mène ;

- principe de respectabilité et de respect de la vie d’autrui : la vie humaine n’est jamais insignifiante même après l’avoir ôtée par nécessité lors d’un engagement ; elle doit être respectée pendant et après le combat, même si les contextes et les règles des opérations militaires nécessitent d’y porter atteinte29. L’humiliation gratuite n’est pas acceptable.

Le principe de réversibilité, comme celui du libre-arbitre, pose par exemple la question de la légitimité de

la « torture psychique » et des méthodes de recherche du renseignement faisant appel à l’exploration

fonctionnelle en Neurosciences et à la pharmacologie. La torture « bien faite » ne laisse pas de trace

physique ultérieure, il y a réversibilité apparente. Y a-t-il réversibilité totale ? Rien n’est moins sûr,

notamment sur le plan psychologique et cellulaire. On peut aujourd’hui argumenter que la torture induit

probablement des modifications épigénétiques.

Les questions d’éthiques doivent être présentes et examinées dans plusieurs situations :

- celles qui se rapportent au développement d’armes ou de moyens vulnérants,

- celles destinées à améliorer le militaire et ses performances,

- les Neurosciences comme arme offensive,

- les procédés d’obtention d’informations et de renseignements agissant sur le libre-arbitre des individus.

N.B. Le débat sur les principes éthiques entourant la conception d’armes offensives faisant appel à des

Neurosciences n’entre pas dans le propos du groupe de travail. Celui-ci se bornera donc à constater qu’il

s’agit là d’une détournement d’usage des Neurosciences30, et qu’il n’existe, à sa connaissance, aucune

étude et aucun développement direct de méthodes issues des Neurosciences susceptible d’être utilisée à

cette fin.

Recommandation 8 : Anticiper avec efficacité le détournement d’usage des Neurosciences.

La conception et le développement d’armes non conventionnelles de « destruction massive », la

possibilité de détourner les connaissances acquises dans le cas d’études et de recherches faisant appel

aux Neurosciences n’entre pas dans le cadre de ce rapport. Toutefois, à la lecture de nombreux

documents sur la sécurité et la sûreté dans les recherches en Neurosciences, il est souligné que l’absence

de Convention internationale s’y rapportant est préoccupante. Sans exagérer la menace à ce jour, il paraît

opportun d’anticiper celle-ci.

La définition d’une position politique et scientifique claire prohibant le possible détournement des

recherches en Neurosciences est recommandé. Cette position concerne notamment les savoirs et savoir-

faire en Neurosciences utilisés à des fins d’armements destinés à diminuer ou amoindrir de manière

durable les capacités d’individus ou de populations afin de les asservir.

29 Par exemple, l’humiliation gratuite d’un adversaire défait ou mort, par souillure ou par des actions portant atteinte à sa

mémoire, à ses convictions est davantage rejeté par l’opinion publique que la participation à l’opération militaire elle-

même. Cette position est illustrée par la réaction de l’opinion face aux révélations de souillures délibérées par des soldats

US de cadavres Afghans morts au combat.

30 DandoM (2011). Neuroethics and the Chemical and Biological (CBW) Web of Prevention, Conference paper presented at

the annual meeting of the international studies association annual conference ‘Global Governance: political authority in

transition’ Montreal, Quebec, Canada.

60

Recommandation 9 : Ne pas cautionner la filière ‘Neurosciences et neuropharmacologie comme

aide à la collecte du renseignement’.

Un autre questionnement éthique en relation avec les Neurosciences a été évoqué plus haut, celui de

l’acceptabilité du développement de méthodes d’investigation « neuropsychiques ou

neuropharmacologiques» dans le cadre de la « recherche et l’exploitation du renseignement ». Cette

question fait débat aux Etats Unis et en Grande Bretagne, où des scientifiques, des philosophes, des

sociologues et des éthiciens ont tenus des séminaires pour en débattre et publiés des rapports sur la

question, s’inquiétant notamment du « rêve » exprimé par des responsables de la Défense de voir la

recherche en Neurosciences déboucher sur des méthodes capables d’instrumentaliser les fonctions

cérébrales et d’agir sur les performances du cerveau. Des raisons de sécurité nationales sont avancées à

cet égard.

Les spécialistes du renseignement utilisent l’électroencéphalographie (EEG) depuis longtemps pour

détecter des signaux correspondant à des reconnaissances perceptives se manifestant à des seuils

inférieurs à ceux de l’attention consciente. L’imagerie fonctionnelle (IRMf) expérimentée à cet effet est

déjà utilisée dans certains pays, y compris dans le domaine de la justice. Depuis longtemps, la

neuropharmacologie a été introduite pour obtenir une meilleure coopération lors d’interrogatoires :

utilisation du thiopenthal de sodium (Pentothal) par exemple ; l’ocytocine a été proposée dans le même

but. Des voix s’élèvent pour protester contre le développement de médicaments utilisés à cette fin même

s’il s’agit d’une utilisation « douce et sécurisée pour un besoin militaire ». Ainsi, un rapport du National

Research Council31 appliquant une méthode d’évaluation des opportunités et menaces de certaines

nouvelles technologies liées aux Neurosciences, identifie clairement les recherches qui présentent un

intérêt pour les services de renseignements : indicateurs d’états neurophysiologiques ou d’intention,

développement de substances neuroactives pour altérer le jugement et les capacités cognitives, imagerie

temps réel, modélisation du système nerveux pour mimer des fonctions cérébrales, en particulier la

capacité à organiser et ordonner des données disparates et fragmentaires. La DARPA finance des projets

sur ce thème tel que celui intitulé ‘Cognitive Technology Threat Warning System’. Il a pour objectif de

coupler dans un casque un système d’enregistrement EEG destiné à accroitre la capacité des sentinelles à

détecter une image représentative d’une menace dans un large champ ou d’alerter le soldat sur les

risques de chute de performance dans des situations rares mais intenses avec une composante de peur,

de frayeur, voire de terreur. L’application militaire peut paraître tout à fait légitime, mais la frontière

éthique est très mince.

Pour éviter toute ambiguïté et par souci éthique de transparence, il paraît opportun de recommander

d’éviter de consacrer des crédits militaires à des programmes de neuropharmacologie ou de

neurosciences cognitives sur le thème « Neurosciences et renseignement ».

Recommandation 10 : Prendre en compte les différences entre les impératifs éthiques selon que l’on

intervient sur l’homme sain ou malade, notamment garantir la réversibilité est une préoccupation

primordiale vis-à-vis de l’homme sain.

Par exemple, la stimulation magnétique transcranienne (TMS) permet de supprimer ou de modifier une

fonction cérébrale de manière temporaire. Il a pu être démontré expérimentalement que cette technique

améliore l’apprentissage chez l’animal. Il n’est bien entendu pas question d’envisager des techniques type

TMS tant qu’elles seront invasives. Même en clinique, à ce jour, cette approche reste un recours

compassionnel chez des patients pour lesquels on a épuisé tous les recours de la pharmacopée. Toutefois,

des solutions de stimulation non invasives équivalentes, par exemple à l’aide d’électrodes de surface sous

31

National Security Intelligence Organizations, National Academy of Sciences, Press Release, August 13, 2008.


61

casque, voire activable à distance, ne sont pas exclues à terme. La question se posera alors des

applications non thérapeutiques qui pourraient être proposées pour agir sur les capacités mémorielles,

sur les capacités d’apprentissage, voir sur le comportement des individus et la destination de ces

applications. Parmi les questions éthiques qui seront soulevées, la réversibilité sera au centre des

débats, réversibilité à court terme, mais également conséquences à moyen et long terme sur la santé

physique et mentale des personnes. Ces perspectives peuvent paraître lointaines et hors de propos, En

réalité, c’est dès le lancement des recherches, qu’il faut se préoccuper des applications possibles en

raison des aspects moraux et éthiques qui ne manqueront pas de susciter un débat public qu’il convient

d’anticiper pour éviter qu’il ne dérive.

Recommandation 11 : L’homme augmenté est un enjeu majeur de demain, non seulement sur le

plan technique, mais également sur le plan idéologique et sociétal ; doter la défense des ressources

préservant sa place, en lien avec cette évolution prévisible.

La défense ne peut se désintéresser de toute approche de recherche pouvant aboutir à ce que certains

écrits décrivent comme l’ « homme augmenté », aboutissement d’innovations guidées par le besoin et

des pratiques avec leurs conséquences individuelles et collectives. Bernard Claverie écrit par exemple :

« dans nos sociétés occidentales, l’homme naturel, seul, désarmé, n’existe plus que dans les rêves d’un

retour en arrière, d’une certaine nostalgie voire d’une forme de décroissance ». L’homme augmenté, c’est

« l’augmentation artificielle des performances humaines à des fins utilitaires de travail, de sécurité, de

santé, de plaisirs… ».

Les Neurosciences sont au centre de ce concept et de la convergence des technologies qui y contribuent :

nanotechnologie, biotechnologies, informatique et cognitique (NBIC). Sans entrer dans le détail de ce

concept, il n’est pas difficile d’en identifier le caractère dual et la « dimension éthique - le respect des

valeurs morales et de l’intégrité personnelle » dès lors qu’il ne peut être limité aux domaines de la santé.

Le passage de l’homme « réparé » à l’homme « augmenté » nécessite le franchissement d’une limite

qu’il n’est pas facile de tracer alors que les dangers perceptibles de cette « techno-dépendance » pour

l’identité des individus modifiés et la société ne peuvent encore être évalués. La défense ne peut rester à

l’écart de ce débat pour au moins deux raisons ; la première est le bénéfice qu’elle peut tirer de certaines

approches dans la conduite de ses missions par l’amélioration des performances individuelles et

collectives ; la seconde, c’est la défiance « à priori » de l’opinion publique vis à vis de technologies

pouvant accroitre les capacités des militaires. La disponibilité d’experts reconnus permet de conduire de

façon crédible un discours objectif et responsable de l’institution vis à vis de ses détracteurs. Sans lancer

de grands programmes, la Défense doit en soutenant des actions ciblées, participer aux réseaux

transdisciplinaires qui se constituent sur ces questions et contribuer, en toute connaissance de causes, au

mouvement de convergence des technologies NBIC et à la réflexion normative qui ne manquera pas de se

lancer sur le sujet.

Recommandation 12 : Constituer, exploiter et protéger une base de données « bio marqueurs » pour

les armées, selon un process satisfaisant une charte éthique.

La gendarmerie et la police disposent aujourd’hui d’un fichier génétique des criminels « suspects », mais,

lorsque le SSA (Service de Santé des Armées) a demandé à constituer une base de données pour identifier

plus facilement des militaires morts au combat, cette requête a essuyé un refus. Le motif invoqué par

l’autorité militaire a été que l’on pouvait faire l’amalgame entre un « suspect » de crime et un soldat.

Ficher les militaires comme on fiche des criminels est donc perçu comme une atteinte à l’image de

l’armée. La seule base de données individuelles disponible est limitée à un panoramique dentaire.

62

On voit pourtant l’intérêt opérationnel de l’exploitation croisée d’informations recueillies et stockées en

bases de données. Est-il par exemple utopique d’imaginer une adaptation par ajustement régulier de la

gestion des rythmes des quarts ou des cadences de mission de vols tactiques sur des théâtres d’opération

au fil du temps, conjointement à l’optimisation de la nutrition ? De tels ajustements pourraient être

envisagés, si le commandement disposait d’un système-expert d’aide à la décision basant ses

recommandations sur des comparaisons croisées de données issues d’informations génétiques,

comportementales, biologiques, recueillies sur les personnels participant à la mission. Plus généralement,

l’intérêt à long terme de l’approche, c’est la personnalisation de la préparation opérationnelle -

adaptation individualisée de la préparation médicale, physique et mentale, ajustement de la performance

individuelle du soldat et par voie de conséquence optimisation de proche en proche de celle du groupe et

de sa résilience.

La création et la gestion de bases de données nominatives et individuelles est un sujet très sensible dans

l’opinion publique qui exprime toujours des craintes de voir sa vie privée instrumentalisée par son

environnement professionnel, sa hiérarchie. L’existence d’une Commission nationale informatique et

libertés (CNIL) et de règles strictes d’anonymisation dans la transmission d’informations à caractère

personnel ne suffit pas toujours à rassurer cette opinion. L’institution militaire n’échappe pas à cette

crainte. Le sujet est donc très sensible sur le plan éthique. Il concerne l’intérêt de bases de données

intégrant des paramètres comportementaux à croiser avec des marqueurs biologiques et génétiques dont

il convient d’examiner avec soin les bénéfices/risques.

On voit bien que l’on aborde là des questions délicates qui nécessitent beaucoup de diplomatie et de

pédagogie pour être admise. La réticence du commandement est peut être inconsciemment dictée par

une perception psychologique de l’analyse ADN nécessaire à la base de donnée envisagée : contrairement

à la vaccination, qui protège par induction d’anticorps, consécutivement à l’injection d’antigènes,

l’analyse d’ADN nécessite un prélèvement sans bénéfice direct. Toutefois, le bienfondé de l’objection sur

l’incidence en matière d’image est tout à fait pertinent, car ce type de décision pourrait facilement être

exploité par les détracteurs de l’institution. Doit-on pour autant priver la collectivité militaire d’outils que

la science, et les Neurosciences en particulier, peuvent mettre à disposition pour assurer un meilleur suivi

et une meilleure protection des individus qui la composent ?

Certains considèrent par exemple, qu’il est urgent de lancer un programme de recherche sur des corrélats

entre les éléments génétiques et les performances au combat. Ce type de programme, qui est une

déclinaison d’un programmes « base de données bio-marqueurs » et dont les retombées ne peuvent être

envisagée qu’à long terme, doit à l’évidence être bien justifié et encadré, car les enjeux et les effets

pervers possibles sont considérables, y compris en terme de carrière lorsque la hiérarchie sera amenée à

connaître certaines données.

Le groupe s’accorde sur la ligne de conduite suivante en rapport avec l’implication de la défense dans un

projet de constitution d’une base de données « bio-marqueurs » pour les armées :

- La charte de constitution d’une telle base doit bien préciser quels sont les objectifs poursuivis et les règles d’emploi : elle ne doit être établie et exploitable que pour la sécurité et la santé des militaires.

- Son accès et son utilisation doivent donc, en conséquence, être contrôlés par un comité de

déontologie offrant toutes les garanties d’indépendance et d’expertise afin que ces données ne puissent être détournées des objectifs définis dans la charte.

- La sécurité des systèmes d’information devra être renforcée afin de protéger la base et ses sous-ensembles contre toute tentative de pénétration physique ou informatique.


63

- Une procédure d’information et de consentement éclairé des personnes devra être élaborée pour obtenir un « consentement éclairé » des personnes dont les données seront ainsi stockées.

Tableau des recommandations

Intitulé Mise en œuvre et commentaires

Intégrer la composante Neurosciences dans toutes les étapes des programmes.

Changement de culture : budgets dédiés aux Neurosciences dans le financement des programmes.

Mettre au point un filet de sauvegarde individualisé du combattant.

Détermination des données qui sont spécifiquement pertinentes à l’environnement du combat, participation aux programmes de collecte et de recherche des corrélats ainsi qu’à la sécurisation de ces données.

Améliorer la prise en charge des troubles psychiques.

Détails de mise en œuvre : Cf. scénario « après l’engagement ».

Axes de soutien à la recherche et l’innovation, complémentaires de l’existant.

- Les Neurosciences computationnelles et les réseaux neuronaux artificiels ou « cognition hybride » ;

- Les Interfaces cerveau/machine.

Utiliser les Neurosciences dans les stratégies de formation et d’apprentissage.

Acquisition des techniques issues des progrès des connaissances en Neurosciences permettant d’améliorer les capacités d’apprentissage et d’entrainement.

Utiliser les Neurosciences dans les stratégies d’analyse opérationnelle en situation de conflit et les processus de prise de décision.

Acquisition d’outils s’appuyant sur les Neurosciences pour :

- l’aide à la prise de décision opérationnelle, l’anticipation des évènements, le choix dans la stratégie de préparation des forces… l’analyse de la situation opérationnelle en temps réel, le processus de prise en compte du retour d’expérience ;

- l’évaluation objective de la motivation individuelle et collective des forces face à un engagement, celle des ennemis, en regard des résultats et des performances attendues.

Stimuler la créativité par des « concours d’idées » sur des thématiques en Neurosciences appliquées.

Création d’un fond pour de jeunes équipes particulièrement novatrices dans le domaine des savoir et savoir-faire en Neurosciences.

Anticiper avec efficacité le détournement d’usage des Neurosciences.

Définition d’une position politique et scientifique claire prohibant le possible détournement des recherches en Neurosciences.

Ne pas cautionner la filière ‘Neurosciences et neuropharmacologie comme aide à la collecte du renseignement’.

Eviter de consacrer des crédits militaires à des programmes de neuropharmacologie ou de neurosciences cognitives sur ce thème.

Prendre en compte les différences entre les impératifs éthiques selon que l’on

Le respect des limites éthiques en Neurosciences appliquées au domaine militaire est représenté par les trois principes

64

intervient sur l’homme sain ou malade, notamment garantir la réversibilité est une préoccupation primordiale vis-à-vis de l’homme sain.

suivants :

- principe de réversibilité : nul ne peut s’arroger le droit de porter atteinte de manière irréversible à un individu, un groupe d’individu, à l’humanité… ;

- principe de libre-arbitre : le militaire doit être à même de juger en conscience et sans contrainte, de la licité des ordres qu’il reçoit et des actions qu’il mène ;

- principe de respectabilité et de respect de la vie d’autrui : la vie humaine n’est jamais insignifiante même après l’avoir ôtée par nécessité lors d’un engagement ; elle doit être respectée pendant et après le combat, même si les contextes et les règles des opérations militaires nécessitent d’y porter atteinte32. L’humiliation gratuite n’est pas acceptable.

L’homme augmenté est un enjeu majeur de demain, non seulement sur le plan technique, mais également sur le plan idéologique et sociétal ; doter la défense des ressources préservant sa place, en lien avec cette évolution prévisible.

Disposer d’experts reconnus en Neurosciences permettant de conduire de façon crédible un discours objectif et responsable de l’institution ; Soutenir des actions ciblées ; Participer aux réseaux transdisciplinaires ; Contribuer, en toute connaissance de causes, au mouvement de convergence des technologies NBIC, à la réflexion normative et aux débats sur l’homme « réparé » et l’homme « augmenté ».

Constituer, exploiter et protéger une base de données « bio marqueurs » pour les armées, selon un process satisfaisant une charte éthique.

La ligne de conduite doit suivre un process « qualité éthique » :

- La charte de constitution d’une telle base doit bien préciser quels sont les objectifs poursuivis et les règles d’emploi : elle ne doit être établie et exploitable que pour la sécurité et la santé des militaires.

- Son accès et son utilisation doivent donc, en conséquence, être contrôlés par un comité de déontologie offrant toutes les garanties d’indépendance et d’expertise afin que ces données ne puissent être détournées des objectifs définis dans la charte.

- La sécurité des systèmes d’information devra être renforcée afin de protéger la base et ses sous-ensembles contre toute tentative de pénétration physique ou informatique.

- Une procédure d’information et de consentement éclairé des personnes devra être élaborée pour obtenir un « consentement éclairé » des personnes dont les données seront ainsi stockées.

32 Par exemple, l’humiliation gratuite d’un adversaire défait ou mort, par souillure ou par des actions portant atteinte à sa

mémoire, à ses convictions est davantage rejeté par l’opinion publique que la participation à l’opération militaire elle-

même. Cette position est illustrée par la réaction de l’opinion face aux révélations de souillures délibérées par des soldats

US de cadavres Afghans morts au combat.


65

CONCLUSIONS ET SYNTHESE

Les Neurosciences recouvrent un ensemble de domaines scientifiques qui s'intéressent à ce qui touche le

cerveau et plus généralement le système neurosensoriel. Comme toutes les sciences du vivant, les

paradigmes scientifiques de ces domaines impliquent la convergence de thématiques biologiques et

chimiques, physiologiques et pathologiques, physiques, mathématiques et informatiques. Mais pour

répondre, même de manière parcellaire, à des questions allant du contrôle des fonctions vitales aux

mécanismes de la pensée, de l'intelligence ou de la mémoire, et du comportement, les Neurosciences

doivent intégrer des concepts liés aux affects, aux émotions impliquant donc les sciences psychologiques,

cognitives et comportementales. C'est leur particularité.

Les problématiques militaires et de défenses ne peuvent rester à l'écart de ces questions en raison de leur

implications technico-opérationnelles. Tout naturellement le suivi et la prise en charge médico-

psychologiques des militaires malades ou blessés peuvent bénéficier des progrès en Neurosciences. Mais

c'est en ergonomie des systèmes et des organisations que les retombées pourraient être les plus

significatives. Il s'agit, par exemple, d'améliorations dans la conception et l'utilisation d'interfaces

homme-machines, la mise au point d'interfaces cerveau–machine, le développement de processus

d'apprentissage, ou de prise de décision et de conduite opérationnelle originaux.

Il est bien difficile aujourd'hui de mesurer à moyen et long terme l'impact de l'évolution des

Neurosciences dans notre quotidien, notre comportement individuel et sociétal et par voie de

conséquence dans la démarche éthique de nos sociétés et leurs organisations. D'expérience, les sciences

voient se développer des applications difficilement prévisibles et parfois de manière chaotiques. Les

projections économiques auxquelles se réfèrent en général les investisseurs sont souvent erronées sur le

moyen et le long terme. Dans les années 60, les technologies électroniques et informatiques sont encore

balbutiantes, les ingénieurs et économistes, à cette époque s'intéressent essentiellement à la

miniaturisation des circuits et des matériels, à accélérer les vitesses de calcul et à accroître les capacités

des calculateurs. Bien peu osaient imaginer que les retombées de ces travaux iraient au delà de la mise à

disposition de dispositifs et de systèmes technologiquement avancés et aboutiraient à des modifications

des comportements, des modes de pensée, et des rapports entre les sociétés humaines. Le secteur

militaire et de la défense, à la fois dans ses doctrines et ses capacités, a été bien entendu très largement

concerné. Il a souvent largement accompagné le développement de ces technologies qui peuvent donc

tout à fait être qualifiées de « technologies de rupture ». Force est toutefois de constater que ce n'est

qu'au bout de plusieurs années que ce fut une évidence. Les Neurosciences ne sont-elles pas destinées à

suivre un chemin identique ? Tout porte à le croire.

L'état de l'art présenté dans ce rapport montre bien que la compréhension du cerveau est encore loin

d'aboutir tant la complexité physiologique et biochimique des structures cérébrales et de leur

fonctionnement est grande. Par exemple, quand on parle de mémoire, on voit que ce vocable recouvre

des entités et des concepts très différents : mémoire de travail, mémoire sémantique, mémoire

épisodique... . Son exploration est possible grâce à des techniques d'imagerie et d'enregistrement

d'activités électriques qui traduisent le fonctionnement de réseaux neuronaux mais qui ne sont que la

trace de ce fonctionnement. Si cet état de l'art s'est intéressé aux omiques et plus particulièrement aux

aspects environnementaux et à leurs conséquences épigénétiques, c'est que les modifications du

génome, liées à l'environnement, par exemple le stress, et l'histoire individuelle dès la vie in utero, sont

intimement liés avec le fonctionnement du cerveau : le cerveau procède et intervient au premier plan

dans la biologie des systèmes.

66

La recherche en Neurosciences est donc avant tout pluridisciplinaire. Les grandes universités, les grands

établissements de recherche ne s'y sont pas trompés, ils s'organisent en Instituts, pôles de compétitivités,

rassemblant des compétences venues d'horizons divers autour de thèmes entrant dans le champ des

Neurosciences. On ne peut que s'en féliciter. Toutefois, et c'est logique, la principale préoccupation des

recherches sur le fonctionnement cérébral concerne le domaine de la santé et plus particulièrement celui

du vieillissement et des maladies neurodégénératives. La France, à cet égard, tient un bon rang dans le

paysage mondial et l'Institut Thématique des Neurosciences d'Aviesan a pour objectif de fédérer et de

coordonner les orientations de recherche en ce domaine.

En revanche les recherches et développement à visée industrielles en sciences cognitives et pour

l’ingénierie des systèmes, par exemple sur les environnements virtuels ou interfaces homme-machines

ne font l'objet d'aucun grand programme, même si plusieurs équipes s'y consacrent isolément.

Le ministère de la défense, grâce aux financements de la DGA et aux études menées par l'IRBA n'est pas

complètement absent de ce paysage. Cela est-il pour autant suffisant ? Le premier constat est qu'il existe

des niches spécifiques, en lien avec les Neurosciences, étroitement liées aux contingences d'emploi des

forces armées qui intéressent peu le grand public : entraînement, vision nocturne, interactions psycho-

sensorielles, performance sous stress, sécurité des systèmes à risque, gestion des erreurs ....

Il est intéressant de constater que les grands thèmes dans lesquels investit le Département de la défense

américain relèvent des mêmes préoccupations que celles qui figurent dans la politique scientifique et

d'orientation (PSO) de la DGA. Certes la recherche de défense aux USA est beaucoup plus présente, en

Neurosciences comme en d'autres domaines et les budgets sont sans commune mesure avec ce qui est

envisageable en France. Mais ce déséquilibre n'empêche pas les échanges et les collaborations qui

bénéficient à tous. Les priorités s'adressent aux trois temps opérationnels : la préparation des actions

militaires et des équipements, la conduite des opérations, et la récupération des forces.

POUR CHACUN DE CES TEMPS LES NEUROSCIENCES PEUVENT ETRE CONTRIBUTIVES : SELECTION DE L'APTITUDE A

L'EMPLOI, STRATEGIE DE FORMATION ET D’ENTRAINEMENT, NOTAMMENT A TRAVERS LA SIMULATION, ASPECTS

NEUROSENSORIEL DES CONCEPTS ERGONOMIQUES DES INTERFACES, POUR LE PREMIER TEMPS, LA GESTION DES

FUSIONS DE CAPTEURS ET DES ERREURS, LA GESTION DES PRISES DE DECISIONS POUR LE SECOND TEMPS. POUR LE

TROISIEME TEMPS LES NEUROSCIENCES SONT MAJORITAIREMENT CONTRIBUTIVES DANS LE DOMAINE MEDICAL ET

POUR LE SOUTIEN MEDICO-PSYCHOLOGIQUE.

Les recommandations et les propositions de mise en œuvre issues de ce constat appartiennent à deux

ensembles répondant, d'une part, au phasage mentionné ci-dessus, ces recommandations sont à

dominantes techniques, et, d'autre part, à des questions d'ordre structurel et éthique.

Parmi les recommandations d'ordre technique il paraît important de souligner celle préconisant à la

défense d’anticiper des besoins de disponibilité et de maîtrise de grandes masses de données, en

participant à des programmes nationaux, voire internationaux, de collectes de données à la fois

comportementales, biologiques et génétique. Il s'agit d'une action de longue haleine dont il est difficile

de mesurer l'impact à ce jour. Ce qui a paru certain, c'est que tout ce qui relève du « big data » ne peut

être négligé par le secteur défense.

Il est évident que cette recommandation, comme beaucoup de thèmes en Neurosciences qui touchent à

l'intimité de l'homme, est particulièrement sensible et peut soulever des questions d'ordre politique et

éthique. Le second groupe de recommandations s'est donc avéré incontournable. Le soutien et

l'utilisation des Neurosciences par le secteur militaire et de la défense suscite des débats éthiques qui

doivent être très ouvert. Ils n'ont été qu'ébauchés. Le positionnement énoncé, à savoir les principes de


67

réversibilité, de libre-arbitre, de respectabilité et de respect de la vie d’autrui associé à un process de

« qualité éthique » (incluant charte, comité, suivi d’experts, consentement informé et sécurité

informatique) reflète bien entendu le point de vue du groupe de travail - et ne saurait figer le regard à

avoir sur les Neurosciences dès que l'on parle de défense, y compris sur les risques de détournement de

ces savoirs et savoir faire à des fins prohibées. Un tel débat doit être poursuivi et il s'inscrit tout à fait dans

une démarche qui aujourd'hui tend à se généraliser dès que l'on aborde des questions de prospective

technologique y compris, et surtout peut être, dans le domaine militaire.

68

GLOSSAIRE

ACSO Action et Cognition en Situation Opérationnelle

ADN Acide DésoxyriboNucléique

ARN Acide Ribonucléique

ARNm ARN messager

BCI Brain-Computer Interface

CAVE Cave Automatic Virtual Environment

CEB Centre d’études du Bouchet

CIC Centres d’Investigation Clinique

CHU Centres hospitaliers universitaires

CRM Cockpit Resources Management

CSAR Combat Search And Rescue

CSOC Centre de Surveillance Opérationnel des Combattants

CTH Couleur Tête Haute

DARPA Defense Advanced Research Projects Agency

DGA Direction Générale de l’Armement

DOD Department Of Defense

EEG Électro-EncéphaloGraphie

ESPT Etat de Stress Post-Traumatique

fNIRs functional Near-InfraRed spectroscopy

GRAIN Génétique, Robotique, Intelligence Artificielle, Nanotechnologies

GV Grenadier Voltigeur

HIIA Hôpital InterArmées

ICM Institut du Cerveau et de la Moelle Epinière

IED Improvised Explosive Device

IFRI Institut Français de Relations Internationales

IMASSA Institut de médecine Aérospatiales du Service de Santé des Armées

INMED Institut de Neurobiologie de la Méditerranée

INAF Institut de Neurobiologie Alfred Fessard


69

IRBA Institut de Recherche Biomédicale des Armées

IRM Imagerie à Résonance Magnétique nucléaire

IRMf Imagerie à Résonance Magnétique fonctionnelle

JVN Jumelles de Vision Nocturne

LISA Laboratoire d’Ingénierie des Systèmes Automatisés (Angers)

MEG MagnétoEncéphaloGraphie

NBIC Nanotechnologies, Biotechnologies, technologies de l’Information et

de la Cognition

NRBC Nucléaire, Radiologique, Biologique, Chimique

OPEX Opération Extérieure

POS Politique d’Orientation Scientifique

PTSD Post-Traumatic Syndrome Disorder

SSA Service de Santé des Armées

SSCE Service de Surveillance des Combattants Engagés

TEP Tomographie par Emission de Positons

TRL Technology Readiness Level

USAMRMC US Army Medical Research and Material Command

VBRM Véhicule Blindé MultiRôles

WRAIR Walter Reed Army Institute of Research

__________________________________________________________________

ANNEXES du rapport

Evolution des Neurosciences : conséquences

pour la défense

72

ANNEXE I

MANDAT CGARM

Annexes rapport CGARM 2012 – Evolution des Neurosciences : conséquences pour la défense

73

74

ANNEXE II

MEMBRES DU GROUPE DE TRAVAIL

Président :

Médecin Général Inspecteur Patrice Binder Inserm

auparavant Directeur de l’IMASSA,

après le poste de Directeur du CEB

Membres :

Médecin Chef Stéphane Buffat IRBA

Professeur Philippe Coiffet Membre de l’académie des technologies,

Directeur de recherche honoraire CNRS

IGA Alain Crémieux (2S) Conseiller CGARM

Claude Eon Conseiller CGARM, consultant,

auparavant Adjoint du Délégué de l’armement,

après le poste de Directeur du CEB

Dr-Ing. Catherine Fargeon Correspondant CGARM,

rapporteur / secrétaire du groupe

Professeur Jacques Mallet Membre de l’académie des sciences,

Salpétrière/ICM,

Directeur de recherche Emeritus CNRS,

Visiting Professor UCSF (San Francisco)

Dr Françoise Russo-Marie Directeur de recherche honoraire Inserm,

Directeur de recherche de la Génopole d’Evry

Médecin Chef Jean-Claude Sarron DGA/SASF


75

ANNEXE III

TABLEAUX DES PROJETS DE RECHERCHE NEUROSCIENCES 2008 - 2011 CONDUITS PAR LE SSA.

N° de l’étude Titre et sujet de l’étude K€

08co704 Effets d'une privation de sommeil sur les réponses inflammatoire et immunitaire

chez l'homme et chez l'animal - Implications sur la performance mentale 40.00

08co705 Le déconditionnement induit par l'embarquement de longue durée 35.00

08ca709 Etude rétrospective de la mortalité et de la morbidité des personnels exposés au

confinement prolongé dans la marine 6.00

09co701-1 Facteurs de vulnérabilité au stress 40.00

09co701-2

Evaluation de la réactivité gabaergique au décours d'un état de stress aigu : étude

prospective pour la recherche d'un indicateur de vulnérabilité à l'état de stress

post-traumatique

8.00

10co703 Effets cognitifs d'un antagoniste des récepteurs histaminergiques H3 en situation

de stress ou de privation de sommeil 70.00

10co704 Fatigue mentale : effet sur la réactivité vasculaire et évaluation de la détection 72.00

10co705 Mécanisme de stress et vulnérabilité à la chaleur 32.00

10co707 Travail posté, somnolence, fatigue et performances : Approche opérationnelle et

fondamentale 156.00

10co708

Détermination d'un outil de mesure de l’impact des stress vécus en fonction de la

résilience des individus : intérêt pour l’évaluation de l’efficacité des mesures de

prévention AIRBAG

52.00

11 ca 701

Influence de l'état de vigilance sur le traitement de l'information sensorimotrice et

le contrôle d'exécution en situation de prise de décision sous pression temporelle

chez l’Homme

30.00

11 ca 702 Compréhension des mécanismes et évaluation de traitements dans le modèle

animal de l’accident neurologique de décompression 44.00

11 ca 707

Mesure de l’excitabilité cérébrale par stimulation magnétique transcranienne et

comparaison avec la technique des potentiels évoqués sensoriels : application à la

sélection du personnel plongeur de la marine

10.00

11 ca 708 Etude des effets de l’hypoxie aiguë sur la mémoire chez le personnel navigant de

l’aéronautique militaire 43.00

76

08co802 Spatialisation des sons et apprentissage 15.00

10co801 COGITER/Opération 3 - Adaptation et Gestion Innovante des Risques 30.00

10co802

COGITER/Opération 2 - Stabilité posturale et mal des simulateurs : rôle de la

sensibilité individuelle aux stimulations visuelles et vestibulaires dans l'apparition

et la persistance des symptômes

32.00

10co803 Gestion des communications dans les systèmes aéronautiques complexes 66.00

10co804 COGITER/Opération 1 : Vision 80.00

11 ca 801 POSER Opération 1 : Acouphènes, fatigue auditive & communication parlée dans le

bruit. 44.70

11 ca 802 POSER Opération 2 : Effets d’interactions entre les référentiels allo-centrés et égo-

centrés sur la localisation de sources uni et multi-sensorielles 63.00

11 ca 803 POSER Opération 3 : Interactions émotion/cognition dans la gestion des situations

à risques 24.00


77

ANNEXE IV

TABLEAUX DES THESES DE RECHERCHE EN COURS EN 2010 FINANCEES PAR LA DGA.

SIGLE Intitulé de la thèseOrganismed'accueil

I2R Démélange non-linéaire d'images hyperspectrales IRITI2R Transition de lois de commande de drone : LPV vs adaptatif ONERA

I2ROptimisation du contraste dans les images polarimétriques : étude théorique, algorithmes et démonstration expérimentale

Institut d'Optique/ CNRS / UPS

I2RAnalyse par des méthodes d'algèbre multilinéaire d'ensembles d'images. Application à la biométrie.

CNRS / Ecole Centrale Marseille / Université Paul Cezanne

I2R Détection et la classification multispectrales de cibles en infrarouge ONERA

I2R Exploration, localisation et navigation multi-robots référencées vision omnidirectionnelle. Université de Picardie Jules Verne

Hom SystLecture en temps réel du contenu de la perception visuelle et de la prise de décision chez le sujet sain et après perturbations focales réversibles : approche combinant neurophysiologie et neurosciences computationnelles chez le primate non-humain

INSB-CNRS

Hom SystDéveloppement de systèmes d'aides perceptives au pilotage Université de la Méditerranée et CNRS

Hom Syst

Modélisation de réseaux sociaux pour la gestion de ressources d'un laboratoire. Capitalisation et indexation sémantique des micro-ressources produites au sein d'une mémoire organisationnelle au même titre que l'ensemble des ressources stockées issues d'autres systèmes. Possibilité d'avoir différentes vues sur ces ressources tout en conservant celle de la création initiale.

Université de Technologie de Compiègne

Hom SystIntégration multisensorielle pour la mémoire et la navigation spatiales chez les animaux et les robots autonomes

UPMC - CNRS

Hom SystEtude des bases cérébrales des comportements adaptatifs humains au moyen de la neuro-imagerie.

Inserm-ens

Hom SystCompréhension de la parole dans le bruit: étude psycholinguistique Unité mixte CNRS & Université Lyon 2Hom SystEtude d'un processus interactif de fouille visuelle de données multidimensionnelles. CEA

Hom SystEtude et modélisation des mécanismes d'accès à la perception consciente : une approche informationnelle par décodage de l'activité cérébrale.

CEA

Hom SystLe temps dans la perception multisensorielle: approche en psychophysique et en magnétoencéphalographie

Inserm

Hom SystBraincom: Bases neuronales de la communication non verbale CNRS

Hom SystETUDE DES MECANISMES DE CODAGE DE L'INFORMATION HAPTIQUE DANS LE BUT DE DEVELOPPER LES CAPACITES DE MANIPULATION DE PROTHESES ET AUTRES SYSTEMES ROBOTIQUES

CNRS

Hom SystDécouplage des systèmes monoaminergiques et état de stress post-traumatique: caractérisation et tentavies thérapeutiques chez le rat.

CNRS

Hom SystDéveloppement d'une interface Cerveau-Machine pour l'optimisation des performances motrices.

CNRS

SHS Etude des bases neurales des retournements de préférence CNRSSHS Contagion émotionnelle en contexte de foule EHESS-ENS-CNRS

SHSLe déploiement de l'action dans un contexte d'incertitude : le militaire et le théâtre des opérations

CNRS

78

ANNEXE V

A PROPOS DES ARTICLES DE B. LANCE SUR LES INTERFACES CERVEAU MACHINES (BCI) ET LES TECHNOLOGIES D’INTERACTIONS CERVEAU MACHINE (BCIT)

La commande par des signaux émis par le cerveau ont fait l’objet d’études dans le cadre des BCI (Brain

Computer Interface) des cellules nerveuses Ce type de commande liée uniquement à l’activité électrique

permet de s’affranchir du langage ou du mouvement. Les systèmes, encore frustes existent (exemples en

commande vocales, automatismes et commandes d’appareillages pour handicapés)

Les transformations des opérations militaires sont aujourd’hui focalisées sur le traitement de

l’information. Cela suppose que les systèmes qui traitent l’information puissent fonctionner en bonne

concordance avec les capacités des soldats en termes de perception et de traitement de l’information, en

tenant compte de leurs limites afin de maximiser leur performance. D’où l’accent sur la neurotechnologie

et les BCIT (brain-computer interaction technologies) qui, pour les auteurs, dépassent et englobent les BCI

(Brain Computer Interfaces). BCIT = système qui intègre les changements dynamiques de l’état du cerveau

d’un individu dans sa fonction, en s’appuyant sur les signaux neuronaux. Il en résulte le problème de la

détection et du traitement de ces signaux.

Les deux principales techniques non invasives de détection des signaux présentés dans ce travail ont des

avantages et des inconvénients sur le plan pratique :

L’EEG enregistre l’expression à la surface de la boîte crânienne de courants générés par les décharges

simultanées de millions de neurones. Même si beaucoup de progrès ont été faits depuis 10 ans dans la

décomposition de ces signaux, ils sont temporellement précis mais spatialement imprécis.

La fNIRs (functional near-infrared spectroscopy) enregistre les variations hémodynamiques (les flux

sanguins) du cerveau. Même si cette technique, longtemps étudiée à l’IMASSA, est encore loin d’avoir la

précision de l’IRM fonctionnelle, la taille des capteurs permet de les embarquer. La maitrise conjointe de

ces deux techniques pourrait aboutir à des développements intéressants et de multiples astuces et

montages sont testés pour obtenir de bons signaux sans gêner le porteur du système de capteurs.

L’analyse spectrale des signaux EEG (depuis 1932), l’analyse des potentiels reliés à des évènements (ERP),

celle de la synchronisation de ces potentiels (ERS) représentent la variété des traitements dont le but est

d’identifier des marqueurs robustes de la relation entre l’activité neuronale et le comportement humain :

c’est l’enjeu du développement futur et de l’utilisation des BCIT. Quant aux BCI fonctionnel, comme cela a

été mentionné plus haut, les résultats obtenus, souvent trop largement médiatisés ne sont que des

balbutiements : écriture lettre par lettre, conduite élémentaire d’un drone, d’un robot, ou de

mouvements d’une prothèse. La transmission reste lente (20 à 24 bits/mn). Espoirs légitime pour corriger

ou suppléer des handicaps, ces BCIs sont encore loin de pouvoir représenter une technologie mûre pour

les systèmes militaires….mais les choses évoluant vites, l’investissement de la recherche militaire sur ces

sujets est pertinent et légitime.

Aux USA, des essais sont menés par les militaires pour améliorer :

- l’aide à la reconnaissance d’une cible,

- la performance en présence de stress et de fatigue,

- la conception de systèmes et les processus d’évaluation.


79

Les mêmes auteurs estiment que dans les décades qui viennent, les technologies basées sur le cerveau

permettront pour la première fois d’avoir une vision profonde des états cognitifs et émotionnels et des

processus cervicaux des gens qui les utiliseront, révolutionnant aussi leurs relations mutuelles. Les BCI

évoluent vers l’ABCI (augmented BCI) par utilisation simultanée de l’imagerie du cerveau et du traitement

des signaux EEG ou/et fNRIs. On voit déjà des applications de ceci dans des jouets dont les commandes

utilisent ces techniques (ex : Star Wars Force Trainer par Uncle Milton ou le Mindflex par Mattel).

Cette vision optimiste repose sur les trois postulats suivants :

- Le système nerveux sous-tend le comportement humain, l’élément central du système nerveux est le cerveau et celui-ci possède une information supplémentaire, mais elle ne peut pas être déchiffrée à partir dudit comportement.

- Les processus du cerveau humain sont variables en temps, que ce soit pour un groupe ou pour un individu. Cette variabilité peut être utilisée pour concevoir des technologies adaptées à l’utilisateur individuel et à son état mental courant.

- Le système nerveux humain traite et stocke de l’information d’une manière très différente de celle de l’ordinateur avec lequel il peut interagir. Ces différences conduisent à des possibilités séparées qui peuvent être exploitées pour développer de nouvelles technologies humain-ordinateur avec des performances supérieures aux systèmes courants.

Il reste à savoir comment ces postulats peuvent être exploités concrètement.

Les fonctions du cerveau les plus étudiées sont celles associées aux stimuli sensoriels : domaine visuel,

neuro-imagerie reliée à des comportements ou à des émotions (beaucoup de travaux appliqués

médicalement par exemple à l’épilepsie, au déficit attentionnel, à l’autisme, aux faibles et sévères lésions

cérébrales, au stress post-traumatique, à l’insomnie, aux douleurs chroniques, à Alzheimer, aux

addictions…) « The field of BCIs will continue to rapidly advance in the near-future. ». Les utilisations

futures des BCIT proposés sont en général :

- la commande de tâches que le sujet est en train d’exécuter,

- la prédiction de l’exécution,

- le contrôle d’une tâche particulière,

- l’assistance par adaptation de l’environnement local de la tâche,

- la détection et suggestion de mesures préventives.

Pour ce faire, on peut utiliser soit un contrôle direct (on fait quelque chose), soit un contrôle indirect (on

relève et corrige les erreurs dans l’exécution). Le contrôle direct se caractérise par une faible largeur de

bande et un faible rapport signal sur bruit (ce qui la rend la commande délicate). Pour le contrôle indirect

il faut être capable de saisir qu’une erreur est en train de se manifester ce qui exige une grande stabilité

et fiabilité dans la détection des signaux utilisés.

La communication s’appuie sur trois objectifs :

- accroissement de la largeur de bande entre l’homme et l’ordinateur et accroissement de l’efficacité de cette largeur de bande (est-ce bien la bonne bande passante ?),

- accroissement ou prédiction de la compréhension de l’information dans son contexte,

- aider à la formation d’idées chez l’utilisateur.

Les BCI devraient permettre de prédire certains aspects de la compréhension de l’information. Ils

devraient être des indicateurs généraux de compréhension ou d’efficacité de communication entre les

80

parties. On arriverait alors à la formation de lexiques sémantiques du lien humain-ordinateur (lexiques

incluant des mots, des images, des sons, etc.)

Modification des traitements du cerveau

Les utilisateurs peuvent penser à se servir de ces technologies pour modifier activement leur propre

fonctionnement neuronal du cerveau. Des applications potentielles pour l’entrainement (apprentissages)

et la réhabilitation sont à l’étude. Des désordres mentaux (dépression par exemple) sont traitables de

cette façon.

Dans ces cas, on peut faire appel à d’autres techniques comme la stimulation neuronale non invasive à

l’aide de champs magnétiques ou de la lumière infra-rouge.

On pourrait donc en combinant des technologies de stimulation neuronale à haute résolution et des BCI à

neuro-feedback, permettre à l’usager de stimuler des régions du cerveau insuffisamment actives par

rapport à l’état désiré ou de supprimer l’activité de régions du cerveau trop actives par rapport à l’état

désiré.

Evidemment il y a un risque considérable à faire ceci (si on y arrivait), car on court droit vers la

manipulation possible du cerveau des gens qu’on mettrait dans l’état désiré… Problème éthique.

Détection de l’état du cerveau

Le but est la détection assez précise de certains états liés à la fatigue, l’attention, l’excitation et des

niveaux affectifs. Ceci permettrait d’aménager l’environnement pour s’adapter aux possibilités de

l’utilisateur dans l’exécution de tâches. C’est l’exemple de l’aide à la conduite chez un conducteur fatigué

et nombreuses autres applications possibles faciles à imaginer qui vont du traitement de la migraine à

celui d’Alzheimer en passant par l’absorption de nourriture adaptée à un moment, à un régime, les

problèmes de sommeil, etc.

EN SOMME,

Tout cela ne révolutionnera pas que les interfaces technologiques, mais les rapports de l’homme avec les

ordinateurs et les rapports de l’homme avec ses semblables, disent les auteurs de l’article. Les porteurs

de projets américains sont optimistes. Ils pensent que les BCI et BCIT vont sortir des applications

aujourd’hui utiles pour les handicapés : « We foresee dramatic new human-system interactions arising

that lead to a revolution in the effectiveness of soldier-system capabilities. »


81

ANNEXE VI

EXEMPLES DE PROGRAMMES DE RECHERCHE EN NEUROSCIENCES FINANCÉS PAR LA DARPA

Intitulé du programme & description sommaire 2010 2011 2012 M$

Technologies des Neurosciences

Soutien à des études exploratoires dans tous les secteurs - neurobiologie,

neuro imagerie, neurosciences cognitives…etc. pour des développements

s'adressant au soutien du militaire - soutien psychique, prise de décision,

stress opérationnel, dégradation des performances cognitives et

restauration de celles-ci.

13,5 14,3 14,5 42,3

Cognitive Technology Threat Warning System (CT2WS)

C’est un détecteur visuel individuel de menaces rassemblant des

technologies disparates - détecteurs visuels, imageurs, traitement

d'images….

9,8 12 1,8 23,6

Biomimeting computing

Ce programme ambitionne d'arriver à des simulations sur ordinateur du

fonctionnement du cerveau. (biomimétique).

5,3 4 9,3

Human Assisted Neural Devices

Assistance médicale et surveillance neurologique. Etude fondamentales sur

la compréhension des différents "langages" cérébraux pour diverses

applications militaires et de sécurité aussi bien médicales qu'opérationnelles

16 18 34

Reliable Neural-Interface Technology (RE-NET)

interface cerveau machines fiables, prothèses cérébrales 24,5 24,5

Reliable Neural-Interface Technology (RE-NET) 6 20 26

Preventing Violent Explosive Neurologic Trauma (PREVENT)

Prévention des traumatismes du cerveau 0

Cognitive cloud ou "nuage cognitif"

Programme à cheval entre les sciences cognitives et les sciences sociales. Il

fait appel à des innovations dans les technologies de l'information, Internet,

la modélisation comportementale et sociétale. Réagir à des cyber-attaques

9 10

Cognitive networking

Architecture de réseaux intelligents d'information et de communication

capables de s'autoréguler voire de s'auto-améliorer SAPIENT, LANDroids, et

BOSS.

16,5 5,5 22

82

Personalized Assistant that Learns (PAL)

Assistant personnel du militaire pour le tenir informé des situations

opérationnelles et du déroulement de la mission. Le système élabore des

scenarios pédagogiques pour la formation et l’entrainement.

17,3 10,8 28,1

Foundational Learning Technology

Système cognitif expert capable d'acquérir en continu des informations en

provenance de situation réelles, de retour d'expérience et de les analyser

pour proposer des réponses adaptées à des situations nouvelles.

8,3 6,8 15,1

Maintaining Combat Performance

Soutien les performances en conditions extrêmes, en présence de facteurs

de stress.

6,1 15 21,1

Multilingual Automatic Document Classification, Analysis and Translation

(MADCAT)

Système cognitif expert capable de lire et traduire des documents étranger

et d'en donner une interprétation

14,7 15,4 19,9 50

Mathematics of the brain

Développement d’algorithmes mathématiques destinés à comprendre le

fonctionnement du cerveau

1,9 6 10 17,9

Physics in Biology

Programme plus spécialement dédié à la perception acoustique.

Neurosciences et modélisation physique de signatures acoustiques dans le

but de déterminer des modifications pouvant réduire la perception centrale.

8,3 14,3 22,6

Healing Heroes

Outil de détection et d'éducation de patients et groupes de patients et de

leur entourage (familles) présentant des PTSD et des séquelles de

traumatisme crânien. Soutien médico-psychologique.

6 14,9 9 29,9

Systems of Neuromorphic Adaptive Plastic Scalable Electronics (SyNAPSE)

Développement de circuits et de réseaux électroniques "neuromorphes"

pour la robotique et les interfaces hommes machines. Application aux

environnements virtuels pour la simulation, l'entrainement.

17 27,6 31 75,6

Neovision 2

Système permettant l'utilisation du canal visuel pour en accroitre les

capacités perceptives et discriminantes.

15,6 11,5 1,5 28,6

TOTAL DES ENGAGEMENTS 2010-2012 162,3 196,1 121,2 479,6


83

ANNEXE VII

UN EXEMPLE HISTORIQUE DE RECHERCHE EN NEUROPHARMACOLOGIE MENE PAR LES SERVICES DE RENSEIGNEMENT AMERICAIN DANS LES ANNEES 1950 : LE PROJET MKULTRA

MKULTRA fut l’un des plus important et peut être le plus secret des programmes de la CIA dans les années

50, à la limite des recherches pour la mise au point d’agents chimiques et biologiques. Sous ce nom de

code se cachaient plusieurs sous projets (il y en aurait eu près de 150) relatifs au contrôle mental, à la

modification des comportements, et même à la perception extra-sensorielle… Les expériences réalisées

dans le cadre de ce programme relevaient à la fois de la psychologie, de la sociologie, de la psychiatrie, de

l’anthropologie, de la graphologie et faisaient appel à l’étude des électrochocs, de l’hypnose ou des

substances psycho-chimiques ainsi qu’à quantité d’autres techniques et matériaux.

MKULTRA fut proposé par Richard Helms, vice-directeur chargé des programmes, au directeur de la CIA

qui l’approuva le 13 avril 1953. Tout ce qui le concernait devait être entouré du secret le plus absolu, car

la révélation de certains aspects aurait pu provoquer des « réactions fortement hostiles » de la part de

l’opinion publique américaine. On craignait également des actions offensives de services de

renseignement (adversaires ou concurrents). Par ailleurs, quelques-unes des expériences devaient se

dérouler à la limite de la légalité ; il convenait donc de les réaliser dans la plus complète discrétion.

La recherche et la mise au point de substances susceptibles d’altérer le comportement humain

comportaient trois phases :

- d’abord, la recherche de matériaux pouvant se prêter à l’étude,

- ensuite, des tests en laboratoire sur des volontaires dans différents types d’institutions,

- enfin, la mise en œuvre sur le terrain des composés sélectionnés.

La première étape fut franchie grâce à divers spécialistes travaillant dans des universités, des groupes

pharmaceutiques, des hôpitaux, des institutions d’État ou fédérales et des organismes privés de

recherche. Les chercheurs impliqués ignoraient généralement qu’ils œuvraient pour la CIA car l’argent

nécessaire à leurs travaux leur était versé par des fondations n’ayant apparemment rien à voir avec

l’agence.

La seconde étape impliquait le concours de médecins, de toxicologues et de spécialistes en psychologie,

en psychiatrie et en pharmacologie. Les responsables du projet soumirent des volontaires à de nombreux

tests. Ils les recrutèrent, pour la plupart, dans des prisons et dans des hôpitaux. Plusieurs expériences

furent réalisées au Centre de Réhabilitation de Lexington, dans le Kentucky, qui était une prison pour

drogués et un centre de désintoxication. On proposait aux prisonniers de leur administrer un

hallucinogène et de leur fournir en échange la drogue à laquelle ils étaient accoutumés. Le plus souvent,

l’hallucinogène était du LSD et la drogue de l’héroïne. Les doses administrées dépassèrent l’imaginable :

au cours d’une expérience, sept hommes restèrent sous l’influence du LSD pendant soixante-dix-sept

jours consécutifs !

Ces psychotropes furent également expérimentés dans des hôpitaux psychiatriques. On sollicitait l’avis

des internés mais « la plupart présentaient un quotient intellectuel d’environ 60. Si l’on prend pour base

un classement psychométrique de la déficience mentale, le QI de 60 correspond aux débiles mentaux,

donc inaptes à donner un quelconque consentement ».

84

La dernière phase nécessitait que l’on fît absorber des substances psycho-chimiques – principalement du

LSD – à des sujets non volontaires et non prévenus afin d’étudier leur comportement dans la vie de tous

les jours.

Des officiers du Narcotics Bureau travaillant pour la CIA, commandés par un certain George White, un

ancien journaliste. White commença par louer un appartement à Greenwich Village, à New York, et

l’aménagea de telle sorte qu’il pût voir tout ce qui s’y passait sans être vu. Des prostituées étaient

chargées d’y attirer des hommes et de leur offrir des boissons contenant du LSD ou de l’huile de cannabis.

D’autres expériences furent réalisées dans des bars. Des officiers travaillant pour White versaient

subrepticement du LSD dans les verres de consommateurs dont l’attention avait été détournée. Enfin, on

eut également recours à des aérosols dans des toilettes et dans des pièces closes.

On ignore ce qu’il advint des cobayes involontaires, car il était difficile de les suivre une fois l’expérience

terminée, mais ce genre de tests fit au moins un mort : le Dr Franck Olson, un civil travaillant pour

l’armée.

Le 18 novembre 1953, un groupe d’une dizaine de savants de la CIA et de la SOD s’étaient réunis pour une

conférence, comme ils le faisaient deux fois par an, dans le Maryland. L’un d’eux, le Dr Sidney Gottlieb,

désirait profiter de l’occasion pour réaliser une expérience à l’insu des autres membres du groupe. Il

demanda à un autre agent de la CIA, le Dr Robert Lashbrook, de verser « une très petite dose de LSD »

dans une bouteille de Cointreau qui fut servie après le dîner, le 19 novembre au soir. Deux membres de la

SOD n’en prirent pas, l’un parce qu’il ne buvait pas et l’autre pour des raisons de santé. Quand ils eurent

fini leurs verres, une vingtaine de minutes plus tard, le Dr Gottlieb informa les autres participants qu’ils

venaient d’absorber du LSD. Bientôt, la drogue commença à faire son effet. Les gens de la SOD devinrent

bruyants, hilares, incohérents dans leurs propos comme dans leur comportement, et la réunion se

transforma en une partie de fou rire qui se prolongea jusqu’à une heure avancée de la nuit. Les

participants essayèrent tout de même d’aller dormir, mais ceux qui avaient pris du LSD ne parvinrent pas

à trouver le sommeil.

Le lendemain matin, si l’on excepte des signes évidents de fatigue, le Dr Franck Olson, un expert en

aérobiologie travaillant à Fort Detrick, ne parut pourtant pas montrer de symptômes alarmants et il

semblait avoir recouvré toute sa lucidité. Le 23 novembre, Olson se mit à montrer des signes de

dépression. La conférence avait pris fin. Les participants avaient regagné leur foyer et retrouvé leur

travail. Le comportement de l’aérobiologiste commençait à inquiéter sa famille et ses amis.

Le mardi, le colonel Vincent Ruwet, supérieur d’Olson, décida de le placer sous surveillance médicale. Il

appela Lashbrook qui proposa de le faire examiner par le Dr Abramson, un médecin new yorkais

connaissant bien les effets du LSD et ayant l’habitude de travailler pour la CIA. Ruwet, Lashbrook et Olson

prirent l’avion pour New York. Ils y restèrent deux jours et, le jeudi 26 novembre, ils prirent le chemin du

retour pour qu’Olson pût passer les fêtes de Thanksgiving en famille. Mais Olson avait peur de revoir les

siens. Dans l’avion, il en informa Ruwet qui, à contrecœur, accepta de le laisser retourner à New York en

compagnie de Lashbrook tandis que lui-même irait prévenir Mme Olson.

Les deux hommes regagnèrent New York le même jour et retournèrent voir le Dr Abramson. Le médecin

conseilla de placer son patient sous la surveillance d’un psychiatre et les deux hommes décidèrent de

rentrer le samedi matin.

Le vendredi soir après avoir regardé la télévision, ils allèrent se coucher. Olson aurait déclaré, avant d’aller

dormir, qu’il se sentait beaucoup plus détendu que lorsqu’il était arrivé à New York. « Il n’avait plus l’air

particulièrement déprimé », précisa Lashbrook. Les deux hommes s’endormirent et, à 2h30 du matin,


85

Lashbrook fut réveillé en sursaut par un fracas de verre brisé : Olson venait de sauter à travers la fenêtre

fermée et gisait au milieu d’une mare de sang, dix étages plus bas, dans la 7e Avenue…… On raconta à la

police qu’Olson souffrait de dépression, sans mentionner le LSD, et l’on dit à sa femme que sa mort était

la conséquence fâcheuse et imprévisible d’un travail qu’il était en train d’accomplir… sans autre précision.

Le projet MKULTRA prit fin en 1964 et fut intégré à un programme plus vaste baptisé MKSEARCH. Vers la

fin des années 60, le programme MKSEARCH arrêta les travaux sur le LSD mais deux autres projets,

MKCHICKWIT et MKOFTEN, destinés à identifiés des substances actives sur les fonctions cérébrales furent

poursuivis jusqu’en 1973… »

86

ANNEXE VIII

EXEMPLES DE DEVELOPPEMENTS LIES AUX NEUROSCIENCES

De la télé présence à la télé existence

La télé présence a été largement diffusée au travers du concept de drones de surveillance, puis de l’action

des drones armés sur les récents théâtres d’opération.

La télé existence correspond à la commande d’un drone de type humanoïde, au travers d’une interface

disposant de retour perceptif sur l’environnement.

Ce type de drone est développé principalement au Japon, dans le domaine du « Care ». Toutefois, les

applications militaires apparaissent de façon évidente.

Pour être réellement efficace, la télé existence devra dépasser de nombreuses limitations, notamment

dans le domaine de la perception indirecte, et du transfert de la motricité fine.

Un des intérêts mis en avant est l’adaptabilité du concept qui se satisfait d’un « simple » changement

d’opérateur pourvu qu’il possède une expertise mise en application au travers du module de télé

présence.

L’essor opérationnel des robots intégrés

Swarm robotic/autonomous ou semi autonomous (voir plusieurs sites internet).

Parmi les nouvelles Interfaces adaptatives et de gestion, on peut citer l’exemple du Cockpit du futur de

THALES Avionics. La vision du cockpit du futur est contenue dans un « white paper » interne daté de 2010,

sous le titre « Cockpit 3.0 ». Il représente une certaine rupture, car il s’appuie d’abord sur des concepts

liés à l’opérateur humain dans son environnement, avant de proposer explicitement des produits

technologiques au-delà d’un niveau de maturité TRL6.

Les tendances lourdes qui vont contraindre les développements sont les besoins suivants :

- réduire l’équipage (humain),

- optimiser la ressource conservée,

- réduire les coûts de formation et d’entrainement pour des raisons à la fois économique et opérationnelle.

Un constat techno-centré autour de la notion de « push » met en lumière certains éléments qui

pourraient répondre à ces demandes :

- améliorer le lien entre l’opérateur et son système,

- gérer la complexité,

- interaction collaborative (des bio-senseurs sont développés pour consolider la détection d’intention ainsi que des interfaces adaptatives),

- nouveaux langages d’interaction (comprendre écran tactile de l’iPhone),


87

- l’humain augmenté.

Pour aller vers ces objectifs, Thalès a créé un laboratoire, le HAEL (Human Engineering in Aerospace Lab.)

pour collaborer avec d’autres entités dont la recherche académique. C’est là que les travaux de recherche

sur le COFUR sont menés au sein de la division avionique qui est duale.

THALÈS a retenu les pistes suivantes pour tenter de répondre aux attentes des futurs clients :

- faire un design d’interface écologique, qui respecte le modèle mental de l’opérateur, au travers de la fusion de données et de l’automatisation,

- mieux appréhender la décision collaborative, et gérer la distribution de la compréhension de la situation entre les opérateurs et les agents (autonomes par exemple) impliqués,

- dématérialiser d’une part, et trouver des moyens d’interactions plus naturels, comme pour l’écran tactile de l’iPhone.

Plusieurs exemples de technologies sont proposés pour caractériser l’homme augmenté :

- le concept de tatouage électronique, dont l’énergie provient de la circulation sanguine, et qui permet une connexion de type Bluetooth (Jim Mielke’s digital tattoo concept 2008),

- les bijoux électroniques de Philips, Skintile (2008), qui explore les émotions de leur porteur,

- les prothèses de fibre de carbone d’Oscar Pistorius,

- Les lunettes MyVu personal viewer (2010),

- les derniers développements de BCIs.

L'avenir des postes de travail

Une interface adaptative, qui évolue au grès des analyses effectuées sur les capacités instantanées de

l'opérateur, basée sur une mesure en continue, longitudinale de l'opérateur, et non sur des lois

génériques fondées sur des moyennes entre individus. C'est une customisation automatique de

l'interface.

Plusieurs axes de travails sont nécessaires :

- le monitorage de l’opérateur sans contact,

- l’interprétation des données (et leur stockage)

- le modèle d’adaptation de l’interface

- les modalités de l’interaction avec un tel système (ou la théorie du « moi informatique »)

L’avenir de la commande Cerveau Machine

Le système nerveux humain traite et stocke de l’information d’une manière très différente de celle de

l’ordinateur avec lequel il peut interagir. Ces différences conduisent à des possibilités séparées qui

peuvent être exploitées pour développer de nouvelles technologies humain-ordinateur avec des

performances supérieures aux systèmes courants.

De nouveaux types d'ordinateurs "biologiques" s'inspirant du fonctionnement cérébral pourraient être

conçus.

88

Les transformations des opérations militaires sont aujourd’hui focalisées sur le traitement de

l’information. Cela suppose que les systèmes qui traitent l’information puisque fonctionner en bonne

concordance avec les capacités des soldats à percevoir et traiter l’information, en tenant compte de leurs

limites afin de maximiser leur performance.

D’où l’accent sur la neurotechnologie et les BCIT (brain-computer interaction technologies) qui, pour les

auteurs, dépassent et englobent les BCI (Brain Computer Interfaces). (Voir aussi ANNEXE III)

BCIT= système qui intègre les changements dynamiques de l’état du cerveau d’un individu dans sa

fonction, en s’appuyant sur les signaux neuronaux. D’où le problème de la détection et du traitement de

ces signaux.

Le CEA, par exemple, s’oriente vers l’usage de nanomatériaux symbiotiques. L’électrode intracérébrale se

constitue alors de manière non invasive par un ralliement co-localisé des nanomatériaux sous

magnétisme.

Utilisations futures des BCIT (Brain Computer Interaction Technologies) :

- commande de tâches que le sujet est en train d’exécuter

- prédiction de l’exécution,

- contrôle d’une tâche particulière

- assistance par adaptation de l’environnement local de la tâche

- détection et suggestion de mesures préventives

Cette notion revient fréquemment. Il est cependant peu probable qu’elle puisse conduire à des

applications militaires dans les toutes prochaines décennies, mais les potentialités de ce domaine

émergent justifieraient un effort accru dans ce domaine.

L’évaluation empirique des applications de type Interfaces Cerveau Machines

(ICMs)

La première étape de ce type d’évaluation est la définition des utilisateurs : il s’agit de passer du domaine

médical au domaine des militaires en opération. Ainsi, la motivation, les capacités intellectuelles et

pratiques ainsi que les capacités d’apprentissages sont très variables. De même, l’environnement

d’utilisation doit être connu et anticipé. Il y a un écart substantiel entre le laboratoire, l’hôpital, la vie

quotidienne et les terrains d’opérations. Les contraintes associées doivent être convenablement évaluées

(systèmes robustes, durcit, d’utilisation relativement facile, résistants aux interférences, discrets, etc.).

L’évaluation de tous ces éléments doit permettre de développer des scenarii d’usages types qui vont

permettre de tester réellement l’ICM envisagée.

Une étape importante consiste à générer des documents d’usage, servant de base aux documents de type

notice d’utilisateur.

Un des rares articles relatant les difficultés de mise en œuvre d’une ICM reprend les résultats principaux

d’un déploiement à domicile d’une ICM de type médical (Leeb et al., 2011) :

- le classifieur et le transfert des configurations fonctionnent parfaitement tant qu’une connexion (de type internet) efficace est disponible ;

- Un support à distance permet de résoudre la plupart des difficultés de l’utilisateur ;


89

- La version déployée reste du domaine de l’expert. Elle n’est pas “user-friendly”, c’est à dire utilisable facilement par un utilisateur non formé. En particulier, les connexions pour le recueil des signaux sont trop nombreuses ;

- Le technicien devrait avoir des connaissances fondamentales et pratiques sur les ICMs, afin de réaliser des ajustements sur site

- Les experts des ICMs et les utilisateurs de terrains n’ont pas la même connaissance des systèmes. Leurs langages opératifs étant différents, il en résulte que les représentations mentales différent rapidement ; cela entraine des difficultés de partage d’informations et de résolution de problème ;

- Ce point est particulièrement important quand les langues maternelles sont différentes. Ce type de difficulté facteurs humains est couramment rencontré en aéronautique de défense ;

- Le montage des électrodes par des non-experts est trop long; cela permet d’exclure sur le terrain ce type de casque EEG;

- Un soin particulier doit être apporté à la formation des utilisateurs, ainsi qu’aux aspects de motivation et de confiance dans le système.

De manière générale, classiquement, l’entrainement avec les ICMs ne requière pas 100% de classification

correcte. Toutefois, il est primordial d’étudier l’impact dans un scenario adéquat d’une décision incorrecte

du système, selon une méthodologie de type certification (safety qualification), en partie à cause de

l’impact d’une erreur sur la charge imposée par l’ICM au sujet.

Les sujets ne peuvent pas classer l’ensemble des composants avec la même facilité. Il existe des biais de

classification qui peuvent entrainer une sévère détérioration des résultats.

Il faut faire la part entre le contrôle intentionnel et le non contrôle intentionnel (exemple : les périodes

d’attentes). Un grand nombre d’applications de type ICM forcent le sujet à de longues périodes

d’attentes, pendant lesquelles le sujet délivre de nombreux faux positifs. Il en résulte une grande

frustration de la part de l’utilisateur, ce qui dégrade la performance globale et la confiance dans le

système. A contrario, un mode « pause » actionnable est vécu comme très appréciable en cas de fatigue.

Enfin, des commandes partagées ou alternatives (ICM et non ICM) semblent également utiles, pour avoir

un mode de fonctionnement dégradé ou de récupération.

L’émergence de NIS (neural interface système) pour le combattant

Interface destinés à l’amélioration des performances ou de protection de type filet de sauvegarde. Les

processus du cerveau humain sont hautement variables en temps, pour un groupe ou pour chacun. Cette

variabilité peut être utilisée pour concevoir des technologies adaptées à l’utilisateur individuel et à son

état mental courant.

90

ANNEXE IX

ETHIQUE ET NEUROSCIENCES / ENTRETIEN AVEC LES PROFESSEURS AXEL KAHN ET FRANCOIS BERGER.

Le professeur Axel KAHN est docteur en médecine et en sciences physiques. Il vient de terminer son

mandat de Président de l’Université Paris Descartes.

Le professeur François BERGER est neurobiologiste. Ses centres d’intérêt actuels sont l’oncologie, la

biologie et les nanotechnologies. Il dirige le groupe CLINATEC au CEA.

Après une brève introduction des participants, le président du groupe de travail rappelle les objectifs de

l’entretien : éclairer le groupe par une réflexion sur l’éthique des applications potentielles des

Neurosciences dans le domaine militaire - sélection, entraînement, interface homme/système,

régénération, amélioration du potentiel, prise en charge des PTSD…

Axel KAHN

Axel KAHN prend la parole sur les questions d’éthique que l’on peut se poser dans un contexte militaire.

- Quelle action correcte dans le cadre d’une tension ? Au nom de quelles valeurs ?

- Comment réintroduire l’impératif éthique ? Peut-il être réintégré dans un cadre qui nécessite de tuer des êtres humains ?

Chez le malade, le problème est simple, car il s’agit de compenser les inégalités physiques. Dans le

domaine sportif, la justification disparait, car le motif « que le meilleur gagne » est insuffisant : il n’est pas

éthique de tricher.

Or, ce dernier point, dans le domaine militaire, est un des points clés. Comment conférer à nos soldats

des capacités supérieures ? A partir de quand les moyens mis en œuvre ne sont-ils plus compatibles avec

l’humanité du soldat ? Par exemple, l’utilisation de populations clonées.

L’humanité d’une personne est le cœur du problème. Comment faire en sorte que le soldat redevienne ce

qu’il est pour lui-même ? En quoi sommes-nous humains les uns et les autres ?

Le même moyen qui aide le malade va pouvoir agir sur des personnes saines pour les assujettir. Une fois

son armement déposé, en quoi le soldat redevient-il Monsieur X ? Quels sont les éléments de confiance

qui vont permettre d’assurer que cela n’altère pas leur santé sur le long terme ?

Dans le cas de l’usage des drones, en dépit d’un contrôle déporté, il existe des conséquences

psychologiques pour le servant. C’est la confrontation où l’on inflige un dommage à l’ennemi sans être

atteignable soi-même. Si l’intolérance aux pertes du fort entraine la création de moyens robotisés, tels les

drones ou les robots du champ de bataille, cela ne pose pas de problème éthique en soi, sauf si cela

entraine la disqualification de la vie humaine de l’adversaire. Quand, dans la confrontation on ne prend

pas de risque pour soi, quelles barrières reste-t-il pour faire un usage disproportionné de sa force ? Cela

peut entrainer une absence de prise en compte de la valeur de la vie humaine. Cependant, on ne peut pas

en vouloir aux militaires de chercher à préserver les leurs. Néanmoins, cela pose un problème de société

et de philosophie.


91

Lorsque l’on augmente une capacité perceptive, le soldat peut garder son libre-arbitre dans l’action. En

revanche, il ne faut pas limiter le libre-arbitre de l’individu pendant ou après l’action.

Il faut faire en sorte que tous les soldats conservent leur humanité.

La stratégie doit permettre la réversibilité.

Concernant la réglementation, A. KAHN réfute l’intérêt d’alourdir la loi, mais suggère qu’un dispositif de

surveillance se préoccupe d’une médecine non lésionnelle.

Synthèse de l’intervention d’Axel KAHN sur l’éthique des Neurosciences

Les trois points clés sont :

- la préservation de la réversibilité, de l’humanité de l’individu,

- le maintien du libre-arbitre du soldat dans toutes ses actions,

- la conservation de la capacité de garder vivant à l’esprit que la vie humaine n’est jamais insignifiante ; elle doit être respectée pendant et après le combat (même si les contextes et les règles sont différents).

Il ressort de cette discussion sur l’éthique que la liste des bénéfices attendus des Neurosciences est bien

réelle, notamment (liste à compléter avec les autres sources et autres comptes rendus) :

- amélioration de la qualité de la nutrition,

- renforcement du système immunitaire,

- accélération de l’apprentissage,

- meilleure préparation aux combats,

mais qu’il faut la préserver des détournements potentiels que la malveillance humaine pourrait engendrer.

Une autre recommandation importante émerge

- Penser les systèmes de manière à ce qu’il y ait moins besoin d’apprendre.

François BERGER

Après une présentation de son domaine de compétence en Neurosciences (Ecole de Alim-Louis BENABID

à Grenoble) et de son rôle dans le projet CLINATEC, François Berger rappelle un fait historique concernant

le prix Nobel pour la lobotomie obtenu en psychochirurgie. Les travaux se sont traduits par des lésions

définitives, notamment du fait de la taille des électrodes utilisées qu’il a fallu enlever, car elles étaient

rejetées par le patient. Des progrès ont été réalisés depuis en matière de miniaturisation et de

stéréotaxie. La neurostimulation profonde est aujourd’hui proposée à titre compassionnel avec des

résultats étonnants.

Ainsi, la neurostimulation dans des buts psychiatriques comporte-t-elle des aspects critiques au plan

éthique :

- une stimulation sous-thalamique limbique entraine des états de bonheur ou de tristesse chez le patient qui ne sont plus de son libre arbitre ;

92

- la neurostimulation doit être restreinte à la partie excito-toxique. Aujourd’hui, l’anomalie peut être localisée de manière fine bien que cela reste encore difficile et par conséquent un axe de recherche.

Le CEA effectue des mesures en tridimensionnel avec 3 à 5 électrodes. Tous les comportements moteurs

et cognitifs peuvent être étudiés. Des travaux sont aussi menés dans les technologies d’interface

cerveau/machine pour capter l’information au niveau du cerveau du sujet tétraplégique.

L’utilisation d’un plan génère automatiquement la formation d’une cicatrice, qui elle-même entraine la

perte de la fonction. Ceci a été étudié aux Etats-Unis d’une manière que l’on ne peut qualifier d’éthique.

Aussi, le CEA s’oriente-t-il vers l’usage de nanomatériaux symbiotiques. L’électrode intracérébrale se

constitue alors de manière non invasive par un ralliement co-localisé des nanomatériaux sous

magnétisme.

Il cite la référence de Donald BRUCE sur le débat entre cellules souches et clonage.

L’homme est doté de 52 ddl (degrés de liberté) au total, dont 25 pour la marche.

Aujourd’hui, on parvient à instrumenter 3 à 10 ddl avec succès. Philippe COIFFET intervient pour indiquer

que, dès 3 ddl, on peut en commander beaucoup plus par une hiérarchie de commandes.

Discussion

Alain CREMIEUX : Doper un individu par une pilule avec effet réversible pour lui permettre de rester vigile

à un moment crucial pour sa survie est acceptable, mais donner de l’alcool et rendre alcoolique n’est pas

éthique.

Axel KAHN confirme que conduire à une dépendance vis-à-vis de l’alcool ou du tabac n’est pas éthique, ni

à court, ni à long terme.

Jacques MALLET renforce en indiquant que le dopage a des effets épigénétiques.

Axel KAHN : Tous les bourrages de crâne sont inéthiques. L’entraînement des soldats peut aboutir à des

épigénèses psychologiques qui laissent des traces indélébiles. Il faut avoir une attitude de

conséquentialisme ; donner la possibilité de ne pas devenir dépendant, de revenir à des comportements

naturels.

François BERGER rappelle que la DARPA, aux Etats-Unis, finance à fond les Neurosciences. Par exemple,

dans le domaine de l’hypermnésie provoquée, la DARPA cherche à démontrer qu’il n’y a pas d’effet

secondaire.

Axel KAHN : J’ai dit par le passé que l’évolution d’une société se mesurait à la place de la femme dans

celle-ci. De la même manière : l’éthique pour les soldats se mesurera à ce qu’ils deviennent une fois qu’ils

ne sont plus soldats.

Patrice BINDER rappelle que le cadre du Modafinil, le médecin militaire reste prescripteur. Il indique que

dans le cas de l’usage des drones, en dépit d’un contrôle déporté, il existe des conséquences

psychologiques pour le servant.

Axel KAHN répond : C’est la confrontation où l’on inflige un dommage à l’ennemi sans être atteignable

soi-même. Si l’intolérance aux pertes du fort entraine la création de moyens robotisés, tels les drones ou

les robots du champ de bataille, cela ne pose pas de problème éthique en soi, sauf si cela entraine la


93

disqualification de la vie humaine de l’adversaire. Quand, dans la confrontation on ne prend pas de risque

pour soi, quelles barrières reste-t-il pour faire un usage disproportionné de sa force ? Cela peut entrainer

une absence de prise en compte de la valeur de la vie humaine. Cependant, on ne peut pas en vouloir aux

militaires de chercher à préserver les leurs. Néanmoins, cela pose un problème de société et de

philosophie.

Alain CREMIEUX introduit ensuite les usages potentiels des Neurosciences : soigner, augmenter et

préserver le soldat.

Axel KAHN demande si on inclut les armes neurochimiques.

Alain CREMIEUX précise que les armes neurochimiques sont interdites.

François BERGER fait état du cas où on pourrait commander une arme en utilisant le soldat comme un

sous-système, sans qu’il ait besoin de réfléchir pour lui-même en prenant les informations dans son

cerveau, en amont du sens moral, puis, lui inhiber la mémoire courte de l’action qu’il vient de faire pour

lui éviter une PTSD (Post Traumatic Syndrome Disorder).

Philippe COIFFET mentionne les travaux de l’Académie des Technologies sur une machine auto-

décisionnelle qui imite la conscience humaine.

Axel KAHN : Lorsque l’on augmente une capacité perceptive, le soldat peut garder son libre-arbitre dans

l’action. En revanche, il ne faut pas limiter le libre-arbitre de l’individu pendant ou après l’action.

Néanmoins, la vie ne se limite pas à des choix à des fins éthiques. Par exemple, les choix du médecin

militaire qui ne va pas pouvoir sauver tout le monde, car il a des moyens limités en temps et en

ressources. Il ne faut jamais considérer que la vie humaine est insignifiante, ni la sienne, ni celle de

l’adversaire. Il faut faire en sorte que tous les soldats conservent leur humanité.

Jacques MALLET introduit la question de l’éthique des guerres économiques.

Patrice BINDER mentionne qu’une violation du règlement devient une indiscipline quand elle n’est pas

nécessaire.

Jean-Claude SARRON introduit l’analyse rétrospective entre le risque et le bénéfice qui éclaire sur un

malade, mais ne l’est plus dans le cas de la prévention, ce qui est un problème charnière, comme par

exemple la vaccination. Nous ne vaccinerons pas nos troupes contre le charbon, ni le botulisme, ni la

variole.

François BERGER précise que la stratégie doit permettre la réversibilité.

Patrice BINDER : Sérothérapie ; laisser de côté tous les vaccins, sauf à avoir un intérêt postposition.

Claude EON : Le fait d’améliorer la mémoire entraine des affects qui sont importants.

Stéphane BUFFAT : Il faudrait privilégier l’approche suivante : comment penser un système où il y a moins

besoin d’apprendre ? (à l’instar de l’effort fait sur le F35)

Catherine FARGEON : Une équipe de drones est constituée de plusieurs personnes – le chef de mission, le

pilote, les servants de charges utiles, qui doivent se synchroniser dans une pression temporelle forte. Des

outils de workflow (prise en charge de la procédure par l’informatique qui gère les étapes en fonction des

réponses de contexte que donnent les servants ; arborescence de choix, technologie type joueur de Pétri)

sont nécessaires pour éviter à l’équipe d’avoir à mémoriser les procédures et leur permettre de les

exécuter de la manière la plus rapide possible.

94

Philippe COIFFET : C’est le partage des tâches entre l’homme et la machine.

Jean-Claude SARRON évoque les problèmes de conscience dégradés, de loyauté et de niveau de

conscience pour les interactions entre les systèmes semi-autonomes et l’individu.

François BERGER rappelle qu’il y eu formation de gliose sur les implants de 100 à 150 microns dans les

deux mois de leur implantation. Cette problématique est à l’origine du programme INTENSE du CEA sur

les nanotubes de carbone et les nano diamants et, de manière générale, les nanomatériaux symbiotiques

hyper conducteurs. En effet, il y a un impact sur la dure mère en cortical.

A la lecture de ce compte-rendu Alain Crémieux ajoute qu’il a remarqué » qu’Axel Kahn n’incluait pas

dans l’éthique les dilemmes liés au combat. Pour lui tuer n’est pas éthique mais… (Vous ne me ferez

jamais dire que tuer son prochain peut être éthique…). Pour moi (Alain Crémieux) le choix de tuer, bien

que ce ne soit pas moral, pour un but supérieur (empêcher les Allemands, puis plus tard les Soviétiques,

d’asservir l’Europe) est justement un choix éthique. Je pense qu’il ne s’agit que d’un désaccord sur les

mots et nous n’avions pas le temps (ni lui ni moi) de creuser à fond la question.


95

ANNEXE X

PROJET D’ELABORATION D’UNE BASE DE DONNES COMPORTEMENTALES HUMAINES / PROJET « COGNAC G » DE PIERRE-PAUL VIDAL

Un projet ambitieux mais à portée : l’analyse multi-échelles et multi-composantes est un défi majeur pour

générer, interpréter et intégrer les données scientifiques dans des ensembles cohérents de

connaissances.

Il s’agit bien d’avoir les moyens d’organiser et d’ordonner le regroupement en bases de métadonnées

fonctionnelles et structurelles. Les connaissances sur les capacités et les stratégies d’intégration multi-

sensorielles, sont une dimension essentielle dans l’exploitation optimale des capacités perceptives de

l’individu mais également des groupes d’individus.

1. domaines en émergence : Organisation du système nerveux, perception, cognition et comportement; Développement neural, épigénétique, plasticité et réparation du système nerveux;

2. domaines interdisciplinaires et multidisciplinaires : thèmes à renforcer Neurosciences computationnelles, études cognitives sur les stratégies d’acquisition et de sélection des informations, leur et leur utilisation en prise de décisions. Cela nécessite d’explorer les niveaux de complexité des interactions entre des structures cérébrales très développées chez l’homme (cortex préfrontal) et d’autres (noyaux gris centraux, système limbique, hippocampe), plus conservées chez tous les vertébrés. Les bases cérébrales des particularités de la cognition humaine représentent à l’évidence un enjeu fondamental qui ne peut s’exonérer d’une réflexion éthique : neuro-marketing ou les méthodes « d’amplification cognitive » sont au cœur de cette réflexion à laquelle ne peuvent échapper ceux qui s’intéressent à la défense et la sécurité.

En effet, cela touche bien sûr à des questions de libertés individuelles, de « consumérisme » de masse,

mais également d’optimisation des capacités humaines et de performances faisant appel à des substances

pharmacologiquement actives, des techniques de stimulation (électrostimulation dans le cadre de

programmes d’apprentissage ou d’entrainement cérébral dont les objectifs, la rigueur et l’innocuité sont

incertains. La communauté neuroscientifique a bien évidemment une responsabilité importante dans ce

domaine.

Un autre enjeu est l’éducation, processus qui altère le fonctionnement cérébral. Très peu développées en

France, les Neurosciences de l’apprentissage, qui s’intéressent à l’ontogenèse des systèmes de

connaissance (matière scolaire fondamentale, mais aussi le développement social et affectif de l’enfant)

et à leurs bases cérébrales, sont appelées à avoir un impact de plus en plus important pour la conception

de nouvelles méthodes d’enseignement.

evolution des neurosciences : conséquences pour la défense

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