Toute notion au cerveau fera référence au cerveau humain (sauf mention contraire)

Pour répondre à cette question, revenons dans l'histoire d'un être humain et prenons l'exemple d'un petit bébé :

Le cerveau est constitué principalement de neurones, qui sont créés, assemblés et mis en relations les uns les autres tout au long de la vie d'un individu. Au début naît le nourrisson, qui sera doté du strict nécessaire à sa survie à savoir les réflexes (Respiration, battement du cœur, instinct, […]) et les savoir innés comme crier ou téter. Par le suite, le nourrisson va apprendre à reconnaître et interagir avec son environnement, utiliser ses membres ou communiquer.

Les parents et l'entourage du nourrisson vont lui montrer certaines choses ou certains gestes. Ce dernier va vouloir faire comme ses parents et va donc tenter de reproduire les faits et gestes de ces derniers. Mais comme son cerveau est dépourvu de savoir faire, le nourrisson ne saura pas faire comme eux. Il ne saura pas marcher, parler, manger comme un grand, partager, ou même raisonner. Prenons un exemple : pour apprendre à se déplacer, le nourrisson va essayer de bouger ses membres n'importe comment car il ne sait pas faire et veux imiter ses parents. A force de bouger dans tout les sens, il va se rendre compte qu'il peut déplacer individuellement ses membres et de façon précise, et va donc essayer différentes combinaisons de mouvement. A force de tentatives, il verra que la meilleure façon de se déplacer sera de “ramper” (dans la triste vérité, c'est plus un tortillement plus ou moins ordonné des ses membres qu'un réel rampement) et va continuer de “ramper”. Au fil du temps, il apprendra à aller plus vite en rampant en se dressant sur ses main et ses genoux et en les faisant bouger d'avant en arrière.

C'est ce processus que l'on nomme L'apprentissage, Au début, on ne sait rien faire. A force d'essayer de recopier les autres et de se fixer un objectif, on va tenter des possibilités voire même en créer à partir de ce que l'on possède et sait faire. Du moment que ces tentatives nous rapprochent de notre objectif final, on va essayer de faire de nouvelles tentatives à partir des anciennes tentatives qui fonctionnent.

Mais cela ne répond pas à notre question : comment fonctionne le cerveau. Les neurones servent d'unité de base au cerveau. On ne sait pas encore aujourd'hui comment fonctionne exactement chaque neurone d'un cerveau, mais on sait qu'ils forment entre eux un réseau cohérent capable d'exécuter des tâches plus ou moins complexes. Ainsi, en parallèle avec l'histoire du nourrisson, pour apprendre a ramper, il aura fallu à son cerveau un long moment d'expérimentation et de remodelage dans son réseau de neurones. Pour garder ça simple, ce qui suit sera une vulgarisation : Le cerveau va commencer par créer une zone dans laquelle il va créer et relier 1 neurone à chaque muscle des membres du bébé. Il aura donc de quoi piloter chacun de ses membres. Il va également créer et relier 1 neurone à chaque “entrée” dans l'univers du bébé, comme les yeux, les oreilles, sa sensation d'équilibre, son appétit, son toucher […]. Il va ensuite tenter de relier ces neurones entre eux, possiblement via des neurones intermédiaires, pour essayer d'obtenir un résultat concret. Si ce résultat est utilisable, il va continuer d'essayer en utilisant et améliorant le paterne ainsi obtenu. Si le résultat est mauvais ou inexploitable, il va revenir sur ses pas et recommencer différemment. Au fur et à mesure de ses tentatives, il finira par détruire ce qui ne lui sert à rien (Par exemple, savoir qu'il a faim ne changera rien à sa façon de ramper) et garder et renforcer les liaisons qui sont les plus utiles.

A la fin, il ne conservera que le strict nécessaire et passera à la dernière étape de son apprentissage : le verrouillage. Le cerveau va complètement nettoyer la zone et la bloquer car pour lui, le schéma “ramper” n'est plus améliorable et est très stable et fonctionnel tel quel. Pour ne pas risquer de perdre son acquis, il va rendre quasiment impossible la modification de cette zone. La fonction “ramper” restera toute sa vie un acquis qu'il pourra faire sans y penser ni réfléchir car son cerveau possède une routine toute faite pour ça désormais.

Pour prendre un exemple plus adulte, nous ne réfléchissons plus quand nous marchons, parlons, mangeons, jouons ou pour toutes les tâches basiques de notre vie grâce à ce principe qu'est l'apprentissage du cerveau. Ce dernier possédant un chemin de neurones optimisé spécialement pour ça, il ne va pas chercher à réfléchir à comment faire pour marcher si il sait déjà comment marcher. Mais nous avons toujours besoin d'apprendre pour des choses plus compliqué comme apprendre à conduire, apprendre à tisser, apprendre à dessiner.

Bien entendu, le cerveau ne retient pas toute sa vie dans la pratique car les neurones ont une durée de vie finie. De ce fait, un moment viendra où nous allons oublier comment faire des choses simples si le réseau de neurone n'est pas sollicité et activement entretenu. Avec l'âge, cette faculté se perd car le cerveau n'a plus la force et les capacités de sa jeunesse à renouveler et créer autant de neurones. C'est à cause de cette dégradation que surviennent des maladies de la vieillesse comme Parkinson ou Alzheimer. Cette dégradation mènera malheureusement à la mort si un réseau du circuit nerveux central est touché (Gestion du rythme cardiaque ou la conscience pour ne citer qu'eux)

Malgré nos différences physiques, mentales, d'ethnie, d'âge, de genre et plein d'autres différences, nous sommes des êtres humains et nous avons beaucoup de choses en commun et notamment le cerveau. De manière générale, un bébé né en Chine de parents Chinois aura le même cerveau qu'un bébé né en France de parents Français et Sénégalais. Ce sont son entourage et les mœurs qui l'entoure qui vont déterminer son comportement futur et ses pensées. Mais la nature est imprévisible et de temps à autre, des erreurs génétiques peuvent survenir par exemple.

Prenons l'exemple de la trisomie 21, causée par un triplement de chromosome N°21 dans le génome humain. Une personne trisomique reste un être humain, mais possède un raisonnement très différent des non trisomiques. Ainsi, malgré les même facultés d'apprentissage que les autres, il aura une vision du monde totalement différente de celle des non trisomiques et aura un comportement neuronal très différent. Cela peut rendre les interactions compliqués vu que les casques neuronaux seront calibrés en général avec des gens non trisomiques.

Pour palier à ce problème, il faudra entraîner l'IA du casque à reconnaître et différencier un comportement neuronal d'un trisomique d'un non trisomique (sans oublier les autres cas de trouble du cerveau autre que la trisomie)

Les systèmes EEG capturent des informations sur de nombreux aspects différents de cognition, de comportement et des émotions. La technologie aide non seulement à étudier le cerveau, mais a également des applications dans le domaine de la santé, dans la surveillance EEG affective et émotionnelle et dans l'amélioration humaine. Cependant, les données EEG ne sont pas faciles à interpréter : elles sont très bruyantes, varient considérablement d'un individu à l'autre et, même pour une même personne, évoluent considérablement dans le temps.

Les signaux EEG enregistrent l'activité électrique du cerveau à l'aide d'électrodes EEG placées sur le cuir chevelu. Ils sont bruyants, comportent des artefacts et, surtout, ce ne sont pas le type de signaux auxquels les gens sont habitués (images, graphiques, …). Les médecins, les neuroscientifiques et les ingénieurs biomédicaux reçoivent généralement une formation pendant de nombreuses années pour comprendre et extraire des informations significatives des données EEG.