Des chercheurs du MIT ont conçu un « système pour manipuler les rêves »

La phase entre l’éveil et le sommeil est une source de créativité à exploiter.

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mai 1 2018, 11:00am

Il y a un espace limitrophe, entre l’éveil et le monde débridé du sommeil, dans lequel on tombe chaque nuit, mais sans vraiment s’y arrêter longuement pour s’en émerveiller. Lorsqu’on le fait, on se rend compte qu’il est peuplé d’hallucinations tantôt merveilleuses, tantôt terrifiantes, comme un tableau mental qui mêle réalité et fantaisie.

Normalement, en route vers le sommeil profond, on traverse cet état de demi-éveil en quelques minutes. Il est possible de faire de très courts rêves dans cette transition, mais ce qui s’y passe semble aléatoire et on n’en garde pas de souvenir au réveil. Mais cela pourrait changer : une équipe de chercheurs dirigée par Adam Horowitz, étudiant à la maîtrise au Massachusetts Institute of Technology (MIT), y travaille.

Au MIT Media Lab, M. Horowitz et ses collègues ont conçu un appareil relativement simple appelé Dormio pour manipuler cette phase unique du sommeil. Ils ont émis l’hypothèse que, si l’on pouvait entrer dans cette phase entre l’éveil et le sommeil, source de créativité habituellement perdue, et revenir à la pleine conscience sans plonger plus profondément dans le sommeil, on pourrait bénéficier de la folle imagination associative caractéristique des micro-rêves que l’on y fait.

Jusqu’à maintenant, il a testé l’appareil sur huit personnes et observé qu’il peut maximiser le temps que l’on passe en suspension entre l’éveil et le sommeil, en plus d’influencer les micro-rêves. En d’autres mots, ces chercheurs du MIT ont créé un appareil bon marché qui donne le pouvoir à l’utilisateur de manipuler et exploiter son sommeil.

Quand les dormeurs dorment-ils vraiment?

L’état hypnagogique, terme scientifique qui désigne l’état de conscience dans la brève phase entre l’éveil et le sommeil, reste un mystère pour les neuroscientifiques. C’est que le moment exact auquel une personne s’endort réellement fait l’objet d’un débat parmi les scientifiques. Ce serait comme essayer de déterminer le moment exact auquel une personne meurt : est-ce quand son cœur cesse de battre? quand elle perd conscience? quand la réplication cellulaire s’arrête?

Ce qui est certain, toutefois, c’est que l’état hypnagogique est un phénomène naturel que presque chacun vit chaque nuit. « L’imaginaire ou les hallucinations hypnagogiques sont un état de conscience normal dans la transition de l’éveil au sommeil », m’a écrit par courriel Valdas Noreika, psychologue de Cambridge qui a participé à la conception de Dormio. Contrairement aux autres phases du sommeil durant lesquelles il est possible d’être conscient, comme les rêves lucides du sommeil paradoxal, l’état hypnagogique n’exige aucun entraînement particulier pour que ses effets se manifestent. C’est un phénomène courant qui fait naturellement partie du rythme circadien.

« La grande question est de savoir si nous devenons plus créatifs dans cet état de conscience et pourquoi dans certains cas l’état hypnagogique engendre de véritables rêves et dans d’autres non », poursuit-il.

Un des prototypes du gant Dormio. Source : Adam Horowitz, MIT

Il n’est pas facile de définir avec exactitude l’état hypnagogique, car on y adopte des comportements caractéristiques à la fois du sommeil et de l’éveil, de la perspective du dormeur comme celle de l’observateur. D’abord, l’état hypnagogique survient au cours de la première phase du sommeil, même si, dans cette phase, les gens sont en mesure de répondre quand l’on s’adresse à eux et disent qu’ils ne dormaient pas si on les « réveille ». Ensuite, les personnes que l’on sort de l’état hypnagogique rapportent souvent avoir eu de fortes hallucinations auditives ou visuelles et des micro-rêves. Toutefois, comme pour le sommeil, ce qui constitue un rêve ou non est aussi débattu dans la communauté des neuroscientifiques.

En raison des visions inusitées qui surviennent dans l’état hypnagogique, il a intéressé plusieurs des plus brillants scientifiques et artistes de l’histoire. Thomas Edison, Edgar Allen Poe, Vladimir Nabokov, Mary Shelley, Albert Einstein, Salvador Dali, August Kekule et Richard Wagner ont tous fait part de leur fascination pour cet état et affirmé que leurs expériences dans ce monde nébuleux étaient la source de sommets de créativité et de clarté d’esprit. Cette idée selon laquelle l’accès du conscient au pouvoir de l’inconscient est à l’origine de la créativité a été reprise et reformulée dans les années 90 en des termes scientifiques par Eric Kandel, psychiatre et chercheur en neurosciences récipiendaire d’un prix Nobel.

Il n’est d’ailleurs pas étonnant d’apprendre que beaucoup de ces grands esprits ont trouvé le moyen d’entrer dans l’état de conscience hypnagogique à volonté pour y puiser ses ressources créatives.

Le plus célèbre truc pour exploiter l’état hypnagogique, ce sont sans doute les billes d’acier de Thomas Edison. Selon des récits apocryphes, il pouvait y plonger en se calant dans un fauteuil avec des billes d’acier dans les mains. Quand il glissait vers le sommeil, ses muscles se relâchaient et les billes tombaient au sol, faisant un bruit qui le tirait aussitôt de son sommeil. Ne s’endormant donc jamais profondément au cours de ces sommes, il pouvait explorer à volonté les pensées et hallucinations inusitées caractéristiques de l’état hypnagogique.

« Tous ces grands esprits ont magnifiquement écrit sur cet état d’esprit dans lequel le monde commence à se dissoudre. On reste conscient de la descente vers l’inconscient, et les souvenirs se mêlent aux hallucinations, décrit M. Horowitz par téléphone. L’état hypnagogique est vraiment cool, mais le meilleur moyen qu’on avait d’y rester, c’était de laisser tomber des billes d’acier. »

Dormio, qui est une partie d’une initiative du MIT Media Lab, c’est essentiellement la version du 21e siècle des billes d’acier d’Edison.

La machine à rêve

Il y a eu jusqu’à maintenant deux versions de Dormio, et, avec ses collaborateurs, Ishaan Grover, Sophia Yang et Pedro Reynolds Cuéllar, M. Horowitz travaille sur une troisième. La première génération était constituée d’un microcontrôleur Arduino installée sur un gant, avec un petit capteur de pression dans la paume. D’autres capteurs, ceux-là reliés à un électroencéphalographe (EEG), renseignent sur l’activité neurophysiologique du cerveau.

La personne qui porte le gant se couche et ferme le poing pour appliquer une pression sur le capteur. Quand les capteurs de la main détectent que les muscles se relâchent, et qu’un changement de l’activité cérébrale indique que la personne s’endort, un robot Jibo relié au système prononce une phrase programmée. Elle vise à stimuler le cerveau de façon à modifier le contenu du rêve.

Toutefois, il y avait plusieurs problèmes. Pour commencer, l’EEG est inabordable, et il est plutôt compliqué d’interpréter les signaux. Ensuite, le capteur de la paume n’a que deux états — actif et inactif — alors qu’on s’endort graduellement.

Pour les résoudre, l’équipe de M. Horowitz a conçu une nouvelle version de Dormio avec des capteurs de flexion qui mesurent la tension musculaire de façon plus fractionnée. Ainsi, les chercheurs peuvent suivre avec plus de précision l’état de l’utilisateur au fur et à mesure que la tension musculaire diminue. Ils ont aussi remplacé l’EEG par des capteurs de signes vitaux plus simples à lire, comme le rythme cardiaque, et le robot Jibo par une application pour téléphone.

Et la troisième génération ne surveillera que le mouvement des paupières. L’idée est de rendre Dormio aussi confortable, abordable et discret que possible, afin que les utilisateurs puissent facilement s’endormir.

Un chercheur avec le Dormio de première génération. Source : MIT

M. Horowitz a testé la première version de Dormio sur six volontaires du MIT. Ils arrivaient au laboratoire en début de soirée et se couchaient sur un canapé. Alors qu’ils s’endormaient, le robot Jibo leur disait l’une de deux phrases : « Rappelle-toi de penser à un lapin » et « Rappelle-toi de penser à une fourchette ». Quand le système détectait que les volontaires s’endormaient, le robot disait leur nom, puis ajoutait, « vous êtes en train de vous endormir ».

Ce n’est pas tout à fait l’équivalent des billes d’acier d’Edison qui tombent au sol : le but avec Dormio n’est pas de réveiller complètement l’utilisateur, mais de l’empêcher de s’endormir profondément en le maintenant en suspension prolongée dans l’état hypnagogique. Une fois que les volontaires y étaient, le robot Jibo leur demandait ce à quoi ils pensaient et enregistrait leurs réponses.

D’après les résultats, présentés à la conférence CHI sur les facteurs humains dans les systèmes informatiques qui s’est tenue à Montréal, des volontaires ne se sont pas souvenus de ce qu’ils avaient dit au robot, mais tous se souvenaient et ont rapporté avoir visualisé le mot suggéré par le robot au cours de la phase de rêve, ce qui montre qu’il est possible de faire apparaître et de se rappeler un stimuli au cours de cette phase. »

« Nous avons donc un système fonctionnel pour manipuler les rêves », dit M. Horowitz.

Mais Dormio ne se limite pas à la manipulation. M. Horowitz a aussi voulu savoir si l’accès à ces micro-rêves produisait les élans de créativité que recherchaient tant Edison et les autres.

Lorsque les sujets d’Horowitz finissaient trois cycles avec Dormio, on leur faisait subir un test de créativité. Les participants devaient imaginer des utilisations additionnelles du mot suggéré, lapin ou fourchette. Ils devaient aussi rédiger une histoire imaginative à partir du mot.

Un volontaire utilise Dormio au MIT. Image : MIT Fluid Interfaces

Bien que la créativité soit difficile à mesurer de façon objective, des signes d’un élan de créativité chez les volontaires ont été observés. Ils ont passé en moyenne 158 secondes de plus à élaborer leur histoire après l’état hypnagogique et cinq des six volontaires ont obtenu un meilleur score après avoir utilisé Dormio par rapport au test de contrôle. Dans leurs rapports, quatre des six volontaires ont noté que les idées survenues pendant l’état hypnagogique leur semblaient originales.

« Les idées ne venaient pas de moi, elles me passaient juste par la tête, écrit un des volontaires. C’était comme si j’étais nulle part, dans une sorte d’espace où toutes ces idées existent, et il me semblait tout naturel que ces idées existent dans cet espace. »

« La raison pour laquelle on arrive à une façon différente de concevoir l’information, c’est qu’on n’a pas exactement le même cerveau au début du sommeil, explique M. Horowitz. Le lobe frontal cesse en grande partie son activité, alors on devient hyper associatif et on perd la conscience de soi, du temps et de l’espace. On accède beaucoup plus facilement à la pensée divergente, qui produit des solutions originales et inhabituelles que l’on ignorerait si on était complètement éveillé. »

Le futur de Dormio

L’idée de manipuler les rêves pour stimuler la créativité est attrayante, mais c’est un domaine de recherche naissant qui requiert davantage de recherche. M. Horowitz teste actuellement la deuxième version de Dormio sur un plus grand nombre de volontaires pour mesurer son efficacité réelle. En plus de rassembler plus de données, lui et ses collègues travaillent à la conception d’une version encore moins invasive de Dormio qui détecterait le début de l’état hypnagogique simplement à partir du mouvement des paupières.

En parallèle, d’autres chercheurs comme Valdas Noreika tentent de déceler les mécanismes neuraux derrière l’état hypnagogique. Le phénomène est difficile à comprendre, car ses manifestations varient : des hallucinations et rêves qui paraissent très réels à la présence dans l’esprit de phrases qui ne sont pas liées aux pensées que l’on avait au moment de s’endormir.

Image: Oscar Rosello/MIT

« Bien que les mécanismes neuraux n’aient pas été assez étudiés, il semble que le contrôle de l’influx sensoriel exercé par le lobe frontal se relâche dans la phase de somnolence. Le résultat, c’est la production d’expériences sensorielles imprévisibles », explique M. Noreika.

Toutefois, l’état hypnagogique semble bien en lien avec ce que l’on vit. En 2015, M. Noreika a conduit une étude de cas : un professeur de littérature à la retraite a participé à dix séances dans son laboratoire au cours desquelles il devait s’endormir, puis noter ses expériences. Le professeur a rapporté que l’état hypnagogique était caractérisé par « des intrusions linguistiques intenses, comme des mots créés à partir de langues étrangères ». Comme le remarque M. Noreika, « il est probable qu’une personne sans une connaissance approfondie des langues ne fasse pas l’expérience de telles intrusions ».

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M. Horowitz décrit des liens similaires entre les expériences hypnagogiques de ses volontaires lors de leurs essais de Dormio et leur vécu. Par exemple, quand le mot « fourchette » a été suggéré à un des volontaires, il a marmonné « les fourchettes sont le colonialisme ».

« Je lui ai demandé de me l’expliquer quand il s’est réveillé, me dit M. Horowitz. Il m’a répondu que “c’est parce que chez moi je mange avec les doigts et ici j’utilise un instrument froid et pointu qui pique la nourriture que je mange. J’imagine que ça a une énergie colonialiste.” Il a ajouté avoir toujours eu cette perception des fourchettes sans en être conscient. Je trouve très excitante la possibilité d’accéder à sa cognition grâce à cette technologie pour mieux se voir soi-même. »

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