CINQUIÈME PARTIE
LES NEUROTECHNOLOGIES
Au croisement des neurosciences, de l'ingénierie et de l'informatique, les neurotechnologies désignent un ensemble de techniques permettant d'enregistrer, d'analyser ou de moduler l'activité du système nerveux. Associées aux progrès des technologies numériques, de l'ingénierie biomédicale et, plus récemment, de l'intelligence artificielle, elles ouvrent des perspectives inédites tant pour la recherche que pour les applications cliniques et technologiques.
Depuis leur introduction dans le droit français en 2011 et leur prise en compte par des dispositions ciblées de la loi de bioéthique de 2021, les neurotechnologies ont connu un développement rapide. Initialement cantonnées au seul domaine médical, en particulier pour le traitement des pathologies neurologiques ou la restauration de certaines fonctions cognitives et motrices, leurs applications connaissent aujourd'hui une extension vers des usages non thérapeutiques (divertissement, bien-être, éducation, travail).
Cette diversification des usages soulève des interrogations majeures sur la protection de la vie privée mentale, le respect de l'autonomie individuelle, les conditions du consentement, voire les risques de surveillance et de manipulation des comportements.
Pour prendre en compte ces enjeux, les institutions nationales et internationales ont progressivement élaboré un corpus de principes éthiques.
L'adaptation du cadre juridique en vigueur appelle en effet une réflexion approfondie sur les conditions d'un usage responsable de ces dispositifs, respectueux des droits fondamentaux et de l'intégrité humaine.
I. L'ESSOR DES NEUROTECHNOLOGIES
A. UNE MYRIADE DE TECHNOLOGIES REPOSANT SUR DES DISPOSITIFS VARIÉS
1. Des technologies devenues centrales dans la prise en charge de certains troubles neurologiques
a) Les prémices des neurotechnologies
La complexité du cerveau humain, qui abrite en moyenne 86 milliards de neurones, constitue depuis longtemps un sujet d'étude et de fascination.
L'exploration de cet organe est marquée par les découvertes initiales du neurologue allemand Hans Berger : en 1924, ce scientifique est parvenu à enregistrer l'activité électrique du cerveau à l'aide d'un galvanomètre et d'électrodes en argile apposées sur le cuir chevelu.
Il s'agit de l'enregistrement du premier électroencéphalogramme (EEG), technique aujourd'hui couramment utilisée pour le diagnostic d'atteintes neurologiques, parmi lesquelles l'épilepsie et certains troubles du sommeil.
Quelque soixante-dix ans plus tard, l'arrivée de l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) permet d'aller au-delà de la simple connaissance des caractéristiques morphologiques et anatomiques du cerveau, en rendant possible la cartographie de son fonctionnement en temps réel.
Dans les années 1980, le développement des implants cochléaires pour les patients atteints de pertes auditives représente une autre grande étape. Ces dispositifs transforment le signal sonore en signal électrique, lequel est transmis au cerveau via le nerf auditif783(*). Plus de 700 000 patients dans le monde bénéficiaient de cette technologie fin 2019784(*).
À la même période, les connaissances acquises grâce à des travaux menés sur des primates à Bordeaux ont permis l'émergence de la stimulation cérébrale profonde (SCP)785(*).
La stimulation fonctionne au moyen d'électrodes implantées dans une zone profonde du cerveau (au niveau des noyaux sous-thalamiques des ganglions de la base) et reliées à un neurostimulateur localisé sous la clavicule. Ce dernier génère un courant électrique qui stimule l'activité des neurones dans la zone cible pour réguler les niveaux de dopamine.
Cette technique est utilisée notamment pour des patients souffrant de la maladie de Parkinson, une pathologie caractérisée par une perte progressive des neurones dopaminergiques dans la région du cerveau appelée substance noire786(*). Elle permet de réduire les tremblements et autres symptômes observés dans cette affection787(*).
Schéma de la stimulation cérébrale profonde788(*)
Source : « La stimulation cérébrale profonde », CHU Rennes
La SCP a également montré des effets bénéfiques dans les cas d'épilepsies graves ou, dans le domaine des affections psychiatriques, pour traiter certains troubles obsessionnels compulsifs (TOC)789(*). En l'état actuel de la recherche, l'utilité n'a pas été pleinement démontrée pour la dépression résistante aux traitements et pour d'autres affections graves comme les schizophrénies.
Il n'en reste pas moins que la SCP, souvent comparée à un « pacemaker » cérébral, concerne aujourd'hui plus de 100 000 patients implantés dans le monde790(*).
b) Des besoins thérapeutiques et un intérêt économique majeurs
La prise en charge des maladies neurologiques, qui couvrent un large spectre allant de la migraine aux maladies neurodégénératives, constitue un enjeu majeur de santé publique : on estime qu'environ 3,4 milliards de personnes dans le monde, soit une personne sur trois, sont atteintes de troubles neurologiques791(*).
En Europe, le poids économique total associé à ces pathologies était évalué à 368 milliards d'euros en 2019792(*).
Les techniques d'exploration du cerveau et de son activité sont aujourd'hui couramment mobilisées dans le domaine médical, pour le diagnostic et le suivi clinique. Des recherches prometteuses sont par ailleurs menées pour étendre leur utilisation et traiter de nouvelles pathologies, en particulier dans le domaine psychiatrique793(*), et pour comprendre les mécanismes biologiques sous-jacents de ces maladies afin de mieux les traiter4.
Certains observateurs comparent cet engouement de la recherche à celui dont la génétique a fait l'objet dans les années 2000. Comme l'indique la chercheuse Stéphanie Lacour, ces technologies « promettent de restaurer des fonctions perdues, agissant directement avec le cerveau ; elles sont de plus en plus miniaturisées, précises et personnalisables, donc elles offrent aussi un espoir de médecine personnalisée »794(*).
Au cours des dix dernières années, la mise en oeuvre de programmes de recherche scientifique d'envergure tels que le « European Union Human Brain Project »795(*), le « US BRAIN Initiative »796(*) ou encore le « China Brain Project » témoigne de l'intérêt stratégique que revêt le développement des neurotechnologies partout dans le monde.
Selon l'Organisation des Nations unies pour l'éducation, la science et la culture (Unesco), les investissements publics dans ce domaine ont dépassé 6 milliards de dollars depuis 2013. Quant à l'investissement des entreprises privées, il a été multiplié par 22 entre 2010 et 2020797(*).
Les prévisions indiquent une poursuite de cette dynamique, avec une taille du marché mondial des neurotechnologies estimée à 24,2 milliards de dollars annuels d'ici 2027798(*).
Dans ce contexte, le nombre d'essais cliniques impliquant des neurotechnologies connaît une hausse continue depuis une vingtaine d'années à l'échelle mondiale, comme le montre le graphe ci-dessous.
Nombre d'essais cliniques associés à la neuro-imagerie, aux interfaces cerveau-machine (ICM), à la neuromodulation et aux dispositifs neurologiques dans le monde entre 1999 et 2024
Source: OMS, Landscape analysis of the opportunities and challenges for neurotechnology in global health (2025)
Parmi les acteurs étatiques, les États-Unis, dotés de grandes entreprises de haute technologie comme Medtronic, Abbott ou encore Boston Scientific, comptent pour plus de la moitié des brevets déposés dans le domaine des neurotechnologies.
Ils sont suivis par la Corée du Sud (11 % des brevets), la Chine (10 %), le Japon (7 %), l'Allemagne (7 %) et la France (5 %).
Entre les années 2000 et 2020, ce groupe de pays a été à l'origine d'environ 90 % des brevets en neurotechnologies799(*) déposés auprès des cinq principaux offices de la propriété intellectuelle dans le monde800(*).
2. Un champ très large couvrant des dispositifs et procédures variés
a) Des techniques aux caractéristiques et finalités diverses
Les neurotechnologies sont des dispositifs et des procédures permettant de « mesurer directement le système nerveux, d'y accéder, de le surveiller, de l'analyser, d'en prévoir l'activité ou de la moduler, afin de comprendre, influencer, restaurer ou anticiper sa structure, son activité et sa fonction ». 801(*)
Cette définition générale permet d'insister sur la variété des dispositifs concernés. Ceux-ci englobent :
- des technologies visant à mesurer l'activité du système nerveux ou à explorer le fonctionnement et la structure du cerveau (neurotechnologies d'enregistrement) ;
- des systèmes visant à modifier l'activité du système nerveux (neurotechnologies de stimulation) ;
- des outils qui combinent mesure et stimulation (interfaces cerveau-machine).
Les neurotechnologies se distinguent également selon le degré d'implantation des dispositifs mobilisés :
- les systèmes non invasifs regroupent les technologies situées à l'extérieur du corps, au contact de la peau ou du cuir chevelu ;
- les systèmes semi-invasifs sont des dispositifs habituellement placés sous la boîte crânienne, à la surface du cerveau ou dans les vaisseaux et qui impliquent un acte de chirurgie minime ;
- les systèmes invasifs constituent quant à eux des dispositifs au contact direct du cerveau, implantés à un endroit très précis dans le cadre d'un acte neurochirurgical (stéréotaxie).
b) Les neurotechnologies d'enregistrement
Les neurotechnologies d'enregistrement réalisent soit une mesure de l'activité métabolique du cerveau, c'est-à-dire de sa consommation d'énergie en fonction de l'activité neuronale, pour connaître indirectement l'activité électrique des neurones, soit une mesure directe de son activité électrique.
· L'enregistrement de l'activité métabolique
Parmi les outils d'enregistrement de l'activité métabolique, la tomographie par émission de positrons (PET) représente la technique de mesure la plus directe. Elle repose sur le suivi d'un produit « traceur », dont les propriétés sont connues. Le suivi de la cinétique et de la répartition du produit, qui est injecté par voie intraveineuse, permet de cartographier la consommation énergétique802(*). Cette technique est fréquemment utilisée en cancérologie pour repérer et surveiller des lésions tumorales.
L'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) vise quant à elle à mesurer des variations d'oxygénation du sang pour étudier l'activité des différentes régions du cerveau803(*). Cette technique ne mesure pas directement le métabolisme mais ses conséquences hémodynamiques (les variations du flux sanguin).
D'autres techniques de neuroimagerie non invasives existent comme la spectroscopie proche infrarouge fonctionnelle (fNIRS) ou l'imagerie fonctionnelle par ultrasons (fUS). La première consiste à évaluer les fluctuations du sang oxygéné et désoxygéné (via l'hémoglobine), qui reflètent l'activité cérébrale. La seconde se focalise sur les changements locaux du débit sanguin.
· L'enregistrement de l'activité électrique
Les techniques de mesure directe de l'activité électrique reposent principalement sur l'électrophysiologie.
Celle-ci englobe différents procédés, dont l'électroencéphalographie (EEG), la magnétoencéphalographie (MEG), l'électrocorticographie (EcoG), la stéréo-électroencéphalographie (SEEG) ou encore les matrices de microélectrodes (MEA).
L'EEG constitue une technique répandue et accessible, qui mobilise des électrodes localisées sur le crâne pour enregistrer l'activité électrique du cerveau.
La MEG consiste à mesurer les champs magnétiques résultant de l'activité électrique des neurones. Dans la pratique clinique, cette technique non invasive est fréquemment employée pour identifier des foyers épileptiques804(*).
c) Les neurotechnologies de stimulation
Les neurotechnologies de stimulation visent à moduler le système nerveux pour modifier son activité.
Parmi les neurotechnologies non invasives de stimulation figurent la stimulation électrique transcrânienne et la stimulation magnétique transcrânienne (TMS).
La première applique un courant électrique, qui peut être continu (stimulation transcrânienne à courant direct - tDCS) ou alternatif (stimulation transcrânienne par courant électrique alternatif - tACS). La seconde génère des courants électriques afin de stimuler une région cible, à travers des changements au sein des champs magnétiques.
Il s'agit de dispositifs extra-crâniens inclus dans des machines imposantes, mais des modèles portatifs sont en cours de développement.
La TMS est utilisée notamment pour traiter les douleurs chroniques d'origine neurologique ou la prise en charge de certains symptômes psychiatriques805(*).
Une méthode de stimulation du cerveau plus récente est la stimulation transcrânienne par ultrasons (TUS), dont les propriétés permettent une modulation très précise et profonde de l'activité cérébrale.
Cette technique émergente semble offrir des performances intéressantes dans certaines indications, par exemple pour le traitement des tremblements essentiels806(*), ce qui pourrait conduire à la privilégier par rapport aux méthodes de SCP classiques.
En ce qui concerne les neurotechnologies invasives de stimulation, les techniques employées incluent les stimulations électriques mobilisant des électrodes macroscopiques comme la SCP, ainsi que l'EcoG et la SEEG. Des micro-stimulations électriques peuvent également être délivrées en mobilisant notamment les MEA.
Enfin, les techniques de l'optogénétique et de la sonogénétique, qui sont en phase de développement avancé, visent à manipuler génétiquement les neurones pour les rendre sensibles à la lumière ou aux ultrasons, afin de contrôler ensuite leur activité. Des expériences encourageantes ont été réalisées avec l'optogénétique pour le traitement de maladies dégénératives de la rétine807(*), et avec la sonogénétique, pour la restauration de la vision808(*).
d) Les interfaces cerveau-machine
Les interfaces cerveau-machine (ICM), aussi appelées « interfaces cerveau-ordinateur », sont des technologies assurant une communication entre le système nerveux et des systèmes informatiques.
Elles reposent sur l'enregistrement de l'activité cérébrale grâce à des capteurs, suivi du traitement (pré-traitement et extraction des signaux d'intérêt) et du décodage des signaux, afin de générer une commande (une réponse d'un système informatique) réalisée par un effecteur externe (par exemple, un ordinateur, un curseur virtuel, un exosquelette...)809(*).
Schéma d'une interface cerveau-machine
Source : Cortico (Collectif pour la recherche transdisciplinaire sur les interfaces cerveau-ordinateur), Blaise Yvert et Jérémie Mattout
Selon le sens du flux d'information, les ICM peuvent être unidirectionnelles ou bidirectionnelles. Dans ce dernier cas, elles sont capables à la fois d'enregistrer l'activité cérébrale et de stimuler le cerveau.
Les ICM se déclinent en différentes catégories en fonction des procédés d'acquisition du signal cérébral. Elles sont soit non invasives (système comprenant de l'EEG par exemple), soit semi-invasives (système incluant un stent-électrode endovasculaire pour recueillir l'activité cérébrale par exemple), soit invasives (système basé sur l'utilisation de matrices de microélectrodes par exemple).
Dans le champ de la réadaptation neurologique, les ICM peuvent contribuer à restaurer certaines fonctions motrices après un accident vasculaire cérébral (AVC) ou une lésion médullaire, grâce à des dispositifs de stimulation et d'entraînement assistés par IA. Certaines approches sont déjà utilisées en rééducation clinique, tandis que les systèmes les plus avancés demeurent expérimentaux.
* 783 Ils se composent d'une partie interne, comprenant des électrodes qui stimulent le nerf auditif, et d'une partie externe, constituée d'un microphone, d'un processeur vocal et d'un émetteur qui capturent et transmettent le son.
* 784 National Institutes of Health, « Cochlear Implants », NIDCD fact sheet, https://www.nidcd.nih.gov/sites/default/files/Documents/cochlear-implants.pdf
* 785 « Deep brain stimulation » (DBS) en anglais.
* 786 Région cérébrale dénommée « substantia nigra pars compacta ».
* 787 Vidal, « La stimulation cérébrale profonde ».
* 788 Pierre Pollak, Pierre Burkhard et François Vingerhoets, « Stimulation cérébrale profonde : passé, présent et avenir », Revue Médicale Suisse, 11, no 472, 2015, p. 958-61, https://doi.org/10.53738/REVMED.2015.11.472.0958
* 789 Joachim K. Krauss, Nir Lipsman, Tipu Aziz, Alexandre Boutet, Peter Brown, Jin Woo Chang, Benjamin Davidson, Warren M. Grill, Marwan I. Hariz, Andreas Horn, Michael Schulder, Antonios Mammis, Peter A. Tass, Jens Volkmann et Andres M. Lozano, « Technology of deep brain stimulation: current status and future directions », Nature Reviews Neurology, 17, no 2, février 2021, p. 75-87, https://doi.org/10.1038/s41582-020-00426-
* 790 Les estimations du nombre de patients implantés varient selon les sources. Certaines font état de plus de 160 000 bénéficiaires dans le monde ( https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6397644/).
* 791 World Health Organization, Global status report on neurology, 12 octobre 2025, p. 285, https://www.who.int/publications/i/item/9789240116139
* 792 European Parliament. Directorate-General for Economy, Transformation and Industry, Elly M. Hol et R. Jeroen Pasterkamp, Strengthening brain health, BE, European Parliament, 2026, https://doi.org/10.2861/9979332
* 793 Susan W. White, J. Anthony Richey, Denis Gracanin, Martha Ann Bell, Stephen LaConte, Marika Coffman, Andrea Trubanova et Inyoung Kim, « The Promise of Neurotechnology in Clinical Translational Science », Clinical Psychological Science, 3, no 5, septembre 2015, p. 797-815, https://doi.org/10.1177/2167702614549801
* 794 https://www.myscience.ch/fr/news/wire/la_fabrication_des_implants_va_connaitre_un_changement_de_paradigme-2025-epfl
* 795 https://www.humanbrainproject.eu/en/
* 796 « Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies » : https://braininitiative.nih.gov/
* 797 Daniel S. Hain, Roman Jurowetzki, Mariagrazia Squicciarini, Lihui Xu, Unveiling the neurotechnology landscape. Scientific advancements innovations and major trends, Unesco, 2023, https://doi.org/10.54678/OCBM4164
* 798 Ibid.
* 799 World Health Organization, Global status report on neurology, 12 octobre 2025, p. 285, https://www.who.int/publications/i/item/978924011613
* 800 États-Unis, Europe, Chine, Japon et Corée du Sud (IP5).
* 801 Unesco, Recommandation sur l'éthique des neurotechnologies, novembre 2025.
* 802 Il s'agit le plus souvent du fluorodésoxyglucose (FDG), qui s'accumule dans les zones les plus actives du cerveau car les neurones actifs sont ceux qui consomment le plus de glucose.
* 803 Avec le signal BOLD pour « Blood Oxygen Level Dependent ». Lorsqu'une zone du cerveau s'active, elle consomme davantage d'oxygène, ce qui fait augmenter le débit sanguin local et modifie le rapport entre oxyhémoglobine et désoxyhémoglobine (la proportion d'hémoglobine dans le sang qui est chargée en oxygène par rapport à celle qui ne l'est pas) détecté par l'IRM.
* 804 Voir la note scientifique de l'Office parlementaire d'évaluation des choix scientifiques et technologiques, Les neurotechnologies : défis scientifiques et éthiques, note scientifique n° 32, janvier 2022. L'ECoG consiste à insérer des électrodes près de la surface du cortex. La SEEG passe par l'implantation d'électrodes au sein de structures profondes du cerveau. Toutes deux sont des techniques d'électroencéphalographie intracrânienne également utilisées dans le traitement de l'épilepsie. Les MEA sont des dispositifs composés de nombreuses électrodes microscopiques disposées en réseau.
* 805 N. Attal, F. Poindessous-Jazat, E. de Chauvigny, C. Quesada, A. Mhalla, S.S. Ayache, C. Fermanian, J. Nizard, R. Peyron, J.P. Lefaucheur, D. Bouhassira, « Repetitive transcranial magnetic stimulation for neuropathic pain: a randomized multicentre sham-controlled trial », Brain, 2021, 144:3328-39. doi:10.1093/brain/awab208 ; R. L. D. Kan, F. Padberg, C. G. Giron, T. T. Z. Lin, B. B. B. Zhang, A.R. Brunoni, G.S. Kranz, « Effects of repetitive transcranial magnetic stimulation of the left dorsolateral prefrontal cortex on symptom domains in neuropsychiatric disorders: a systematic review and cross-diagnostic meta-analysis », Lancet Psychiatry, 2023, 10:252-9, doi:10.1016/S2215-0366(23)00026-3 ; Aditya Somani et Sujita Kumar Kar, « Efficacy of repetitive transcranial magnetic stimulation in treatment-resistant depression: the evidence thus far », General Psychiatry, 32, n° 4, août 2019, p. e100074, https://doi.org/10.1136/gpsych-2019-100074
* 806 A. Shiramba, S. Lane, N. Ray, T. Gilbertson, R. Srinivasaiah, J. Panicker, M. Radon, J. Osman-Farah, A. Macerollo, « Efficacy and Safety of Magnetic Resonance-Guided Focused Ultrasound Thalamotomy in Essential Tremor: A Systematic Review and Metanalysis », Mov Disord., 2025 40:1020-33. doi:10.1002/mds.301
* 807 José-Alain Sahel, Elise Boulanger-Scemama, Chloé Pagot, Angelo Arleo, Francesco Galluppi, Joseph N. Martel, Simona Degli Esposti, Alexandre Delaux, Jean-Baptiste De Saint Aubert, Caroline de Montleau, Emmanuel Gutman, Isabelle Audo, Jens Duebel, Serge Picaud, Deniz Dalkara, Laure Blouin, Magali Taiel et Botond Roska, « Partial recovery of visual function in a blind patient after optogenetic therapy », Nature Medicine, 27, n° 7, juillet 2021, p. 1223-29, https://doi.org/10.1038/s41591-021-01351-4
* 808 Sara Cadoni, Charlie Demené, Ignacio Alcala, Matthieu Provansal, Diep Nguyen, Dasha Nelidova, Guillaume Labernède, Jules Lubetzki, Ruben Goulet, Emma Burban, Julie Dégardin, Manuel Simonutti, Gregory Gauvain, Fabrice Arcizet, Olivier Marre, Deniz Dalkara, Botond Roska, José Alain Sahel, Mickael Tanter et Serge Picaud, « Ectopic expression of a mechanosensitive channel confers spatiotemporal resolution to ultrasound stimulations of neurons for visual restoration », Nature Nanotechnology, 18, n° 6, juin 2023, p. 667-76, https://doi.org/10.1038/s41565-023-01359-6
* 809 Xiaorong Gao, Yijun Wang, Xiaogang Chen et Shangkai Gao, « Interface, interaction, and intelligence in generalized brain-computer interfaces », Trends in Cognitive Sciences, 25, n° 8, août 2021, p. 671-84, https://doi.org/10.1016/j.tics.2021.04.003