Comment le cerveau interagit-il avec le monde réel? Dinesh K. Pai, professeur en sciences informatiques à l’Université de la Colombie-Britannique, tente d’y répondre indirectement… par la biomécanique!

Selon lui, « quand votre bras saisit un objet sans le laisser tomber, c’est une interface entre le monde physique que nous avons cherché à comprendre en 400 ans de physique et celui des machines que nous cherchons à développer. »

Ainsi, au lieu de se contenter d’un modèle anatomique du pied, il serait plus intéressant d’en comprendre le fonctionnement pour étudier comment le cerveau en contrôle le mouvement. Quand vous bougez votre pied, par exemple, « la distribution de la masse musculaire change lors du mouvement », rappelle-t-il.

Bref, selon lui, la biomécanique a aujourd’hui besoin de modèles plus réalistes qui rendent compte de la complexité du cerveau et du corps. C’est d’ailleurs la tâche à laquelle il travaille avec un modèle de visualisation qui représente les muscles et les tendons par un ensemble de brins. « Beaucoup d’éléments dans le corps, les protéines par exemple, ont cette forme », explique le chercheur.

Pour simuler fidèlement la dynamique des brins, il faut tenir compte de multiples contraintes comme la connexion des tendons et des muscles avec les tissus ou le glissement et le frottement avec les os.

Au-delà de la recherche sur le cerveau, les applications sont nombreuses! Grâce à cette méthode par exemple, il serait possible de bâtir le modèle d’un organe, comme l’œil, et rapidement l’adapter aux caractéristiques d’un patient pour un diagnostic.