« Brainoware » : un « ordinateur hybride » composé d’électronique et de tissu cérébral humain

Publié le 12 Déc, 2023

Des scientifiques ont développé un « ordinateur hybride composé d’électronique et de tissus semblables à ceux du cerveau humain », qu’ils ont baptisé « Brainoware » (cf. Vers des « bio-ordinateurs » fonctionnant avec des neurones humains ?). Ils ont publié leurs travaux dans la revue Nature electronics [1].

Cette nouvelle technologie comporte un organoïde cérébral développé à partir de cellules souches pluripotentes humaines [2]. Il est placé sur un circuit imprimé qui « lui fournit des informations et lit ses réponses ». Cet « hybride biologique-électronique » a été capable d’identifier des personnes à partir de leur voix et de faire des prédictions sur un problème mathématique complexe.

Le recours aux organoïdes

L’idée de ce type de système est de tirer parti de la complexité de l’organoïde sans qu’il soit nécessaire de disposer d’une cartographie ou d’une compréhension complète de ses réseaux cellulaires [3]. En d’autres termes, l’organoïde est une sorte de « boîte noire » et les scientifiques n’ont pas besoin de savoir exactement comment il fonctionne pour l’utiliser.

En l’espèce, les chercheurs ont fait croître les organoïdes environ un mois. A ce stade, ils contenaient « plusieurs types de cellules cérébrales humaines, notamment des neurones, des cellules progénitrices neurales qui se transforment en diverses cellules cérébrales, et des cellules immunitaires appelées astrocytes ».

Une expérience de reconnaissance vocale

Lors d’une première expérience, il a été demandé au « Brainoware » de reconnaître différentes voix d’hommes japonais à partir de 240 enregistrements audios.

Au cours des premiers tests, il n’a atteint qu’une précision d’environ 51 %. Toutefois, après quelques jours d’« entraînement », ses performances se sont améliorées pour atteindre une précision de 78 %.

Ces résultats indiquent que « la stimulation électrique pendant l’entraînement peut déclencher l’apprentissage non supervisé, pour améliorer les performances informatiques en remodelant la connectivité fonctionnelle de l’organoïde », indiquent les auteurs de l’étude.

Exploiter la plasticité du cerveau

« Les organoïdes ne peuvent pas “penser” et ne possèdent pas de conscience au sens où nous l’entendons », veulent rassurer les chercheurs (cf. Recherche sur les organoïdes de cerveau : une question de conscience), mais ils ont « la capacité naturelle de former de nouvelles connexions ». Or, la puissance de ce « nouvel ordinateur » repose en grande partie sur la capacité du cerveau humain à se réorganiser.

En effet, dans des « circonstances normales », le cerveau humain établit de nouvelles connexions en réponse à de nouvelles expériences – en formant des souvenirs et en acquérant des compétences, qui sont stockées dans les connexions entre les neurones. C’est également ce qui semble se passer avec le système « Brainoware ».

Dans un autre test de résolution de problèmes, le système a aussi amélioré sa précision après entraînement. Mais, quand les scientifiques ont bloqué la plasticité neuronale, c’est-à-dire la capacité des organoïdes à former de nouvelles connexions, aucune amélioration ne s’est produite.

Une « étape importante » vers la conception d’ordinateurs hybrides ?

Les chercheurs affirment que cette découverte représente une « étape importante » vers la conception d’ordinateurs hybrides, qui « fusionnent l’homme et la machine pour effectuer des calculs complexes » en utilisant une fraction de la puissance nécessaire aux ordinateurs conventionnels [4].

En outre, elle pourrait contribuer au développement de l’intelligence artificielle, « en permettant aux ordinateurs d’imiter le cerveau humain » (cf. François-Xavier Bellamy : « Le transhumanisme est d’abord une détestation de l’humain »).

 

[1] Cai, H., Ao, Z., Tian, C. et al. Brain organoid reservoir computing for artificial intelligence. Nat Electron (2023). https://doi.org/10.1038/s41928-023-01069-w

[2] Les auteurs ne précisent pas leur provenance.

[3] Notion de reservoir computing

[4] « Un cerveau humain consomme généralement environ 20 W, alors qu’un réseau de neurones comparables requiert 8 MW ».

Source : Daily mail, Peter Hess (11/12/2023)

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