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$ 1,2 milliards pour Human Brain Project

Les technologies informatiques représentent un nouvel espoir dans cette quête pour une meilleure compréhension de notre cerveau, c’est pourquoi le Human Brain Project (HBP) attire toute l’attention des médias dans le domaine des neurosciences.

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Le HBP est d’une valeur € 1,2 milliards et un long projet global de 10 ans qui va nous donner une compréhension plus profonde et plus significative du fonctionnement du cerveau humain. Il est composé de 130 établissements de recherche dans toute l’Europe et coordonné par l’École Polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) en Suisse.

La cartographie expérimentale du cerveau s’est avérée être une voie sans issue, étant donné qu’il faut 20 000 expériences juste pour mapper un circuit neuronal et que notre cerveau est constitué de 100 milliards de neurones et 100 trillions de synapses. Le HBP est venu avec une meilleure solution en construisant le premier modèle du cerveau humain. Ce sont des systèmes informatiques neuromorphiques qui utilisent les mêmes principes de base de calcul et des architectures cognitives dans le cerveau.

Le plan consiste à déterminer les principes fondamentaux de comment les neurones sont connectés et utilisent ces principes pour construire des simulations statistiques. Un modèle de simulation sera alors de prédire comment certaines parties du cerveau, (nous n’avons aucunes ou peu de données expérimentales), sont câblées et ensuite comparer les résultats avec les données biologiques réelles. En d’autres termes, l’idée est de trouver un principe sous-jacent qui régit la morphologie du cerveau et la rétro-ingénierie (ingénierie inverse) du cerveau humain à l’aide de superordinateurs.

Néanmoins, le grand plan de création d’un modèle parfait de cerveau ne s’arrête pas ici. Henry Markram, neuroscientifique et co-directeur de ce projet ambitieux, envisage cet exploit encore un peu plus loin. Il veut unir la simulation du cerveau avec une plate-forme informatique médicale. Cela signifie toutes les données cliniques disponibles sur les maladies mentales des hôpitaux publics et des laboratoires pharmaceutiques seraient intégrées dans le modèle de simulation. De cette façon, les experts pourraient étudier systématiquement des sujets sains et des patients souffrant de divers troubles et d’en tirer des corrélations empiriques entre les maladies mentales et les causes biologiques. « L’étape finale serait d’utiliser ce nouveau système de classification biologique pour développer de nouveaux outils de diagnostic et de proposer des stratégies pour le développement de médicaments et de traitements », explique Markram.

Un directeur de projet pense aussi à connecter la simulation de cerveau avec un robot, où le robot serait en mesure de voir et d’entendre son environnement. Les chercheurs pourraient introduire des distorsions dans la simulation à imiter par exemple un cerveau autiste et d’examiner l’expérience des autistes du monde. Cela représenterait sans aucun doute une avancée énorme en informatique médicale et également dans l’informatique en général.

Comprendre le cerveau est vital, non seulement pour diagnostiquer et traiter les maladies du cerveau, mais aussi pour le développement des nouvelles technologies du cerveau comme la neuro-robotique et l’ingénierie neuromorphique. Ces technologies du cerveau peuvent nous apporter de nouveaux outils et méthodes pour étudier la plasticité du cerveau et de développer des systèmes neuronaux incorporés dans des dispositifs artificiels logiciels et matériels, machines, robots, etc.. Pour y parvenir, nous devons aussi explorer de nouvelles architectures informatiques qui imitent les structures de neurones biologiques dans le but d’atteindre les capacités de calculs de ces systèmes avec le même volume et l’efficacité énergétique.

Ce sont tous les défis que doivent surmonter les scientifiques travaillant sur le projet de cerveau humain. En attendant, le monde entier reste dans l’attente des nouvelles découvertes qui révéleront comment fonctionne l’organe le plus complexe.

Par Blazka Orel, Msc, BioSistemika LLC

Elsevier SciTech Connect

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