Les scientifiques veulent maintenant créer une IA en utilisant de véritables cellules cérébrales humaines

Dans un nouvel article publié mardi dans Frontiers, une vaste collaboration internationale dirigée par des chercheurs de l’université John Hopkins (JHU) explique comment les technologies cerveau-machine constituent la nouvelle frontière de la bio-informatique et fournit une feuille de route pour en faire une réalité.

Comme l’explique le document, l’intelligence organoïde (IO) est un domaine émergent dans lequel les chercheurs développent l’informatique biologique à l’aide de cultures 3D de cellules du cerveau humain (organoïdes cérébraux) et de technologies d’interface cerveau-machine. Ces organoïdes partagent des aspects de la structure et du fonctionnement du cerveau qui jouent un rôle clé dans les fonctions cognitives comme l’apprentissage et la mémoire. Ils serviraient essentiellement de matériel biologique et pourraient un jour être encore plus efficaces que les ordinateurs actuels exécutant des programmes d’IA.

« La vision de l’intelligence organoïde est d’utiliser la puissance du système biologique pour faire progresser le domaine des sciences du vivant, de la bio-ingénierie et de l’informatique », a déclaré Lena Smirnova, chercheuse à la JHU et auteur de l’article. « Si nous regardons avec quelle efficacité le cerveau humain fonctionne dans le traitement de l’information, l’apprentissage, etc, il est tentant de traduire et de modéliser cela pour avoir un système qui fonctionnera plus rapidement et plus efficacement [que] les ordinateurs actuels. »

Architecture d’un système d’intelligence organoïde pour le calcul biologique. Au cœur de l’intelligence organoïde se trouve la culture de cellules cérébrales en 3D (organoïde) qui effectue le calcul. Le potentiel d’apprentissage de l’organoïde est optimisé par les conditions de culture et l’enrichissement en cellules et gènes essentiels à l’apprentissage (y compris les IEG). L’évolutivité, la viabilité et la durabilité de l’organoïde sont assurées par des systèmes microfluidiques intégrés. L’organoïde peut recevoir différents types d’entrée, notamment des signaux électriques et chimiques, des signaux synthétiques provenant de capteurs mécaniques et des signaux naturels provenant d’organoïdes sensoriels connectés (par exemple, la rétine). Credit : Johns Hopkins University

« Nous atteignons les limites physiques des ordinateurs en silicium parce que nous ne pouvons pas mettre plus de transistors dans une puce minuscule », a déclaré Thomas Hartung, chercheur à la JHU et l’un des auteurs de l’étude. « Mais le cerveau est câblé de manière complètement différente. Il compte environ 100 [milliards] de neurones reliés par plus de 1015 points de connexion. C’est une énorme différence de puissance par rapport à notre technologie actuelle ».

Les organoïdes cérébraux pourraient avoir des applications en médecine. Les auteurs écrivent que la recherche sur l’intelligence organoïde permettra d’explorer les troubles neurodéveloppementaux et neurodégénératifs interindividuels et révolutionnera la recherche sur les tests de médicaments.

Comme pour l’intelligence artificielle, il existe des préoccupations éthiques, et les chercheurs le reconnaissent. Pour s’assurer que l’intelligence organoïde se développe dans le respect de l’éthique et de la société, ils proposent une approche « éthique intégrée », dans laquelle « des équipes interdisciplinaires et représentatives d’éthiciens, de chercheurs et de membres du public identifient, discutent et analysent les questions éthiques, puis les renvoient à la recherche et aux travaux futurs ».

L’intelligence organoïde (OI). Le Dr Thomas Hartung est photographié avec des organoïdes cérébraux dans son laboratoire de l’école de santé publique Johns Hopkins Bloomberg à Baltimore. Credit : Will Kirk/Johns Hopkins University