Humains virtuels : le futur des interventions chirurgicales

Avatar numérique

Imaginez que vous ayez une opération risquée à venir et que la procédure puisse d’abord être testée sur votre double virtuel – une reproduction informatisée de votre corps – pour voir comment votre métabolisme pourrait réagir.

Il s’agirait d’une sorte d’avatar numérique, non pas fait de chair et d’os, mais de bits et d’octets. L’avatar reflèterait tout, de la façon dont votre cœur bat et dont vos poumons fonctionnent, jusqu’à votre code ADN. Il pourrait aider à minimiser les risques avant l’opération et à anticiper toute réaction ou complication inattendue.

Un groupe de chercheurs travaille justement sur un tel projet – et pense que les humains virtuels qu’ils construisent pourraient avoir un profond impact sur la médecine et finir par révolutionner les soins de santé.

Le centre d’excellence CompBioMed, financé par l’Union européenne, est dirigé par le professeur Peter Coveney à l’University College de Londres.

Donner vie à des organes virtuels

Le projet combine des données spécifiques aux organes, telles que les rayons X, les IRM et les CAT scans, avec des données génomiques et d’autres informations, qui aident à créer l’avatar virtuel personnalisé.

Pour donner vie à des organes comme le cœur virtuel, les scientifiques ont mis au point de nombreux programmes et algorithmes spécialisés. Selon le professeur Coveney, chaque organe individuel peut être adapté pour être exactement comme celui du sujet :

“Un cœur virtuel capture tous les détails du cœur de la personne que nous regardons. Il peut ensuite être utilisé avant l’opération en cas de problème d’arythmie et de crise cardiaque, afin que le chirurgien puisse planifier une opération et en tirer le meilleur parti. Je pense que l’homme virtuel est un principe d’organisation de la médecine au XXIe siècle et au-delà.”

Virtualiser quelque chose d’aussi compliqué qu’un corps humain nécessite une énorme puissance de calcul. Certaines des simulations informatiques de pointe sont réalisées au Leibniz Supercomputing Centre (LRZ) de l’Académie des sciences de Bavière (Bavarian Academy of Sciences), à l’aide du SuperMUC-NG – le supercalculateur le plus puissant d’Allemagne.

Le professeur Dieter Kranzmüller, président du conseil d’administration du centre, affirme qu’une énorme quantité de données est impliquée :

“Les supercalculateurs sont utilisés pour de très grandes modélisations et simulations. La puissance de calcul dont dispose aujourd’hui notre SuperMUC, nous l’aurons probablement dans nos Ipads ou Smartphones dans 10 ou 20 ans ! Nous essayons de simuler aujourd’hui ce dont nous aurons besoin dans 15 ou 20 ans pour une médecine personnalisée sur le terrain dans les hôpitaux.”

Identifier les problèmes potentiels

Le flux de globules rouges dans nos veines est l’un des systèmes que les scientifiques sont désormais capables de visualiser grâce aux superordinateurs. Gerald Mathias, le responsable support d’application du centre, déclare que cela aide à identifier les problèmes potentiels :

“Nous avons de grands modèles d’artères où l’on observe comment les cellules sanguines y circulent et où il peut y avoir des sténoses. Il est toujours important que les données que vous obtenez à partir des calculs soient illustrées et visualisées”.

Le projet “virtual human” vise à s’attaquer à tous les problèmes de santé humaine, y compris la COVID-19, le cancer et d’autres affections graves. Il s’agit également d’aider les gens à avoir un impact positif sur leur mode de vie.

L’équipe est convaincue que l’objectif de construire un avatar numérique, qui donne vie à l’homme virtuel dans son intégralité, motivera les scientifiques dans le futur.

CompBioMed, Euronews

Un plan de 100 millions $ pour mettre fin à la paralysie avec une moelle épinière synthétique

Certains disent que l’expérience est le meilleur enseignement, et pour Hugh Herr, c’est certainement le cas. Son expérience en matière de handicap et son besoin subséquent de prothèses l’ont contraint à développer ce qui pourrait être le modèle bionique le plus avancé au monde.

Aujourd’hui, le chercheur et expert bionique est le co-directeur du Center for Extreme Bionics au Massachusetts Institute of Technology (MIT) – un laboratoire de recherche unique qui a commencé avec l’idée de faire progresser les prothèses au niveau supérieur.

Depuis sa création en 2014, le centre s’est donné pour objectif de traiter un large éventail de handicaps par le développement de la bionique avancée. Maintenant, le centre travaille sur un projet quinquennal de 100 millions de dollars axé sur le traitement de la paralysie, de la dépression, de l’amputation, de l’épilepsie et de la maladie de Parkinson grâce au développement de technologies bioniques.

Alors que les prothèses d’aujourd’hui sont utiles et peuvent donner aux amputés un moyen de retrouver les fonctions motrices perdues, Herr et ses collègues pensent pouvoir améliorer ces dispositifs en les combinant avec des implants neuronaux avancés. Cela donne aux nerfs et aux muscles d’une personne un moyen de parler à une prothèse, ce qui facilite le contrôle de l’appareil et son fonctionnement comme un membre biologique.

L’équipe du MIT considère que les implants neuronaux sont bien plus utiles que pour des prothèses. La technologie pourrait également être utilisée pour modifier les fonctions cérébrales afin de traiter les troubles neurologiques ou mentaux.

Pendant ce temps, un système nerveux numérique (DNS) alimenté par l’optogénétique – une technique qui utilise la lumière pour contrôler les cellules – pourrait permettre aux chercheurs de traiter la paralysie et la maladie de Parkinson en remplaçant essentiellement le système nerveux biologique. Finalement, les chercheurs pensent qu’ils sont capables d’engendrer des cellules et des tissus pour cultiver des organes capables de réparer ou de remplacer des structures biologiques.

L’Organisation Mondiale de la Santé estime 40 à 80 cas de paralysie par million d’habitants, et ce n’est là qu’une des pathologies sur lesquelles se concentre le Center for Extreme Bionics. Si les chercheurs du centre sont en mesure de trouver des moyens d’utiliser la technologie pour aider toutes ces personnes, le rêve de Herr d’un monde dans lequel le handicap n’est plus, pourrait se concrétiser.

traduction Thomas Jousse

Business Insider, Center for Extreme Bionics, Wired

IA : dimensions socio-économiques, politiques et éthiques

L’avenir de l’humanité dans le monde de l’intelligence artificielle-biosynthétique

Dans quelques siècles ou peut-être quelques décennies, l’intelligence artificielle et l’ingénierie biosynthétique seront perfectionnées dans la mesure où les androïdes ressembleront étroitement aux humains et les humains conçus biosynthétiquement ressembleront aux androïdes. Malgré les cauchemars d’une telle perspective pour certains scientifiques, savants humanistes et théologiens, l’intelligence artificielle sera un rêve devenant réalité pour ceux qui épousent la philosophie Transhumaniste de Max More : un mouvement dont l’objectif est d’améliorer la condition humaine physiquement et intellectuellement grâce à l’application de moyens scientifiques et technologiques… Lire la suite

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