{"id":116421,"date":"2023-04-02T19:12:23","date_gmt":"2023-04-02T19:12:23","guid":{"rendered":"https:\/\/yogaesoteric.net\/oamenii-de-stiinta-vor-acum-sa-creeze-o-inteligenta-artificiala-folosind-celule-cerebrale-umane-reale\/"},"modified":"2023-04-03T13:05:26","modified_gmt":"2023-04-03T13:05:26","slug":"oamenii-de-stiinta-vor-acum-sa-creeze-o-inteligenta-artificiala-folosind-celule-cerebrale-umane-reale","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/yogaesoteric.net\/fr\/oamenii-de-stiinta-vor-acum-sa-creeze-o-inteligenta-artificiala-folosind-celule-cerebrale-umane-reale\/","title":{"rendered":"Des chercheurs d\u00e9veloppent des \u00ab bio-ordinateurs \u00bb \u00e0 base d\u2019organo\u00efdes c\u00e9r\u00e9braux"},"content":{"rendered":"

Bien que l\u2019intelligence artificielle poss\u00e8de des capacit\u00e9s parfois impressionnantes, le cerveau humain demeure sans \u00e9gal. Il est capable d\u2019effectuer plusieurs t\u00e2ches simultan\u00e9ment et s\u2019av\u00e8re plus performant pour prendre des d\u00e9cisions logiques complexes \u2014 et ce, en n\u00e9cessitant beaucoup moins d\u2019\u00e9nergie que les algorithmes d\u2019apprentissage automatique. Pour pallier ces diff\u00e9rences, des chercheurs de l\u2019Universit\u00e9 Johns Hopkins tentent de concevoir des \u00ab bio-ordinateurs \u00bb bas\u00e9s sur des organo\u00efdes c\u00e9r\u00e9braux.\"\"<\/p>\n

Cela fait pr\u00e8s de deux d\u00e9cennies que les scientifiques cultivent des organo\u00efdes en laboratoire. Ces organes miniatures, qui imitent la structure et les fonctions des v\u00e9ritables organes humains, sont tr\u00e8s utiles pour la recherche m\u00e9dicale : ils aident \u00e0 mieux comprendre les organes et les maladies qui les affectent et permettent de tester de nouveaux m\u00e9dicaments ou d\u2019effectuer diverses exp\u00e9rimentations. Thomas Hartung, professeur de sciences de la sant\u00e9 environnementale \u00e0 la Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health, et ses coll\u00e8gues s\u2019int\u00e9ressent en particulier aux organo\u00efdes c\u00e9r\u00e9braux.<\/p>\n

\u00c0 partir de cellules de peau humaine reprogramm\u00e9es en cellules souches, puis en cellules c\u00e9r\u00e9brales, ils ont r\u00e9ussi \u00e0 cr\u00e9er leurs premiers \u00ab mini cerveaux \u00bb fonctionnels en 2012. Chaque organo\u00efde contient 30.000 \u00e0 50.000 cellules \u2014 soit environ la taille du syst\u00e8me nerveux d\u2019une mouche drosophile. Ils envisagent \u00e0 pr\u00e9sent de construire un ordinateur reposant sur ces organo\u00efdes, afin d\u2019exploiter toute la puissance de calcul du cerveau humain. \u00ab La bio-informatique est un effort consid\u00e9rable pour comprimer la puissance de calcul et accro\u00eetre son efficacit\u00e9 afin de d\u00e9passer les limites technologiques actuelles<\/em> \u00bb, a d\u00e9clar\u00e9<\/u><\/a> Hartung.<\/p>\n

\u00ab Intelligence organo\u00efde \u00bb : vers une r\u00e9volution de l\u2019informatique biologique<\/strong><\/p>\n

Chaque cerveau a une capacit\u00e9 de stockage estim\u00e9e \u00e0 2500 To, bas\u00e9e sur 86 \u00e0 100 milliards de neurones ayant plus de 1015 connexions. Certes, le cerveau humain est plus lent que les machines pour traiter des informations simples, mais ils les surpassent de loin pour traiter les informations complexes. Il se trouve que le cerveau est plus apte \u00e0 traiter des donn\u00e9es peu nombreuses et\/ou incertaines et peut effectuer \u00e0 la fois un traitement s\u00e9quentiel et parall\u00e8le. En 2013, le quatri\u00e8me plus gros ordinateur du monde mettait 40 minutes \u00e0 mod\u00e9liser 1 seconde de 1% de l\u2019activit\u00e9 c\u00e9r\u00e9brale d\u2019un humain, rappellent les chercheurs dans <\/u>Frontiers in Science<\/em><\/u><\/a>.<\/p>\n

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Image agrandie d\u2019un organo\u00efde c\u00e9r\u00e9bral produit dans le laboratoire de Thomas Hartung ; les neurones apparaissent en magenta, les noyaux cellulaires en bleu et d\u2019autres cellules de soutien en rouge et vert<\/figcaption><\/figure>\n

Hartung et ses collaborateurs envisagent aujourd\u2019hui de tirer parti de l\u2019extraordinaire puissance de traitement et de la capacit\u00e9 de stockage de notre cerveau. Un bio-ordinateur aliment\u00e9 par des cellules c\u00e9r\u00e9brales humaines \u00e9largirait de mani\u00e8re exponentielle les capacit\u00e9s de l\u2019informatique moderne. En particulier, il permettrait de traiter des calculs complexes plus rapidement qu\u2019un cerveau humain, mais avec une bien moindre consommation d\u2019\u00e9nergie.<\/p>\n

\u00c0 titre d\u2019exemple, Hartung \u00e9voque le supercalculateur \u00ab Frontier \u00bb, h\u00e9berg\u00e9 \u00e0 l\u2019Oak Ridge National Laboratory : en juin 2022, avec une vitesse de traitement de 1,1 exaFLOPS, il est devenu le supercalculateur le plus rapide au monde, d\u00e9passant pour la premi\u00e8re fois la capacit\u00e9 de calcul d\u2019un cerveau humain (dont la performance estim\u00e9e avoisine 1 exaFLOPS)\u2026 mais en utilisant un million de fois plus d\u2019\u00e9nergie (21 MW vs. 10-20 W) !<\/p>\n

Ce nouveau domaine de recherche, que l\u2019\u00e9quipe nomme \u00ab intelligence organo\u00efde \u00bb, n\u00e9cessite de transformer les organo\u00efdes c\u00e9r\u00e9braux actuels en structures plus complexes et durables, enrichies de plusieurs types de cellules et de g\u00e8nes associ\u00e9s \u00e0 l\u2019apprentissage et \u00e0 la m\u00e9moire. \u00ab Les organo\u00efdes c\u00e9r\u00e9braux actuels contiennent des dizaines de milliers de cellules, mais pour prendre en charge des calculs sophistiqu\u00e9s, nous visons \u00e0 porter ce nombre \u00e0 10 millions<\/em> \u00bb, pr\u00e9cisent les chercheurs.<\/p>\n

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Architecture d\u2019un syst\u00e8me d\u2019intelligence organo\u00efde pour l\u2019informatique biologique<\/figcaption><\/figure>\n

Il sera \u00e9galement n\u00e9cessaire de d\u00e9velopper des vaisseaux sanguins artificiels pour maintenir les organo\u00efdes en vie et en bonne sant\u00e9. L\u2019usage de syst\u00e8mes microfluidiques permettrait dans ce cas non seulement d\u2019assurer leur survie, mais aussi d\u2019instaurer une communication par signalisation chimique spatio-temporelle.<\/p>\n

L\u2019\u00e9quipe envisage des interfaces complexes en r\u00e9seau, dans lesquelles les organo\u00efdes c\u00e9r\u00e9braux seraient connect\u00e9s \u00e0 des capteurs et \u00e0 des dispositifs d\u2019entr\u00e9e\/sortie de nouvelle g\u00e9n\u00e9ration et \u00e0 des syst\u00e8mes d\u2019apprentissage automatique. Ils seraient aussi connect\u00e9s entre eux et avec des organo\u00efdes sensoriels (par exemple, des organo\u00efdes r\u00e9tiniens). Ceci n\u00e9cessitera bien s\u00fbr de d\u00e9velopper de nouveaux algorithmes et interfaces de communication.<\/p>\n

Un domaine qui aiderait \u00e0 \u00e9lucider les troubles du d\u00e9veloppement et neurologiques<\/strong><\/p>\n

\u00ab Cette technologie promet des avanc\u00e9es sans pr\u00e9c\u00e9dent en termes de vitesse de calcul, de puissance de traitement, d\u2019efficacit\u00e9 des donn\u00e9es et de capacit\u00e9s de stockage, le tout avec des besoins \u00e9nerg\u00e9tiques moindres<\/em> \u00bb, r\u00e9sument les chercheurs. Et pour que cette intelligence organo\u00efde se d\u00e9veloppe d\u2019une mani\u00e8re \u00e9thiquement et socialement responsable, un consortium diversifi\u00e9 de scientifiques, de bio\u00e9thiciens et de membres du public a \u00e9t\u00e9 int\u00e9gr\u00e9 \u00e0 l\u2019\u00e9quipe.<\/p>\n

\u00c0 noter par ailleurs que ces recherches ne serviront pas uniquement \u00e0 la cr\u00e9ation d\u2019ordinateurs ultrapuissants ; l\u2019intelligence organo\u00efde pourrait en effet contribuer \u00e0 \u00e9lucider la physiopathologie des troubles du d\u00e9veloppement neurologique et de la neurod\u00e9g\u00e9n\u00e9rescence (comme la d\u00e9mence ou la maladie de Parkinson) et \u00e0 trouver de nouveaux traitements. Elle permettrait \u00e9galement d\u2019\u00e9clairer certaines caract\u00e9ristiques du d\u00e9veloppement des cerveaux consid\u00e9r\u00e9s comme neuroatypiques.<\/p>\n

\u00ab Les outils que nous d\u00e9veloppons vers le calcul biologique sont les m\u00eames qui nous permettront de comprendre l<\/em>es changements dans les r\u00e9seaux neuronaux sp\u00e9cifiques \u00e0 l\u2019autisme, sans avoir \u00e0 utiliser des animaux ou \u00e0 acc\u00e9der aux patients, de comprendre les m\u00e9canismes sous-jacents qui expliquent pourquoi les patients ont ces probl\u00e8mes de cognition et ces d\u00e9ficiences<\/em> \u00bb, explique Lena Smirnova, professeure adjointe de sant\u00e9 environnementale et d\u2019ing\u00e9nierie \u00e0 Johns Hopkins et premi\u00e8re auteure de l\u2019\u00e9tude pr\u00e9sentant ce nouveau domaine de recherche.<\/p>\n

La mise sur le march\u00e9 de bio-ordinateurs n\u2019est cependant pas pour demain. Selon Hartung, cela pourrait prendre des d\u00e9cennies avant que l\u2019intelligence organo\u00efde puisse alimenter un syst\u00e8me aussi intelligent qu\u2019une souris. Mais si les efforts de d\u00e9veloppement sont r\u00e9alis\u00e9s d\u00e8s \u00e0 pr\u00e9sent, les premiers prototypes pourraient appara\u00eetre au cours de notre vie.<\/p>\n

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yogaesoteric
\n3 avril 2023<\/strong><\/p>\n

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