Brainoware : l’ordinateur hybride qui combine tissu cérébral humain et composants électroniques

Des chercheurs américains ont créé un bio-ordinateur composé de tissu cérébral humain cultivé en laboratoire et de circuits électroniques, s’étant récemment illustré dans le domaine de la reconnaissance vocale.

Brainoware

Publiés dans la revue Nature Electronics, ces travaux menés par des ingénieurs et des neuroscientifiques de l’Indiana ont impliqué la culture en laboratoire de « neurones humains » à partir de cellules souches pluripotentes, capables de se différencier en divers types cellulaires. Rassemblées en structures tridimensionnelles connues sous le nom d’organoïdes, les cellules cérébrales ont été associées à des circuits électroniques conventionnels pour créer le « Brainoware ».

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« L’idée était de bâtir un pont entre l’IA et les organoïdes, en tirant parti de l’efficacité et de la rapidité avec lesquelles le cerveau humain traite l’information », résume Feng Guo, co-auteur de la nouvelle étude.

L’équipe a placé les organoïdes sur des plaques intégrant des milliers d’électrodes microscopiques, permettant une interaction bidirectionnelle. Afin de tester les performances du système hybride, des données conventionnelles ont été converties en impulsions électroniques et envoyées à son « mini-cerveau ». Les réactions de ce dernier ont ensuite été décodées à l’aide d’un algorithme d’apprentissage automatique.

Human Brain Cells on a Chip Can Recognize Speech And Do Simple Math https://t.co/IiL4mtPDOe

— Memia eco/acc (@memialabs) December 13, 2023

Après une courte période d’entrainement, ayant impliqué 240 enregistrements audio de huit hommes parlant japonais, l’analyse des schémas d’activité neuronale de Brainoware a montré que le dispositif était capable d’identifier le locuteur avec une précision de 78 %.

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Intelligence artificielle et recherche neurologique

Selon l’équipe, de tels résultats suggèrent que l’approche pourrait être utilisée pour créer des systèmes d’IA à la fois beaucoup plus performants et moins énergivores, capables d’analyser des données complexes en un temps record.

Ces plateformes hybrides se révéleraient également précieuses pour la recherche neurologique, en permettant aux scientifiques de « simuler » des maladies neurodégénératives comme Alzheimer en laboratoire, ouvrant la voie à une meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans leur développement, et à de potentiels nouveaux traitements.

En septembre dernier, des chercheurs chinois avaient dévoilé un ordinateur liquide à base d’ADN capable d’exécuter 100 milliards de programmes différents.

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