Des dizaines de milliers de cellules cérébrales ont été utilisées pour construire un ordinateur. À même de reconnaître des schémas simples de lumière et d’électricité, ce dispositif pourrait potentiellement être intégré à un robot utilisant également des tissus musculaires vivants.
Un véritable réseau neuronal
Exploités dans un vaste éventail de domaines, les réseaux neuronaux visent à imiter le fonctionnement du cerveau humain. Si ceux-ci impliquent généralement l’exécution d’algorithmes sur des machines conventionnelles, dans le cadre de travaux présentés à l’occasion de la dernière réunion de l’American Physical Society, des chercheurs de l’université de l’Illinois ont conçu une machine utilisant de véritables cellules vivantes.
L’équipe a commencé par cultiver environ 80 000 neurones dérivés de cellules souches de souris dans une boîte de Petri. Afin que les cellules nerveuses puissent être stimulées électriquement et optiquement, les chercheurs les ont disposées entre une fibre optique et une grille d’électrodes (également capable de détecter les signaux électriques qu’ils émettaient en réponse). Tenant dans la paume d’une main, l’ensemble a été placé dans un incubateur afin de maintenir les cellules en vie.
Les scientifiques ont d’abord créé dix modèles distincts d’impulsions électriques et de flashs lumineux. Pour entraîner l’ordinateur à les reconnaître, ils les ont joués plusieurs fois en l’espace de soixante minutes. Une puce informatique ordinaire a été utilisée afin d’enregistrer et traiter les signaux électriques que les neurones produisaient en réponse.
80,000 mouse brain cells used to build a living computer https://t.co/IgtHSxDzOR
— New Scientist (@newscientist) March 16, 2023
À l’issue de cette phase d’entraînement, ils ont laissé les neurones se « reposer » pendant 30 minutes, puis ont joué à nouveau chaque modèle. Il s’est avéré que leur machine vivante les distinguait avec une précision atteignant 98 %.
Des robots vivants avancés
De tels travaux constituent un premier pas important vers des robots vivants avancés. La capacité des neurones à réagir à la pression, aux produits chimiques et aux champs magnétiques, en plus de la lumière et de l’électricité, implique qu’ils pourraient collecter et traiter simultanément une grande quantité d’informations sur leur environnement.
Si le dispositif mis au point par Andrew Dew et ses collègues ne peut actuellement rivaliser avec les réseaux neuronaux conventionnels, l’équipe entend augmenter le nombre de cellules nerveuses qu’il intègre et complexifier son modèle afin qu’un comportement inattendu émerge à mesure que de plus en plus d’entre elles interagiront.
