Neuro-ordinateurs: les chercheurs se rapprochent un peu plus du but
Des ordinateurs organiques utilisant des neurones de mammifères pour traiter ou stocker de l'information ou la neuroprothétique pour vaincre les troubles du système nerveux central? Il ne s'agit pas de la trame du scénario de Terminator 4: c'est précisément au développement de technologies de ce type que pourraient aboutir les percées accomplies par des chercheurs allemands, italiens et suisses dans le cadre du projet NACHIP, financé au titre du Sixième programme-cadre (6 e PC). Composée de Peter Fromherz, de l'Institut Max Planck de Biochimie de Munich, de Stefano Vassanelli, du département Membranes et neurophysique de l'université de Padoue et de Nikolaus Greeff, de l'Institut de Physiologie de l'université de Zurich, l'équipe en question étudie les moyens de faire communiquer des puces silicium avec des cellules nerveuses de rats. S'il est probable qu'il faille attendre des décennies avant que les ordinateurs organiques ne deviennent réalité, cette technologie pourrait cependant, à court terme, permettre de concevoir des méthodes de dépistage pour l'industrie pharmaceutique, dont on mesurera toute la pertinence à la lumière des récents événements ayant entaché un essai pharmacologique au Royaume-Uni. "Les laboratoires pharmaceutiques pourraient utiliser la puce pour tester l'effet de médicaments sur les neurones, pour découvrir rapidement des pistes de recherche prometteuses", a déclaré le professeur Vassanelli à IST Results. Mais pour pouvoir "entendre" ce que ces neurones "disent", il faut d'abord les connecter à des micropuces. L'équipe devait donc trouver des moyens d'abouter les neurones à des puces silicium individuelles, puis développer une interface entre les deux. Les savants se sont attaqués au problème sous deux angles: celui de la biologie et celui des semi-conducteurs. Infineon, le fabricant allemand de semi-conducteurs, a fourni des puces de pointe réunissant sur 1 mm des milliers de transistors et des centaines de condensateurs. L'équipe a dû alors réfléchir aux moyens de permettre aux cellules nerveuses d'établir des connexions avec elles. Pour "coller" les neurones à la puce, l'équipe a employé des protéines spéciales que l'on trouve dans le cerveau. Elles ont un double usage: "Elles fournissent également le lien entre les canaux ioniques des neurones et le matériau semi-conducteur, de manière à permettre la transmission des signaux neuro-électriques à la puce silicium", a expliqué le professeur Vassanelli. La communication dans les deux sens était dès lors possible. Les transistors de la puce enregistraient les signaux du neurone, tandis que les condensateurs lui en renvoyaient. "Pour l'heure, il nous faut encore affiner la méthode de stimulation des neurones, afin d'éviter de les endommager," a ajouté le professeur. L'équipe envisage une solution génétique au problème de la communication entre puce et neurone. "La mémoire provient des gènes et sans eux, pas de mémoire ou de calcul. Nous entendons explorer un moyen d'utiliser les gènes pour contrôler la neuropuce", a poursuivi le professeur Vassanelli. En supposant que cela soit faisable, et les chercheurs pensent pouvoir aboutir dans les prochaines décennies, on disposerait alors d'interfaces entre le système nerveux humain et les ordinateurs. Mais dans quel but? Avec des appareils contrôlés de cette manière, on sortirait du cadre de la prothétique pour entrer dans celui de la substitution. Des prothèses de jambe seraient sous le contrôle direct du cerveau, et sensibles. En théorie, des prothèses hautement sophistiquées pourraient permettre à un individu de sentir le sol sous ses pieds tandis qu'il marcherait. On pourrait même se cogner un simulacre d'orteil et ressentir de la douleur. Les ordinateurs organiques pourraient induire une croissance exponentielle de la puissance de calcul. Les superordinateurs les plus sophistiqués conçus à ce jour ne sont toujours pas en mesure de rivaliser avec l'animal le plus primitif. Si le cerveau humain était comparé à un ordinateur, le nombre de calculs par seconde requis ne serait-ce que pour interpréter - rien que visuellement - le monde qui nous entoure suffit déjà à tenir en échec n'importe quelle machine, sans parler de l'interaction entre l'ordinateur et le monde extérieur. Dans l'effort visant à concevoir des ordinateurs organiques ultra rapides et sophistiqués, l'UE démarre toutefois avec une tête d'avance. "L'Europe est très bien placée dans ce domaine de la recherche, car il s'agit essentiellement d'un secteur multidisciplinaire, et que nous avons des équipes idoines qui y travaillent. [...] L'Europe peut être très fière de ces ressources. Elles nous donnent accès à un équipement et à une expertise qu'il serait très difficile de réunir ailleurs dans le monde."
Pays
Suisse, Allemagne, Italie