L'intelligence cachée derrière la création d'un corps artificiel
Le cerveau présente une plasticité fonctionnelle qui lui permet d'adapter ses performances en fonction d'expériences passées. Cette propriété constitue un défi dans le monde scientifique à la fois en termes de compréhension, mais également pour son application dans des dispositifs physiques. À cette fin, des neurones cultivés in vitro ont permis de former un modèle physique bidimensionnel du cerveau. Le projet NEUROBIT a pour objectif de développer des algorithmes et des techniques permettant l'établissement d'une connexion bi-directionnelle entre des neurones cultivés et des dispositifs externes. Les populations neuronales ont été intégrées dans un corps physique concret, comme un robot mobile, puis les mécanismes d'intégration, de contrôle et d'adaptation sensorimoteurs dans des systèmes vivants ont été observés. Dans le cadre du projet, un mini laboratoire neurophysiologique (Neurophysiological Mini Laboratory-NML) a été développé pour la connexion d'un tissu neuronal cultivé. Il s'agit d'un microsystème composé d'une matrice de microtransducteurs (microtransducer array-MTA), de capteurs de température, d'éléments chauffants, d'un réservoir en verre et d'une chambre de mini-incubation. La matrice de microtransducteurs repose sur une matrice de microélectrodes (microelectrode array-MEA) intégrée à un substrat transparent et conditionnée sur une carte de circuit imprimée. La matrice de microtransducteurs intègre une matrice de soixante électrodes de platine à couche mince permettant l'enregistrement et la stimulation électriques de l'activité du réseau. La technologie SU-8 a permis la réalisation de structures de groupe pour la construction du réseau dans les sous-populations interconnectées. Un anneau de verre collé à la carte de circuit imprimée définit un réservoir à bouillons de culture. Le réservoir est scellé par une membrane semi-perméable afin de limiter l'évaporation du bouillon. Dans le cadre du projet NEUROBIT, la matrice de microtransducteurs peut être intégrée dans une chambre d'incubation en polyméthacrylate de méthyle (PMMA). Les éléments chauffants sont fixés sur la paroi interne de la chambre et sur le couvercle supérieur afin d'éviter la condensation de la vapeur. De plus, ils sont disponibles sur le marché et sélectionnés selon la puissance minimale requise. Le mini laboratoire neurophysiologique réalisé exploite la technologie à couche mince, le micro-usinage et les pièces disponibles sur le marché pour étudier les propriétés d'adaptation et la plasticité synaptique des modèles neuro-robotiques.
