À l'intérieur de l'endroit où les ordinateurs fonctionnent sur des cellules cérébrales vivantes

Au sein du laboratoire de Cortical Labs, une société basée à Melbourne, en Australie, CL1, le premier bio-ordinateur au monde intégrant des cellules cérébrales humaines, prend forme.

Dans un vaste laboratoire à l’extérieur de Cambridge, un étonnant « ordinateur biologique » prend forme. 200 000 cellules cérébrales humaines, cultivées en laboratoire, reposent sur des circuits en silicium, transmettant une activité électrique synchronisée à un écran destiné au monde extérieur.

CL1, de la taille de deux boîtes à chaussures, a été développé par Cortical Labs, une société basée à Melbourne, en Australie, qui travaille à la création d'une « intelligence biologique synthétique » (SBI), une nouvelle forme d'informatique qui pourrait offrir un potentiel bien au-delà de l'électronique conventionnelle et d'autres technologies émergentes comme l'informatique quantique.

Un bio-ordinateur alimenté par des cellules cérébrales vivantes

« À l'instar de notre cerveau, les bio-ordinateurs consommeront beaucoup moins d'énergie que l'électronique conventionnelle pour traiter l'information. Les applications futures pourraient inclure la robotique, la sécurité et le métavers », a déclaré Hon Weng Chong, PDG de Cortical Labs, au Financial Times.

La recherche d'alternatives à l'électronique conventionnelle, énergivore, a donné naissance au nouveau domaine de la bio-informatique. L'idée derrière ce dispositif est d'exploiter directement l'intelligence des cellules cérébrales, plutôt que de l'imiter dans le silicium par le biais du traitement « neuromorphique » et de l'IA.

Les premières applications de CL1 sont appliquées en neurosciences et en recherche pharmaceutique, aidant à explorer comment différents produits chimiques et candidats médicaments affectent le traitement des informations des cellules cérébrales.

À l'intérieur du bio-ordinateur CL1, des neurones humains se développent sur des circuits en silicium. Photo : Financial Times.

« La prochaine étape de l'innovation créera de nouvelles formes d'informatique plus avancées, allant au-delà des systèmes d'IA conventionnels. Elle utilise les mêmes processeurs, appelés neurones, qui sont à la base de l'intelligence des organismes vivants », a ajouté Chong.

Pour Mark Kotter, professeur de neurologie clinique à l’Université de Cambridge et fondateur de bit.bio, l’importance de CL1 réside dans le fait qu’il s’agit de la première « machine » capable d’évaluer de manière fiable la puissance de calcul des cellules cérébrales.

Karl Friston, professeur de neurosciences à l'University College de Londres, qui a également collaboré académiquement avec certains scientifiques de Cortical Labs, a déclaré que l'appareil pourrait être considéré comme le premier ordinateur biologique simulé disponible dans le commerce.

« Cependant, le véritable atout de cette technologie n'est pas destiné à l'informatique, du moins pour l'instant. Il s'agit plutôt d'une technologie qui permet aux scientifiques de réaliser des expériences sur un petit cerveau », a commenté Friston.

Défis et perspectives d'avenir

À l'intérieur du système CL1, des neurones cultivés en laboratoire sont placés sur un réseau d'électrodes plates en métal et en verre. 59 électrodes forment la base d'un réseau plus stable, offrant à l'utilisateur un contrôle optimal sur l'activation du réseau neuronal.

Ce « cerveau » SBI est ensuite placé dans une boîte de survie rectangulaire, connectée à un système logiciel pour fonctionner en temps réel.

« Le système de perfusion agit comme un système de soutien vital pour les cellules. Il filtre les déchets, régule la température, mélange les gaz et pompe pour maintenir le tout en mouvement », explique Brett Kagan, directeur scientifique de Cortical Labs.

Au laboratoire, Cortical Labs assemble des boîtiers pour construire une pile de serveurs de réseaux neuronaux biologiques inédite. Elle comprend 30 unités distinctes, chacune dotée de cellules sur son réseau d'électrodes, et devrait être opérationnelle dans les prochains mois.

Vue microscopique de cellules nerveuses se développant sur des circuits électroniques. Photo : Financial Times.

L'objectif actuel de l'équipe est de disposer de quatre racks de serveurs disponibles pour une utilisation commerciale via le cloud d'ici fin 2025. Un rack de boîtiers CL1 ne consomme qu'environ 850 à 1 000 watts. Chaque boîtier coûte environ 35 000 dollars et ne nécessite pas d'ordinateur externe pour fonctionner.

Un autre problème majeur est que les neurones ne peuvent survivre que quelques mois dans le CL1, qui est maintenu par un flux constant de liquide pour fournir des nutriments et éliminer les déchets.

« L'inconvénient d'un tel système est que nous n'avons pas encore trouvé comment transférer la mémoire. Une fois le système hors service, il faut tout recommencer », a expliqué Chong.

Chong est également conscient des problèmes éthiques qui pourraient survenir à l’avenir si les bio-ordinateurs et les cultures de neurones développent les éléments de base de la conscience.

« Ces systèmes sont sensibles car ils réagissent aux stimuli et en tirent des enseignements. Nous en apprendrons davantage sur le fonctionnement du cerveau humain, mais nous n'avons pas l'intention de créer un cerveau dans un aquarium », a déclaré le PDG de Cortical Labs.

Source : https://znews.vn/ben-trong-noi-tao-ra-may-tinh-chay-bang-te-bao-nao-song-post1565252.html