Pour augmenter la puissance de calcul de l’intelligence artificielle (IA), les chercheurs ont combiné l’apprentissage automatique avancé avec des modèles 3D sophistiqués du cerveau humain fabriqués à partir de différents types de tissus cérébraux cultivés en laboratoire.
Ces modèles miniatures du cerveau, appelés « mini-cerveaux », existent sous diverses formes depuis 2013. Mais ils n’ont jamais été exploités comme moyen d’améliorer l’IA.
Des scientifiques ont combiné l'apprentissage automatique, un système d'intelligence artificielle, avec un modèle 3D miniature du cerveau. (Photo : Getty Images)
La nouvelle étude utilise du matériel informatique plus traditionnel pour entrer des données électriques dans l'organoïde, puis décoder l'activité de l'organoïde pour produire une sortie - de sorte que l'organoïde ne sert que de « couche intermédiaire » du processus informatique.
Bien que cette approche ne puisse pas imiter la structure réelle du cerveau ni son fonctionnement, elle pourrait constituer une première étape vers la création de bio-ordinateurs qui empruntent des astuces à la biologie pour les rendre plus puissants et plus économes en énergie que les ordinateurs traditionnels.
Les « bio-ordinateurs » pourraient également fournir une meilleure compréhension du fonctionnement du cerveau humain et de la manière dont il est affecté par les maladies neurodégénératives, telles que la maladie d’Alzheimer et la maladie de Parkinson.
« Nous pouvons essentiellement encoder des informations – comme des informations visuelles ou audio – dans le modèle spatio-temporel de stimulation électrique », a déclaré le co-auteur de l’étude Feng Guo, professeur associé d’ingénierie des systèmes intelligents à l’Université d’Indiana à Bloomington.
En d'autres termes, la matière organique réagissait différemment selon le moment et la répartition spatiale de l'électricité provenant des électrodes. L'algorithme a appris à interpréter les réponses électriques du corps à cette stimulation.
Grâce à ce matériel unique, les chercheurs ont entraîné leur algorithme hybride à réaliser deux types de tâches : l’une impliquant la reconnaissance vocale et l’autre impliquant les mathématiques.
Auparavant, l'ordinateur affichait une précision d'environ 78 % dans la reconnaissance des voyelles japonaises à partir de centaines d'échantillons audio. Il était relativement précis dans la résolution du problème, mais légèrement inférieur aux modèles d'apprentissage automatique traditionnels.
Cette étude marque la première fois qu’un organoïde cérébral est utilisé avec l’IA, mais des études précédentes ont utilisé des types plus simples de tissus neuronaux cultivés en laboratoire de manière similaire.
L'un des avantages de la création d'un bio-ordinateur est son efficacité énergétique, car notre cerveau consomme beaucoup moins d'énergie que les systèmes informatiques avancés actuels. Mais Smirnova estime qu'il faudra peut-être des décennies avant qu'une technologie comme celle-ci puisse être utilisée pour créer un bio-ordinateur commun.
Bien que les organoïdes ne puissent pas recréer un cerveau humain complet, Smirnova espère que la technologie aidera les scientifiques à mieux comprendre le fonctionnement du cerveau, y compris des maladies comme la maladie d'Alzheimer.
(Source : Tien Phong/Live Science)
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