Des neurones humains pour faire tourner des ordinateurs : une start-up alimente un data center

Alors que des entreprises du monde entier se livrent à une course pour construire davantage de centres de données afin d’alimenter les modèles d’intelligence artificielle (IA), des chercheurs explorent la possibilité d’utiliser des cellules humaines vivantes dans des systèmes informatiques.Une start-up australienne affirme avoir créé le premier appareil au monde qui permet d’« exécuter du code » sur des cellules cérébrales humaines vivantes.Cortical Labs a mis au point un système qui combine des neurones cultivés en laboratoire avec du matériel en silicium, permettant aux utilisateurs d’explorer des applications allant des neurosciences et de la modélisation des maladies à la robotique et à l’intelligence artificielle (IA).Le système, CL1, fonctionne en faisant pousser des neurones à partir de cellules souches, puis en les plaçant sur des puces capables d’envoyer et de recevoir des signaux électriques.« Nous utilisons ces cellules dans une approche d’ingénierie pour construire quelque chose qui n’a encore jamais vraiment existé et qui pourrait avoir des propriétés dont nous n’avons encore jamais pu nous servir. Et jusqu’à présent, les résultats sont très enthousiasmants », a déclaré à Euronews Next Brett J. Kagan, directeur scientifique et directeur des opérations de Cortical Labs.« Il suffit d’un peu de sang ou de peau pour générer une réserve illimitée de ces cellules que l’on peut ensuite transformer en neurones », a ajouté Kagan.L’entreprise affirme travailler sur des centres de calcul biologiques à Melbourne et à Singapour, où plusieurs unités de son système pourraient être déployées et accessibles à distance.En quoi diffère-t-il de la puce en silicium classique ?CL1 permet aux utilisateurs d’interagir directement avec les neurones, en leur envoyant des signaux électriques en entrée et en interprétant en temps réel la manière dont les cellules réagissent.À l’image des systèmes informatiques classiques, il utilise des puces en silicium, mais celles-ci sont équipées de microélectrodes qui communiquent avec des neurones vivants, en envoyant des signaux et en lisant leurs réponses dans le cadre du calcul.Contrairement aux ordinateurs classiques basés sur le silicium, ce système de la taille d’une boîte à chaussures utilise des cultures de cellules vivantes qui doivent être plongées dans un liquide riche en nutriments pour survivre, une approche parfois qualifiée de « wetware ».Selon Cortical Labs, environ 120 unités de ce type de système font tourner un petit centre de données à Melbourne, en Australie.Si l’idée de faire pousser des neurones en laboratoire n’est pas nouvelle, Cortical Labs affirme avoir standardisé un système plus simple à utiliser pour relier des cultures cellulaires à des interfaces électroniques, au lieu de recourir à des installations de laboratoire complexes et fabriquées sur mesure. La biologie humaine montre son efficacitéCe qui nécessitait auparavant des mois, voire des années de travail de laboratoire spécialisé peut désormais être réalisé en quelques heures ou quelques jours grâce à sa plateforme intégrée, affirme l’entreprise.Interagir avec des neurones biologiques de cette manière pourrait rendre l’informatique plus économe en énergie et plus adaptable que les systèmes classiques.« La biologie est incroyablement économe en énergie. Nous, les humains, n’avons pas besoin d’énormes quantités de données », explique Kagan. « J’ai une petite fille, et pour qu’elle apprenne ce qu’est un chien, il lui suffit de voir quelques images de chien. L’apprentissage automatique a besoin de dizaines de milliers, voire de centaines de milliers d’images, selon la tâche. Nous pouvons aussi gérer l’incertitude, l’information bruitée », ajoute-t-il. L’utilisation de cellules d’origine humaine pourrait aussi avoir des applications en recherche. Comme les neurones sont cultivés à partir d’échantillons de donneurs, ils peuvent refléter des caractéristiques génétiques, permettant aux scientifiques d’étudier la manière dont les cellules réagissent à différents traitements en laboratoire.Cela étant, les ordinateurs traditionnels basés sur le silicium restent bien plus efficaces pour effectuer des calculs mathématiques rapides et précis, souligne Kagan. Les progrès des systèmes d’IA actuels pourraient atteindre leurs limites pratiques, car ils nécessitent des quantités de données et de puissance de calcul toujours plus grandes.Selon le cofondateur, les systèmes futurs intégreront plutôt des approches biologiques et basées sur le silicium afin d’atteindre des capacités qu’aucune des deux ne pourrait offrir seule.« L’avenir de l’informatique, c’est lorsque nous pourrons tirer parti de tous les outils dont nous disposons pour obtenir le meilleur résultat. »Certains experts reconnaissent que les systèmes biologiques offrent des avantages, comme une faible consommation d’énergie et une grande adaptabilité, mais s’interrogent sur la portée réelle des approches actuelles.« Si vous utilisez uniquement un réseau plat de neurones humains, je ne pense pas qu’il offrirait de grands avantages par rapport aux systèmes traditionnels basés sur le silicium », a déclaré à Euronews Next Alysson R. Muotri, directeur du Sanford Stem Cell Education and Integrated Space Stem Cell Orbital Research (ISSCOR) Center de l’université de Californie à San Diego, aux États-Unis.Selon lui, des structures cérébrales tridimensionnelles plus complexes, appelées organoïdes, pourraient offrir un potentiel plus important, même si elles restent expérimentales.Les questions éthiques autour de la biologie dans l’informatiqueL’utilisation de cellules humaines dans l’informatique soulève des questions éthiques, même si les chercheurs estiment que le niveau de préoccupation dépend de la complexité du système.Muotri estime qu’il n’y a pas de problème majeur avec des réseaux de neurones humains plus simples, comme ceux utilisés par des entreprises telles que Cortical Labs.Il met toutefois en garde contre les défis que pourraient poser des structures cérébrales plus complexes.« L’organisation anatomique du tissu… peut probablement générer une forme d’expérience dans une boîte de Petri », explique-t-il. « Cela pourrait créer une sorte de conscience… et certaines personnes pourraient être mal à l’aise à l’idée de le savoir. »De telles inquiétudes, ajoute-t-il, pourraient nécessiter de nouvelles règles et un encadrement spécifique à mesure que la technologie se développe.Kagan affirme que l’approche de Cortical Labs pourrait offrir des avantages éthiques, notamment en réduisant le recours aux tests sur les animaux et en permettant un meilleur contrôle des systèmes biologiques.« Nous pensons que c’est une bien meilleure approche », dit-il.