Des circuits électroniques réalisés avec des neurones !

On cherche à modéliser le fonctionnement du CerveauOrgane du système nerveux central, situé dans la boîte crânienne, siège des fonctions supérieures (fonctions cognitives, sens, réponses nerveuses) et végétatives.

Les hémisphères droit et gauche, divisés en lobes, sont les parties les plus développées chez les mammifères. Elles comprennent...');" onmouseout="killlink()">cerveau humain à l'aide de circuits électroniques obéissant à ce que l'on pense être les lois d'un réseau de NeuroneCellule du système nerveux spécialisée dans la communication et le traitement d\'informations. Chaque neurone est composé d\'un corps cellulaire comportant un noyau, ainsi que deux types de ramifications : les dendrites (entrées) et un axone (sortie des informations). Axones et dendrites de neurones...');" onmouseout="killlink()">neurones. L'inverse est possible, comme le prouvent des chercheurs de l'Institut Weizmann qui ont créé des circuits électroniques avec de vrais neurones.

Un vieux rêve exprimé dans les ouvrages de science-fiction imagine un stade que l'on peut qualifier de post-humain, pour reprendre le langage des célèbres extropiens... C'est celui de faire fusionner l'homme et la machine pour bénéficier des avantages de l'un et de l'autre tout en minimisant les inconvénients. La NanotechnologieLes nanotechnologies et les nanosciences sont l\'étude, la fabrication et la manipulation de structures, de dispositifs et de systèmes matériels à l\'échelle de moins d\'une quarantaine de nanomètres.

Les nanosciences et les nanotechnologies sont au croisement de plusieurs disciplines...');" onmouseout="killlink()">nanotechnologie et la biotechnologie nous approchent un tout petit peu chaque jour de ce rêve. Dans cette voie, les scientifiques cherchent à reproduire le fonctionnement du cerveau avec des circuits électroniques, ainsi qu'à créer des interfaces entre les neurones biologiques et ces circuits. On est cependant encore immensément loin d'avoir un jour l'équivalent du monde de Ghost in the shell, et peut-être ne l'atteindrons-nous jamais...

Toutefois, les réalisations de Elisha Moses, du département de la physique des systèmes complexes de l'Institut Weizmann en Israël, sont vraiment remarquables.

Des neurones utilisés comme des composants électroniques

Avec ses collègues Ofer Feinerman et Assaf Rotem, il a publié récemment dans Nature de nouveaux résultats concernant la possibilité de manipuler la croissance et les interconnexions de cellules nerveuses In vitroQualifie un processus biologique observé/étudié en éprouvette ou en laboratoire, dans des conditions artificielles, par opposition à in vivo.');" onmouseout="killlink()">in vitro. Ces chercheurs ont d'abord commencé par démontrer que l'on pouvait faire croître des neurones le long d'une fente dans une plaque de VerresBien que certains soient considérés comme des minéraux, les verres ne possèdent pas de structure atomique ordonnée ni la plupart du temps de composition chimique définie. Ils résultent généralement de chocs thermiques (refroidissement brutal d\'un magma ou d\'un fluide).');" onmouseout="killlink()">verre et les stimuler non pas grâce à un Champ électriqueGrandeur vectorielle E, à l\'origine des forces électriques (force de Coulomb). Unité : volt par mètre (V.m-1).
Le champ électrique est une notion qui remonte aux travaux de Coulomb (1785), c\'est le champ de force associé à une charge électrique unité. Il dérive du potentiel électrique.
Le...');" onmouseout="killlink()">champ électrique (ce qui a déjà été fait) mais à  l'aide d'un Champ magnétiqueGrandeur physique vectorielle (H ou B ), B étant communément appelé induction. L\'une des grandeurs composant le champ électromagnétique.
H et B sont reliés par la relation H=B/μo dans le vide et par H=B/μo - M dans un milieu d\'aimantation M.
La grandeur fondamentale est B, dont dérive H...');" onmouseout="killlink()">champ magnétique.

Leur but était de savoir si l'on pouvait réaliser de cette manière des interfaces électroniques entre le cerveau et d'autres circuits électroniques. On sait en effet que le silicium et le CarboneElément chimique non-métallique (symbole C), de numéro atomique 6, de masse atomique 12,01, appartenant au groupe 14 de la classification de Mendeleev, de valence 4.
Le corps simple, de point d\'ébullition 3550°C, de point de fusion 4827°C, existe à l\'état solide sous trois formes cristallines :...');" onmouseout="killlink()">carbone (élément essentiel des MoléculeEnsemble d\'atomes unis les uns aux autres par des liaisons chimiques.');" onmouseout="killlink()">molécules organiques) sont de proches cousins et des spéculations sur une vie extraterrestre basée sur le silicium sont allées bon train. En fait, nous connaissons déjà des sortes de formes de vie intelligentes basées sur le silicium... ce sont nos OrdinateurÉquipement informatique de traitement automatique de données comprenant les organes nécessaires à son fonctionnement autonome.
Anglais : computer.');" onmouseout="killlink()">ordinateurs !

Certes, l'Intelligence artificielleDiscipline scientifique relative au traitement des connaissances et au raisonnement, dans le but de permettre à une machine d\'exécuter des fonctions normalement associées à l\'intelligence humaine : compréhension, raisonnement, dialogue, adaptation, apprentissage, etc.');" onmouseout="killlink()">intelligence artificielle n'est pas encore de la conscience artificielle mais qui peut savoir ce que donneront dans quelques dizaines d'années soit les ordinateurs classiques soit les encore mythiques ordinateurs quantiques ?

Pour fonctionner, un circuit de neurones doit être tel que chacun d'eux soit connecté à un grand nombre d'autres neurones, par le buisson de DendriteArborescence du neurone sous forme de filament court et ramifié servant à recevoir et conduire l\'influx nerveux (signal) provenant d\'autres cellules nerveuses.');" onmouseout="killlink()">dendrites (qui assurent la réception des données) et par l'AxoneLong prolongement fibreux du neurone, qui conduit l\'influx nerveux. L\'axone est un long prolongement qui émerge du corps cellulaire du neurone.
Sa longueur est variable et peut atteindre plus d\'un mètre. Son extrémité se divise en "branches" qui se connectent à d\'autres neurones par...');" onmouseout="killlink()">axone (qui envoie ses signaux à d'autres neurones). Les chercheurs se sont aperçus que dans leur dispositif, il existait un seuil pour le nombre d'axones si on veut réaliser des portes logiques. Il en faut au moins une centaine, organisés en faisceaux.

En manipulant ces faisceaux d'axones entre de petits groupes de neurones, il est possible de réaliser des portes logiques AND, des diodes et même des circuits oscillants.