Des neurones humains au service de l’informatique

La start-up suisse FinalSpark développe une nouvelle génération de processeurs biologiques utilisant des cellules cérébrales humaines, une innovation qui pourrait révolutionner la consommation énergétique des systèmes d’intelligence artificielle.

Dans un laboratoire de Vevey, des scientifiques alimentent en nutriments des cellules cérébrales humaines maintenues en vie. Ces structures biologiques constituent le cœur d’une approche novatrice en informatique, où la matière vivante remplace progressivement le silicium. Cette discipline émergente, qualifiée de biocomputation, explore les capacités de calcul intrinsèques des neurones biologiques.

Fred Jordan, cofondateur de FinalSpark, défend cette orientation. Selon lui, plutôt que de tenter de reproduire artificiellement le fonctionnement cérébral, il serait plus judicieux d’exploiter directement les propriétés des neurones humains. L’entrepreneur anticipe même que ces processeurs organiques pourraient à terme supplanter les puces électroniques conventionnelles qui soutiennent le développement accéléré de l’intelligence artificielle.

L’argument énergétique constitue un atout majeur de cette technologie. Les neurones biologiques présenteraient une efficacité énergétique supérieure d’un facteur d’un million par rapport à leurs équivalents artificiels. De plus, leur production en laboratoire ne connaîtrait pas les limitations matérielles qui affectent l’industrie des semi-conducteurs.

La fabrication de ces bioprocesseurs débute par l’utilisation de cellules souches, transformées en neurones puis organisées en structures tridimensionnelles appelées organoïdes cérébraux. Ces amas cellulaires, d’environ un millimètre, atteignent un niveau de complexité comparable à celui du système nerveux d’une larve de drosophile. Des électrodes connectées à ces neurones permettent d’observer et de stimuler leur activité, créant ainsi les bases d’un langage binaire similaire à celui de l’informatique traditionnelle.

Dix universités collaborent actuellement avec FinalSpark dans le cadre d’expérimentations à distance. À Bristol, Benjamin Ward-Cherrier intègre des organoïdes dans un robot capable de reconnaître des caractères braille. Le chercheur souligne les défis techniques, notamment la nécessité d’encoder les données de manière compréhensible pour les cellules et d’interpréter leurs réponses. Il note également la fragilité inhérente à ces systèmes biologiques, rappelant que les cellules peuvent mourir en cours d’expérience, contraignant les équipes à recommencer leurs travaux.

Aux États-Unis, l’université Johns Hopkins emploie ces modèles cérébraux pour étudier les troubles neurologiques comme l’autisme ou la maladie d’Alzheimer. Lena Smirnova, chercheuse dans cette institution, considère que la biocomputation, bien que encore expérimentale, pourrait connaître des avancées déterminantes dans les deux prochaines décennies.

Cette technologie soulève néanmoins des interrogations éthiques concernant le statut de ces entités biologiques. Les scientifiques impliqués rejettent toutefois l’éventualité d’une émergence de conscience, arguant de l’absence de récepteurs de la douleur et de la faible complexité neuronale des organoïdes, qui ne comptent que dix mille neurones contre cent milliards dans un cerveau humain mature.

De retour dans le laboratoire suisse, une observation continue d’intriguer les chercheurs. L’ouverture de la porte du réfrigérateur contenant les seize mini-cerveaux provoque systématiquement une augmentation soudaine de l’activité neuronale, un phénomène dont l’explication reste à ce jour inexpliquée.