Automates
Intelligents s'enrichit du logiciel
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Nous
publions ici, avec son autorisation, cet éditorial proposé
par le sénateur honoraire René Trégouët
dans son magazine d'information scientifique et technique RT Fl@sh.
Il s'agit ici d'un article intitulé "Le premier cerveau
artificiel en 2020 ?", dont l'original peut être lu à
l'adresse http://www.tregouet.org/article.php3?id_article=589
Concernant le fonds du sujet, nous avions
rapporté précédemment les doutes de certains
neuroscientifiques relatifs à la possibilité de simuler
le fonctionnement d'un cerveau complet, surtout s'il est isolé
d'un corps, sur le modèle dit du "cerveau dans une assiette".
Mais il est indéniable que la réalisation d'un système
aussi complexe que celui entrepris par le Blue Brain Project sera
de toutes façons riche d'enseignement, au moins concernant
les possibilités de la cognition artificielle.
Automates
Intelligents
Depuis
2005, un fascinant projet de simulation sur ordinateurs, baptisé
Blue Brain Project s'est donné comme objectif de fabriquer,
dans dix ans, le premier «cerveau électronique».
Comme
l'a rappelé le 24 juillet dernier le directeur du projet,
Henry Markram, de l'École fédérale polytechnique
de Lausanne (Suisse) lors d'une conférence à Oxford,
il s'agit de simuler l'architecture et le fonctionnement du néocortex
des mammifères au moyen d'un supercalculateur IBM de la famille
Blue Gene, le troisième superordinateur le plus rapide du
monde (36 téraflops). Ces machines peuvent effectuer simultanément
plusieurs milliers de milliards d'opérations par seconde
!
Les
chercheurs se sont concentrés sur une colonne du cortex des
mammifères. Autrement dit unité fonctionnelle empilant
verticalement 10.000 neurones de plus de 200 types génétiques
distincts. Il a fallu, pour alimenter le modèle, utiliser
les données de plus de 15 000 expériences individuelles
effectuées dans les laboratoires du monde entier sur des
neurones en culture. Avec ces données, l'équipe du
Pr Markram a créé dans Blue Gene une colonne virtuelle
de neurones corticaux où sont mimés l'architecture,
la morphologie et le fonctionnement d'un réseau de 10 000
cellules en trois dimensions. L'équivalent d'un micro-ordinateur
portable est nécessaire pour effectuer les calculs et la
simulation d'un seul de ces neurones, c'est la raison pour laquelle
Blue Gene, et ses 1 000 calculateurs ont été choisis.
Pour
l'instant, le projet Blue Brain Project n'a reproduit qu'une seule
colonne de cortex. Or notre cortex contient environ un million de
ces unités fonctionnelles. Pour étudier un cerveau
complet, il faudra disposer d'une puissance informatique un million
de fois plus puissante que Blue Gene, ce qui ne sera possible qu'en
effectuant un saut technologique vers l'informatique quantique.
Mais la phase 1 de l'expérience vient d'être finalisée
: le modèle «vit» dans la machine. Les chercheurs
ont présenté à ce cerveau in silico
des images et mesuré son activité électrique
de réponse : «Vous stimulez le système, et
il crée sa propre représentation à partir de
cette simulation initiale», a expliqué Henry Markram.
Le but final de cette première phase est d'extraire cette
représentation et de l'observer pour tenter de comprendre
comment le cerveau perçoit le monde !
«Blue
Brain nous a permis de découvrir qu'il existe une certaine
similitude dans la manière dont les synapses (connexions
chimiques ou électriques entre deux neurones) sont agencées
pour former des circuits neuronaux», explique le Pr Markram.
Cette propriété se retrouve chez tout le monde
et elle demeure même lorsqu'on apprend des choses ou qu'on
acquiert des souvenirs.» Une découverte qui nuance
ce qu'on savait jusqu'ici du cerveau, à savoir qu'il varie
énormément d'un individu à l'autre, notamment
quant au nombre de neurones qu'il contient.
D'ici
à dix ans, le chercheur pense pouvoir recréer l'ensemble
du cerveau. Ce «modèle» pourra acquérir
des souvenirs, apprendre une langue et se doter d'une personnalité,
livrant des informations précieuses sur le fonctionnement
de la mémoire. Peut-être répondra-t-il même
à l'une des interrogations de base de la philosophie :
«Il se pourrait que notre cerveau développe une conscience.
Nous aurons alors résolu le mystère de la vie. Si
ce n'est pas le cas, reprend-il aussitôt, nous aurons tout
de même démontré qu'il faut plus de 100 milliards
de neurones qui interagissent pour produire une conscience.»
Mais
ce projet a aussi des finalités thérapeutiques très
concrètes : deux milliards de personnes souffrent de maladies
mentales. Je crois fermement que Blue Brain parviendra à
trouver de meilleurs médicaments pour elles. » L'encéphale
reconstitué par l'équipe de Henry Markram pourra en
effet être modifié pour lui donner les caractéristiques
d'un cerveau malade, qu'on comparera ensuite à un cerveau
sain pour mieux comprendre les causes fondamentales de cette pathologie.
«Notre recherche sur l'autisme, par exemple, suggère
que les sujets souffrant de cette maladie ont des colonnes corticales
superconnectées et superplastiques."
Blue
Brain confirmera ou invalidera cette hypothèse. Autre application
concrète, on pourra alimenter le cerveau modélisé
avec les données d'un patient. On obtiendra alors un outil
formidable pour poser un diagnostic et tester les effets d'un médicament
ou d'un traitement sur cette personne. Le bénéfice
est double : «On évite le processus d'essai et d'erreur,
où le médecin teste divers traitements jusqu'à
ce qu'il trouve le bon, et on réduit fortement les tests
sur les animaux.»
Mais
les chercheurs ont encore un long chemin à parcourir avant
de percer les mystères de notre cerveau : Non seulement il
faut connaître et décrire toutes les règles
régissant les communications entre les cellules nerveuses,
mais l'équipe de Lausanne veut descendre encore plus profondément
dans chaque cellule, au niveau moléculaire des structures
et des échanges ! Souhaitons que l'Europe s'engage davantage
dans la réalisation de ce cerveau artificiel qui sera l'un
des grands défis scientifiques de ce siècle.
Automates
Intelligents s'enrichit du 
Depuis
2005, un fascinant projet de simulation sur ordinateurs, baptisé
Blue Brain Project s'est donné comme objectif de fabriquer,
dans dix ans, le premier «cerveau électronique».
Les
chercheurs se sont concentrés sur une colonne du cortex des
mammifères. Autrement dit unité fonctionnelle empilant
verticalement 10.000 neurones de plus de 200 types génétiques
distincts. Il a fallu, pour alimenter le modèle, utiliser
les données de plus de 15 000 expériences individuelles
effectuées dans les laboratoires du monde entier sur des
neurones en culture. Avec ces données, l'équipe du
Pr Markram a créé dans Blue Gene une colonne virtuelle
de neurones corticaux où sont mimés l'architecture,
la morphologie et le fonctionnement d'un réseau de 10 000
cellules en trois dimensions. L'équivalent d'un micro-ordinateur
portable est nécessaire pour effectuer les calculs et la
simulation d'un seul de ces neurones, c'est la raison pour laquelle
Blue Gene, et ses 1 000 calculateurs ont été choisis.
Pour
l'instant, le projet Blue Brain Project n'a reproduit qu'une seule
colonne de cortex. Or notre cortex contient environ un million de
ces unités fonctionnelles. Pour étudier un cerveau
complet, il faudra disposer d'une puissance informatique un million
de fois plus puissante que Blue Gene, ce qui ne sera possible qu'en
effectuant un saut technologique vers l'informatique quantique.
