Des chercheurs de l’Université Johns Hopkins affirment que les dispositifs mi-humains mi-machines ont le potentiel de repousser les limites technologiques actuelles en utilisant des organoïdes cérébraux prélevés sur de minuscules échantillons de peau humaine. L’équipe de scientifiques a expérimenté des tissus cérébraux de la taille d’un point de stylo, contenant des neurones et d’autres fonctions capables d’apprendre et de mémoriser.
Le professeur Thomas Hartung, qui dirige les travaux, affirme que ce «matériel biologique» pourrait bientôt contribuer à des recherches précieuses sur le fonctionnement du cerveau humain et fournir un moyen de réduire les demandes de consommation d’énergie dans les superordinateurs.
L’équipe d’étude espère également que l’intelligence organoïde pourrait en outre révolutionner la recherche sur les tests de dépistage de drogues pour les troubles neuro-développementaux et la neurodégénérescence. Bien que les ordinateurs puissent effectuer des calculs avec des nombres et des données beaucoup plus rapidement que les humains, le cerveau est bien meilleur pour prendre des décisions logiques complexes, telles que l’identification d’un animal à un autre.
» Le cerveau est encore inégalé par les ordinateurs modernes », déclare Hartung dans un communiqué de presse . « Frontier, le dernier supercalculateur du Kentucky, est une installation de 600 millions de dollars et de 6 800 pieds carrés. Ce n’est qu’en juin de l’année dernière qu’il a dépassé pour la première fois la capacité de calcul d’un seul cerveau humain, mais en utilisant un million de fois plus d’énergie.
(Rappelons que c’est une technologie utilisée dans la série Star Trek Voyager.)
Chaque organe contient 50 000 cellules
L’étude du professeur Hartung, publiée dans la revue Frontiers in Science , décrit le plan de son équipe pour l’intelligence organoïde .
« L’informatique et l’intelligence artificielle ont été le moteur de la révolution technologique, mais elles atteignent un plafond », déclare Hartung, professeur de sciences de la santé environnementale à la Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health et à la Whiting School of Engineering. « La bioinformatique est un énorme effort de compactage de la puissance de calcul et d’augmentation de son efficacité pour repousser nos limites technologiques actuelles. »
Depuis près de deux décennies, les scientifiques utilisent de minuscules organoïdes – des tissus cultivés en laboratoire ressemblant à des organes adultes – pour expérimenter sur des organes humains sans avoir à recourir à des tests sur des humains ou des animaux.
En 2012, le professeur Hartung et ses collègues ont commencé à développer et à assembler des cellules cérébrales en organoïdes fonctionnels à l’aide de cellules provenant d’échantillons de peau humaine.
L’équipe a ensuite reprogrammé ces cellules dans des états embryonnaires, semblables à des cellules souches. Chaque organoïde contient environ 50 000 cellules , qui sont aussi petites que le système nerveux d’une drosophile.
Il faudra encore des décennies pour perfectionner la technologie
Le professeur Hartung et son équipe envisagent maintenant de construire un supercalculateur avec ces organoïdes, qui, selon eux, pourraient commencer à atténuer les exigences de consommation d’énergie du supercalcul, qui deviennent de plus en plus insoutenables. Bien que cela puisse prendre des décennies avant que l’intelligence organoïde puisse même alimenter une souris d’ordinateur, en augmentant la production d’organoïdes et en les formant avec l’intelligence artificielle, le professeur Hartung prédit un avenir dans lequel les bio-ordinateurs prendront en charge une vitesse, une puissance de traitement, une efficacité des données et des capacités de stockage supérieures. l’informatique.
« Cela ouvre la voie à la recherche sur le fonctionnement du cerveau humain « , explique Hartung. « Parce que vous pouvez commencer à manipuler le système, à faire des choses que vous ne pouvez pas faire éthiquement avec des cerveaux humains. »
« Il faudra des décennies avant d’atteindre l’objectif de quelque chose de comparable à n’importe quel type d’ordinateur. Mais si nous ne commençons pas à créer des programmes de financement pour cela, ce sera beaucoup plus difficile.
« Nous voulons comparer les organoïdes cérébraux de donneurs typiquement développés par rapport aux organoïdes cérébraux de donneurs autistes « , explique Lena Smirnova, professeure adjointe de santé environnementale et d’ingénierie à Johns Hopkins.
« Les outils que nous développons vers l’informatique biologique sont les mêmes outils qui nous permettront de comprendre les changements dans les réseaux neuronaux spécifiques à l’autisme, sans avoir à utiliser d’animaux ou à accéder aux patients, afin que nous puissions comprendre les mécanismes sous-jacents de la raison pour laquelle les patients ont ces capacités cognitives. problèmes et déficiences.
Pour évaluer les implications éthiques du travail avec l’intelligence organoïde, un consortium diversifié de scientifiques, de bioéthiciens et de membres du public a été intégré à l’équipe de Johns Hopkins.
James Gamble, écrivain du South West News Service, a contribué à ce rapport.
Photo de couverture : image agrandie d’un organoïde cérébral produit dans le laboratoire de Thomas Hartung, teinté pour montrer les neurones en magenta, les noyaux cellulaires en bleu et d’autres cellules de soutien en rouge et vert. (CRÉDIT : Jesse Plotkin/Université Johns Hopkins)
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