Le moment est venu de créer un nouveau type d'ordinateur, affirment des chercheurs de l'Université John Hopkins en collaboration avec le Dr Brett Kagan, scientifique en chef chez Cortical Labs à Melbourne, qui a récemment dirigé le développement du PlatCerveau projet, dans lequel des cellules humaines dans une boîte de Pétri ont appris à jouer au Pong.
Dans un article publié aujourd'hui (1er mars) dans Frontières scientifiquesl'équipe décrit comment les ordinateurs biologiques pourraient surpasser les ordinateurs électroniques d'aujourd'hui pour certaines applications tout en utilisant une petite fraction de l'électricité requise par les ordinateurs et les fermes de serveurs d'aujourd'hui.
Ils commencent par créer de petits groupes de 50 000 cellules cérébrales issues de cellules souches et connues sous le nom d'organoïdes. C'est environ un tiers de la taille d'un cerveau de mouche des fruits. Ils visent 10 millions de neurones, ce qui correspondrait à peu près au nombre de neurones d'un cerveau de tortue. En comparaison, le cerveau humain moyen compte plus de 80 milliards de neurones.
L'article souligne comment le cerveau humain continue de surpasser massivement les machines pour des tâches particulières. Les humains, par exemple, peuvent apprendre à distinguer deux types d'objets (comme un chien et un chat) en utilisant seulement quelques échantillons, alors que les algorithmes d'IA en ont besoin de plusieurs milliers. Et bien que l'IA ait battu le champion du monde de Go en 2016, elle a été entraînée sur les données de 160 000 jeux, soit l'équivalent de jouer cinq heures par jour, pendant plus de 175 ans.
Les cerveaux sont également plus économes en énergie. On pense que notre cerveau est capable de stocker l'équivalent de plus d'un million de fois la capacité d'un ordinateur domestique moyen (2,5 pétaoctets), en utilisant l'équivalent de seulement quelques watts de puissance. Les fermes de données américaines, en revanche, utilisent plus de 15 000 mégawatts par an, dont une grande partie est générée par des dizaines de centrales électriques au charbon.
Dans l'article, les auteurs décrivent leur plan pour "l'intelligence organoïde", ou OI, avec les organoïdes cérébraux cultivés en culture cellulaire. Bien que les organoïdes cérébraux ne soient pas des « mini-cerveaux », ils partagent des aspects clés de la fonction et de la structure cérébrales. Les organoïdes devraient être considérablement étendus à partir d'environ 50 000 cellules actuellement. "Pour l'OI, nous aurions besoin d'augmenter ce nombre à 10 millions", déclare l'auteur principal, le professeur Thomas Hartung de l'Université Johns Hopkins à Baltimore.
Brett et ses collègues de Cortical Labs ont déjà démontré que les bio-ordinateurs basés sur des cellules cérébrales humaines sont possibles. Un article récent dans Neurone ont montré qu'une culture plate de cellules cérébrales pouvait apprendre à jouer au jeu vidéo Pong.
"Nous avons montré que nous pouvons interagir avec les neurones biologiques vivants d'une manière qui les oblige à modifier leur activité, conduisant à quelque chose qui ressemble à l'intelligence", explique Kagan à propos du DishBrain, un jeu de Pong relativement simple. "En travaillant avec l'équipe de personnes incroyables réunies par le professeur Hartung et ses collègues pour cette collaboration sur l'intelligence organoïde, Cortical Labs essaie maintenant de reproduire ce travail avec des organoïdes cérébraux."
"Je dirais que reproduire [Cortical Labs'] l'expérience avec des organoïdes répond déjà à la définition de base de l'OI », déclare Thomas.
"A partir de maintenant, il s'agit simplement de construire la communauté, les outils et les technologies pour réaliser le plein potentiel d'OI", a-t-il déclaré.
"Ce nouveau domaine de la bioinformatique promet des avancées sans précédent en termes de vitesse de calcul, de puissance de traitement, d'efficacité des données et de capacités de stockage, le tout avec des besoins énergétiques moindres", déclare Brett. « L'aspect particulièrement excitant de cette collaboration est l'esprit ouvert et collaboratif dans lequel elle a été formée. Rassembler ces différents experts est non seulement vital pour optimiser le succès, mais fournit un point de contact critique pour la collaboration de l'industrie.
Et la technologie pourrait également permettre aux scientifiques de mieux étudier les organoïdes cérébraux personnalisés développés à partir de la peau ou de petits échantillons de sang de patients souffrant de troubles neuraux, tels que la maladie d'Alzheimer, et d'effectuer des tests pour étudier comment les facteurs génétiques, les médicaments et les toxines influencent ces conditions.
Plus d'information: Lena Smirnova et al, Intelligence organoïde (OI): la nouvelle frontière de la bioinformatique et de l'intelligence dans un plat, Frontières scientifiques (2023). DOI : 10.3389/fsci.2023.1017235. www.frontiersin.org/journals/s … 89/fsci.2023.1017235
Citation: Real AI will need biology: Computers powered by human brain cells (2023, 1er mars) récupéré le 2 mars 2023 sur
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