Brain-in-a-dish

Brain in a dish signifie littérallement un cerveau dans une assiette, et c'est ce qu'à réalisé Thomas DeMarse, 39 ans, professeur assistant au département d'ingénierie biomédicale à l'Université de Floride et directeur du laboratoire de robotique et de comuputation neurales (Neural Robotics and Neural Computation Laboratory).
L'expérience a réussi à faire piloter le simulateur de vol d'un avion de chasse (F-22) par ledit cerveau. Ce dernier comprend quelque 25.000 neurones vivants prélevés dans un cerveau de rat et cultivés dans une boîte de Pétri, laquelle contient aussi une grille de 60 microélectrodes reliées à un micro-ordinateur. Les neurones placés en désordre dans la boîte ont rapidement appris à se reconnaître eux-mêmes et à s'interconnecter, formant un réseau neuronal vivant, ceci jusqu'à devenir une unité logique de calcul. Les électrodes permettent d'adresser des informations venant de l'extérieur à ce système de neurones formels et de recevoir les informations provenant de son activité, le tout en relation avec les programmes de l'ordinateur.

Le simulateur (L'avion virtuel est équipé d'une caméra à bord qui fournit des informations visuelles par l'intermédiaire de stimulation dans le réseau neurologique, alimentant dans celui-ci des informations sur l'horizon créé par le simulateur. Les neurones analysent et traitent les données, envoyant alors des signaux aux gouvernes de l'avion. Le défi est ici de déterminer un algorithme qui traduisent constamment ces signaux de manière à assurer un vol stable.) a été connecté via ce dispositif au réseau de neurones, il a envoyé des informations sur les conditions de vol de l'avion, lesquelles, soumises à un humain dans les conditions d'emploi normales du simulateur, appellent de sa part des mesures de correction en cas de modifications anormales des paramètres du vol horizontal. Or, selon Thomas DeMarse, le cerveau de rat a progressivement appris à contrôler le vol comme l'aurait fait un humain, en analysant les données reçues et en corrigeant les ordres de vol dans un processus en feed-back constamment amélioré.

Pour les scientifiques, le contrôle de l'avion n'est évidemment pas assuré par un seul neurone, mais par l'ensemble. Il s'agit d'une "propriété émergente" de milliers de neurones connectés à un "corps" extérieur composé de l'ordinateur et du simulateur. On peut penser que les milliards de neurones du cerveau d'un animal vivant ont pu au cours de l'évolution de chaque espèce faire émerger les capacités de calcul permettant à cette espèce de contrôler son comportement dans son environnement. Des câblages ont été sélectionnés et transmis par l'hérédité. D'autres complètent les précédents au cours de l'apprentissage du jeune.

Tout laisse à penser que sur un tel modèle, les "représentations" qui dans les organisations corticales à plusieurs étages sont générées, "émergent" elles-aussi, en accompagnement de l'activité des neurones sensori-moteurs n'ont pas pu se former dans le cerveau de rat étudié. Mais est-ce bien certain? Certains "neurones-miroirs" ne seraient-ils pas apparu, observant l'activité des autres? Il faudra certainement, dans des expériences futures, étudier de telles possibilités, avec la formation de structures hiérarchiques.


Thomas DeMarse avec son "cerveau":



Crédits: Automates Intelligents