Des chercheurs de l’université Johns Hopkins ont partagé leur plan pour”l’intelligence organoïde”. L’équipe travaille à la création d’un « bio-ordinateur » alimenté par des cellules cérébrales humaines, qui, selon eux, pourrait étendre de manière exponentielle les capacités de l’informatique moderne et créer de nouveaux domaines d’étude.
L’étude a été publiée dans la revue Frontiers in Science.
L’essor de la bioinformatique
Thomas Hartung est professeur de sciences de la santé environnementale à la Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health et à la Whiting School of Engineering. Il dirige le projet.
“L’informatique et l’intelligence artificielle ont été le moteur de la révolution technologique, mais elles atteignent un plafond”, a déclaré Hartung.”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 chercheurs utilisent de minuscules organoïdes, des tissus cultivés en laboratoire ressemblant à des organes adultes , d’expérimenter sur les reins, les poumons et d’autres organes sans recourir à des tests sur l’homme ou l’animal. Hartung et ses collègues de Johns Hopkins ont travaillé plus récemment avec des organoïdes cérébraux, des orbes de la taille d’un stylo avec des neurones et d’autres caractéristiques qui promettent de maintenir des fonctions de base comme l’apprentissage et la mémorisation.
“Cela ouvre la voie à la recherche sur le fonctionnement du cerveau humain », a déclaré 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.”
Hartung a commencé à développer et à assembler des cellules cérébrales en organoïdes fonctionnels en 2012 en utilisant des cellules d’échantillons de peau humaine reprogrammées dans un embryon état de type cellule souche. Chaque organoïde contient environ 50 000 cellules, soit environ la taille du système nerveux d’une drosophile. Il envisage maintenant de construire un ordinateur futuriste avec de tels organoïdes cérébraux.
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. Image : Jesse Plotkin/Université Johns Hopkins
Construire un ordinateur futuriste avec des organoïdes cérébraux
Selon Hartung, les ordinateurs qui fonctionnent sur ce « matériel biologique » pourraient commencer à atténuer les demandes de consommation d’énergie du calcul intensif qui deviennent de plus en plus insoutenables. Même si les ordinateurs traitent les calculs impliquant des nombres et des données plus rapidement que les humains, les cerveaux sont beaucoup plus intelligents pour prendre des décisions logiques complexes, comme distinguer un chien d’un chat.
“Cela peut prendre des décennies avant d’atteindre l’objectif de quelque chose comparable à n’importe quel type d’ordinateur », a déclaré Hartung.”Mais si nous ne commençons pas à créer des programmes de financement pour cela, ce sera beaucoup plus difficile.”
L’intelligence organoïde pourrait également révolutionner la recherche sur les tests de dépistage de drogues pour les troubles du développement neurologique et la neurodégénérescence.
Lena Smirnova est professeure adjointe de santé environnementale et d’ingénierie à Johns Hopkins et co-dirige les enquêtes.
“Nous voulons comparer les organoïdes cérébraux de donneurs typiquement développés par rapport aux organoïdes cérébraux de donneurs autistes”, a déclaré Lena.”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.