Des cellules cérébrales humaines apprennent à jouer à Pong : l'expérience DishBrain

Et si des neurones humains cultivés dans une boîte de Petri pouvaient apprendre à jouer à un jeu vidéo ? Ce scénario digne de la science-fiction est devenu réalité en 2022, lorsqu'une équipe de chercheurs australiens a réussi l'impensable : faire jouer à Pong des cellules cérébrales vivantes.

L'expérience DishBrain : quand les neurones rencontrent le jeu vidéo

L'équipe de la société Cortical Labs, basée à Melbourne, a développé un système baptisé DishBrain. Le principe ? Cultiver environ 800 000 cellules cérébrales humaines (issues de cellules souches) sur une puce électronique dotée de microélectrodes.

Ces neurones biologiques ont été connectés à une version simplifiée du célèbre jeu Pong. Les électrodes transmettaient aux cellules des informations sur la position de la balle, tandis que l'activité électrique des neurones contrôlait la raquette virtuelle.

Des résultats stupéfiants en quelques minutes

Le plus remarquable ? Ces cellules ont appris à jouer en seulement cinq minutes environ. Sans cerveau complet, sans conscience, ces neurones ont développé une forme d'apprentissage rudimentaire pour maintenir la balle en jeu.

Les chercheurs ont utilisé un système de rétroaction simple :

Lorsque la raquette touchait la balle, les neurones recevaient un signal électrique prévisible et régulier
Lorsque la balle était manquée, les neurones recevaient un signal aléatoire et chaotique Face à cette stimulation, les cellules ont progressivement optimisé leur comportement pour privilégier les signaux prévisibles, démontrant une forme d'apprentissage par renforcement biologique.

Organoïdes cérébraux : une nouvelle frontière scientifique

Cette expérience s'inscrit dans le domaine émergent des organoïdes cérébraux : des structures tridimensionnelles de cellules nerveuses cultivées en laboratoire qui reproduisent certaines caractéristiques du cerveau humain.

Contrairement aux simulations informatiques classiques, ces systèmes biologiques présentent plusieurs avantages :

Efficacité énergétique : les neurones biologiques consomment beaucoup moins d'énergie que les processeurs traditionnels
Capacité d'apprentissage : ils s'adaptent naturellement sans programmation explicite
Plasticité : ils peuvent se réorganiser et créer de nouvelles connexions

Applications potentielles et questions éthiques

Les implications de DishBrain dépassent largement le cadre du jeu vidéo. Cette technologie pourrait révolutionner plusieurs domaines :

Recherche médicale : mieux comprendre les maladies neurodégénératives comme Alzheimer ou Parkinson
Tests pharmaceutiques : évaluer l'effet de médicaments sur des tissus cérébraux humains sans expérimentation animale
Bio-computing : développer des ordinateurs hybrides combinant silicium et neurones biologiques Toutefois, ces avancées soulèvent des questions éthiques complexes. À partir de quel niveau de complexité un organoïde cérébral pourrait-il développer une forme de conscience ? Comment encadrer ces recherches ?

Vers une intelligence biologique artificielle ?

L'expérience DishBrain ne signifie pas que nous avons créé une conscience dans une boîte. Les 800 000 neurones utilisés représentent une infime fraction des 86 milliards de neurones d'un cerveau humain adulte.

Cependant, cette recherche démontre que l'intelligence peut émerger de systèmes biologiques simples, sans nécessiter la complexité d'un cerveau complet. Elle ouvre la voie à une nouvelle génération de technologies hybrides, à mi-chemin entre le vivant et la machine.

Les prochaines étapes ? Les chercheurs prévoient d'augmenter la complexité des tâches et le nombre de neurones pour explorer les limites de ces systèmes biologiques. Une chose est certaine : la frontière entre intelligence artificielle et biologique n'a jamais été aussi floue.