Oubliez le silicium : les scientifiques construisent la prochaine génération d'informatique à partir de cellules cérébrales vivantes

Points clés

• Les organoides cérébraux, minuscules grappes de neurones humains cultivées en laboratoire de la taille d'une graine de chia, contiennent déjà jusqu'à 5 millions de cellules et produisent une activité électrique similaire aux ondes cérébrales d'un nourrisson prématuré.
• Une startup de Melbourne a utilisé des organoides pour jouer aux jeux vidéo Pong et Doom ; des chercheurs de l'Université de Californie à San Diego les utilisent pour diriger des robots dans des labyrinthes.
• Les chercheurs de l'Université Johns Hopkins construisent des systèmes de bioinfomatique, des dispositifs physiques qui fusionnent le tissu organïde vivant avec le matériel électronique.
• Les organoides cultivés à partir de cellules de donneurs autistes aident les scientifiques à étudier comment le développement neuronal diffère chez les enfants autistes, une recherche qui pourrait éventuellement transformer la compréhension et le traitement de cette condition.
• Aucune loi fédérale sur la protection des animaux ne couvre actuellement les organoides cérébraux, mais les bioéthiciens avertissent que les règles devront être mises à jour si les organoides continuent à augmenter en complexité.

Votre peau peut développer un cerveau. Pas un vrai, bien sûr, mais un ensemble fonctionnel de plusieurs millions de neurones qui émettent des signaux électriques et génèrent des ondes cérébrales. Les scientifiques appellent ces grappes des organoides cérébraux humains, c'est-à-dire des modèles d'organes miniaturisés cultivés en laboratoire, et ils les fabriquent depuis des années.

Maintenant, ils les mettent au travail.

Que font vraiment les organoides cérébraux ?

Les organoides sont utilisés pour jouer à des jeux vidéo, guider des robots et former les cœurs des premiers bioordinateurs, des ordinateurs qui utilisent du tissu biologique au lieu de pièces purement électroniques. Une startup de Melbourne a eu des organoides jouant à Pong et Doom. À l'Université de Californie à San Diego (UCSD), ils dirigent des robots en forme d'araignée dans des labyrinthes.

Le biologiste du développement Alysson Muotri dirige le programme d'organoides à l'Institut Sanford de cellules souches de l'UCSD. Son laboratoire cultive des organoides par dizaines de milliers, les maintenant à la température du corps pendant des mois. Chacun a à peu près la taille d'un cerveau d'abeille, environ 2,5 millions de neurones vivants à l'intérieur d'une masse de couleur morveuse que vous pourriez perdre dans une boîte de Pétri.

Les organoides de Muotri réagissent aux impulsions électriques, s'en souviennent et commencent à les anticiper. « Quel que soit l'environnement dans lequel vous les placez, la première chose qu'ils font est d'essayer de se connecter », a-t-il déclaré à Wired AI, qui a d'abord rapporté cette recherche en détail.

Fabriquer un organide ne nécessite pas de chirurgie. Un petit échantillon de peau (ou de sang, de cheveux ou de dents) suffit. Les techniciens de laboratoire introduisent des protéines spéciales dans les cellules adultes, qui les ramènent à un état embryonnaire, vierge. À partir de là, ces cellules souches pluripotentes induites, des cellules qui ont été chimiquement réinitialisées pour devenir presque n'importe quel type de tissu, peuvent être converties en neurones.

La motivation personnelle de Muotri est l'autisme. Son fils de 18 ans est autiste et a besoin de soins à temps plein. En cultivant des organoides à partir de cellules de donneurs autistes, y compris son fils, Muotri espère voir exactement où le développement neuronal s'écarte des schémas typiques. Les recherches antérieures s'appuyaient fortement sur les souris, ce qui rendait les comparaisons avec le développement du cerveau humain difficiles.

Devrait-on s'inquiéter de l'éthique ?

Pour l'instant, les organoides occupent une zone juridique grise. Ce ne sont pas des personnes et ce ne sont pas des animaux, donc aucune règle fédérale de protection des animaux ne s'applique à eux. Le sociologue John Evans, codirecteur de l'Institut pour l'éthique pratique de l'UCSD, le dit sans détour : il n'y a actuellement aucune permission nécessaire pour mener des expériences sur eux.

Les bioéthiciens observent attentivement, cependant. Si les organoides continuent à augmenter en complexité, les règles devront être repensées. La question plus délicate est de savoir si un organide pourrait jamais être conscient. La plupart des philosophes de l'esprit affirment que la conscience nécessite un corps et une expérience vécue, ni l'un ni l'autre qu'une masse dans un tube en verre ne possède. Néanmoins, la question n'est plus purement théorique.

Qu'est-ce que cela signifie pour les gens ordinaires ?

Pour la plupart des gens, cette recherche est loin de toucher la vie quotidienne. Son impact à court terme est médical : des tests plus rapides et plus précis de nouveaux médicaments et une meilleure compréhension de conditions comme l'autisme. L'angle informatique est beaucoup plus loin.

Ce qu'il remet en question, c'est l'idée que l'intelligence, artificielle ou non, doit être construite à partir du silicium. C'est quelque chose à garder à l'esprit alors que les gros titres se fixent sur le dernier chatbot.

L'enseignement honnête : l'histoire d'IA la plus intéressante en ce moment pourrait ne pas impliquer du tout un ordinateur.