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Le domaine des circuits électroniques inspirés par le cerveau vient de faire un grand bond en avant. Pour la toute première fois, des chercheurs ont réussi à décoder les comportements complexes des cellules cérébrales dans le but de les recréer dans de minuscules puces informatiques. Ils ont démontré qu’un morceau de silicium pouvait se comporter exactement comme un neurone biologique.

Ces minuscules neurones pourraient bien changer la manière dont nous concevons et construisons des dispositifs médicaux, car ils reproduisent une activité biologique saine, mais ne nécessitent qu’un milliardième de l’énergie nécessaire aux microprocesseurs.

neurone

lIlustration d’une cellule nerveuse (soit un neurone), qui transmet un influx nerveux. Crédits : iStock

Il faut savoir que les neurones se comportent de la même manière que les circuits électriques du corps, mais leur comportement est moins prévisible, notamment en ce qui concerne l’analyse de la relation entre leurs impulsions électriques d’entrée et de sortie. Mais ces nouvelles cellules cérébrales artificielles imitent avec succès le comportement des neurones de rat de deux régions spécifiques du cerveau.

cellules artificielles neurones cerveau

Le professeur Alain Nogaret (à gauche) et l’associé de recherche Kamal Abu Hassan (à droite) dans le laboratoire de l’Université de Bath. Crédits : Université de Bath

« Jusqu’à présent, les neurones ressemblaient à des boîtes noires, mais nous avons réussi à les ouvrir et à en examiner l’intérieur », a déclaré le physicien de l’Université de Bath, Alain Nogaret. « Notre travail est en train de changer de paradigme car il fournit une méthode robuste pour reproduire les propriétés électriques de neurones réels dans les moindres détails », a-t-il ajouté.

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Pour les scientifiques, l’objectif ultime est d’utiliser ces neurones pour concevoir des dispositifs médicaux mieux adaptés aux besoins des patients, comme un stimulateur cardiaque plus intelligent, capable de réagir aux nouveaux facteurs de stress et aux exigences du cœur de la personne, ce qui consiste essentiellement à améliorer les dispositifs pour mieux les adapter au corps.

cellule nerveuse artificielle

La puce au centre (le petit carré vert) contient 120 neurones artificiels. Crédits : Université de Bath

Julian Paton, physiologiste aux universités d’Auckland et de Bristol, a déclaré dans son communiqué que recréer une activité biologique était un challenge intéressant, car elle « offrirait énormément de possibilités pour des dispositifs médicaux plus intelligents, qui conduisent à des approches de médecine personnalisée pour une gamme de maladies et d’incapacités ».

Dans leurs travaux publiés dans la revue Nature Communications (voir lien ci-dessous), les chercheurs ont reproduit avec précision la dynamique complète des neurones de l’hippocampe et des neurones respiratoires de rats.

Source : Nature Communications

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