Une première : un neurone artificiel pour soigner des maladies chroniques

Santé

Soigner les lésions de la colonne vertébrale. Guérir les insuffisances cardiaques. Ou encore, soulager les personnes souffrant de la maladie d'Alzheimer. Ce sont quelques-unes des promesses des neurones artificiels que présente aujourd'hui une équipe de chercheurs.

Le fonctionnement de notre cerveau est infiniment complexe. « Jusqu'à aujourd'hui, les neurones étaient considérés comme des boîtes noires », confirme Alain Nogaret, chercheur à l'université de Bath (Royaume-Uni). Mais, avec son équipe, il est parvenu à « ouvrir la boîte noire et à regarder à l'intérieur ». C'est ainsi qu'il est en mesure de nous présenter le tout premier neurone artificiel.

Nous avons vu à l'intérieur de la boîte noire

Et même s'il faudra vraisemblablement encore attendre un peu avant de le voir apparaître dans les hôpitaux, il pourrait servir à réparer des lésions nerveuses de la colonne vertébrale ou à guérir les insuffisances cardiaques. « Dans tous les domaines où vous souffrez d'une maladie dégénérative, comme la maladie d'Alzheimer, ou lorsque les neurones cessent de fonctionner correctement, quelle qu'en soit la raison, vous pourriez en théorie remplacer le circuit biologique défectueux par un circuit synthétique », annonce Alain Nogaret.

Mais attention, il n'est pas question de reconstruire un cerveau tout entier. Ni même d'y implanter lesdits neurones artificiels. Ceux-ci, intégrés dans des puces de quelques millimètres de large, pourraient en revanche être directement branchés sur le système nerveux afin de recevoir « des signaux électriques de cellules nerveuses voisines?» et «?d'envoyer de nouveaux signaux à d'autres neurones ou à des muscles ailleurs dans le corps ».

Des chercheurs sont parvenus à reproduire, à l’aide de neurones artificiels — tels que celui présenté ici dans un boitier de protection — la dynamique complète des neurones de l’hippocampe et des neurones respiratoires chez des rats, sous une large gamme de stimuli. © Université de Bath

Des chercheurs sont parvenus à reproduire, à l’aide de neurones artificiels — tels que celui présenté ici dans un boitier de protection — la dynamique complète des neurones de l’hippocampe et des neurones respiratoires chez des rats, sous une large gamme de stimuli. © Université de Bath

Des neurones artificiels efficaces et économes

Car, rappelons que les neurones de notre cerveau communiquent entre eux par le biais d'impulsions électriques, les influx nerveux. C'est pourquoi les médecins ont espéré, il y a plusieurs décennies déjà, développer des circuits électroniques qui fonctionneraient comme des neurones artificiels. Mais la difficulté est venue du caractère non linéaire des processus de communication. Car, lorsqu'un neurone reçoit un signal deux fois plus puissant que le précédent, il ne transmet pas nécessairement une impulsion deux fois plus puissante au neurone voisin.

Et les chercheurs de l'université de Bath sont finalement parvenus à modéliser et à mettre en équation les réponses extrêmement complexes des neurones biologiques. Ils ont ensuite conçu des puces en silicium qui imitaient les canaux ioniques utilisés par les véritables neurones pour communiquer entre eux. Enfin, ils ont prouvé que leurs neurones artificiels se comportaient, en réponse à diverses stimulations, comme de véritables neurones.

Plus encore, les dispositifs imaginés par les chercheurs de l'université de Bath s'avèrent extrêmement peu gourmands en énergie. Ils n'auraient besoin que du milliardième de la puissance nécessaire au fonctionnement d'un microprocesseur. Une caractéristique qui les rend encore plus adaptés à des implants bioélectroniques destinés à soigner des maladies chroniques.

Ce qu'il faut retenir
  • Les neurones sont des unités biologiques au fonctionnement complexe.
  • Mais des chercheurs sont enfin parvenus à le modéliser.
  • Et à créer ensuite des neurones artificiels imitant à s’y méprendre le comportement des véritables neurones.
  • De quoi envisager de toutes nouvelles perspectives thérapeutiques.

Source : Une première : un neurone artificiel pour soigner des maladies chroniques


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