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Le Cerveau dans une assiette
par Jean-Paul Baquiast et Christophe Jacquemin
Brain-in-a-dish,
le cerveau dans une assiette... Ainsi a été nommé
le "cerveau" mixte réalisé par Thomas DeMarse,
39 ans, professeur assistant au département d'ingénierie
biomédicale à l'Université de Floride et directeur
du laboratoire de robotique et de comuputation neurales (Neural
Robotics and Neural Computation Laboratory). Un grand nombre
d'articles ont été écrits ces jours-ci sur
cet exploit, car le scientifique, avec un sens aigu de la communication,
a réussi à faire piloter le simulateur de vol d'un
avion de chasse (F-22 ) par ledit cerveau.
Le dispositf comprend quelque 25.000 neurones vivants prélevés
dans un cerveau de rat et cultivés dans une boîte de
Pétri, laquelle contient aussi une grille de 60 microélectrodes
reliées à un micro-ordinateur. Les neurones placés
en désordre dans la boîte ont rapidement appris à
se reconnaître eux-mêmes et à s'interconnecter,
formant un réseau neuronal vivant, ceci jusqu'à devenir
une unité logique de calcul. Les électrodes permettent
d'adresser des informations venant de l'extérieur à
ce système de neurones formels et de recevoir les informations
provenant de son activité, le tout en relation avec les programmes
de l'ordinateur.
Lorsque
le simulateur de vol(1) a été
connecté via ce dispositif au réseau de neurones,
il a envoyé des informations sur les conditions de vol de
l'avion, lesquelles, soumises à un humain dans les conditions
d'emploi normales du simulateur, appellent de sa part des mesures
de correction en cas de modifications anormales des paramètres
du vol horizontal. Or, selon Thomas DeMarse, le cerveau de rat a
progressivement appris à contrôler le vol comme l'aurait
fait un humain, en analysant les données reçues et
en corrigeant les ordres de vol dans un processus en feed-back constamment
amélioré.
Pour les scientifiques,
le contrôle de l'avion n'est évidemment pas assuré
par un seul neurone, mais par l'ensemble. Il s'agit d'une "propriété
émergente" de milliers de neurones connectés
à un "corps" extérieur composé de
l'ordinateur et du simulateur. On peut penser que les milliards
de neurones du cerveau d'un animal vivant ont pu au cours de l'évolution
de chaque espèce faire émerger les capacités
de calcul permettant à cette espèce de contrôler
son comportement dans son environnement. Des câblages ont
été sélectionnés et transmis par l'hérédité.
D'autres complètent les précédents au cours
de l'apprentissage du jeune.
Ajoutons ici
qu'il s'agit dans cette expérience de reconstituer des contrôles
moteurs simples réalisés par un tissu nerveux lui-même
extrêmement simplifié. Tout laisse à penser
que sur un tel modèle, les "représentations"
qui dans les organisations corticales à plusieurs étages
sont générées, "émergent"
elles-aussi, en accompagnement de l'activité des neurones
sensori-moteurs n'ont pas pu se former dans le cerveau de rat étudié.
Mais est-ce bien certain? Certains "neurones-miroirs"
ne seraient-ils pas apparu, observant l'activité des autres?
Il faudra certainement, dans des expériences futures, étudier
de telles possibilités, avec la formation de structures hiérarchiques.
On voit en tous
cas l'intérêt de ces expérimentations, qui ne
demandent pas des moyens budgétaires énormes. Le laboratoire
de Thomas DeMarse a reçu un contrat de 500.000 dollars de
la NSF, ce qui serait à la portée du CNRS, si l'on
s'intéressait en France à de telles questions fondamentales.
On devine les multiples suites possibles qui vont être données
à l'expérience relatée.
(1)
L'avion virtuel est équipé d'une caméra à
bord qui fournit des informations visuelles par l'intermédiaire
de stimulation dans le réseau neurologique, alimentant dans
celui-ci des informations sur l'horizon créé par le
simulateur. Les neurones analysent et traitent les données,
envoyant alors des signaux aux gouvernes de l'avion. Le défi
est ici de déterminer un algorithme qui traduisent constamment
ces signaux de manière à assurer un vol stable.
Automates
Intelligents s'enrichit du 
Brain-in-a-dish,
le cerveau dans une assiette... Ainsi a été nommé
le "cerveau" mixte réalisé par Thomas DeMarse,
39 ans, professeur assistant au département d'ingénierie
biomédicale à l'Université de Floride et directeur
du laboratoire de robotique et de comuputation neurales (Neural
Robotics and Neural Computation Laboratory). Un grand nombre
d'articles ont été écrits ces jours-ci sur
cet exploit, car le scientifique, avec un sens aigu de la communication,
a réussi à faire piloter le simulateur de vol d'un
avion de chasse (F-22 ) par ledit cerveau.
Lorsque
le simulateur de vol(1) a été
connecté via ce dispositif au réseau de neurones,
il a envoyé des informations sur les conditions de vol de
l'avion, lesquelles, soumises à un humain dans les conditions
d'emploi normales du simulateur, appellent de sa part des mesures
de correction en cas de modifications anormales des paramètres
du vol horizontal. Or, selon Thomas DeMarse, le cerveau de rat a
progressivement appris à contrôler le vol comme l'aurait
fait un humain, en analysant les données reçues et
en corrigeant les ordres de vol dans un processus en feed-back constamment
amélioré.
Page de Thomas DeMarse : 
