BLUE BRAIN PROJECT

Le cerveau présente un champ de recherche vaste et un domaine où l'expérimentation est particulièrement difficile pour des raisons évidentes, mais aussi parce que sa complexité et sa structure délicate rendent le fonctionnement quasi inaccessible aux mesures. Une simulation numérique du cerveau humain serait donc un outil efficace pour permettre à la recherche d'avancer dans ce domaine. Réaliser une telle simulation, c'est le défi que relève l'équipe de Henry Markram de l'École polytechnique fédérale de Lausanne.

En suivant une démarche de rétro-ingénierie de façon à reproduire le plus fidèlement possible la mécanique interne du cerveau, le projet se démarque de toutes les approches cognitives et des théories de l'intelligence artificielle. La méthode consiste à collecter des données in vivo en laboratoire sur le comportement électrophysiologique des neurones, leur morphologie, les canaux ioniques présents dans la membrane et enfin l'ADN exprimé pour en déduire un modèle de neurone in silico qui reproduise le comportement et les caractéristiques du neurone in vivo.

La première étape du projet a consisté à élaborer la simulation d'une colonne néocorticale de rat. Cette dernière est constituée de 10 000 neurones comprenant 30 millions d'interconnexions.

Cette première étape est un succès puisque la méthodologie mise en place pour élaborer le modèle à partir des informations collectées en laboratoire aboutit à une simulation où apparaissent spontanément des épiphénomènes similaires à ceux que l'on trouve dans le modèle réel. On observe ainsi l'apparition d'une activité structurée et des « schémas » se détachent dans l'activation des neurones.

La colonne néocorticale étant la brique de base constitutive du cerveau, c'est désormais la puissance de calcul et de stockage qui empêchent l'accès à une simulation complète du cerveau humain. Aussi, pour affiner encore la simulation et en augmenter les possibles utilisations, le projet ambitionne à plus long terme de descendre au niveau des molécules, ce qui augmentera la complexité du modèle de plusieurs ordres.

Une fois mis à disposition des chercheurs, le Blue Brain Project devrait permettre non seulement de mieux comprendre les mécanismes qui se cachent derrière la schizophrénie, l'épilepsie ou encore l'autisme, mais également d'envisager, avant les tests cliniques, quels pourraient être les effets d'un nouveau médicament.

Le succès du projet s'appuie non seulement sur un modèle crédible, mais également sur un effort particulier mis en place au niveau de la visualisation. L'équipe de chercheurs à ainsi réussi à démontrer, mais surtout à montrer au public les résultats des simulations au travers d'animations qui évoquent toute la subtilité et la fragilité des constructions qui habitent notre cerveau.

— Philippe ROCHAT