Après l'IA, l'« intelligence vivante » ? - Une puce de cellules cérébrales joue à 'Doom' et révèle l'avenir

Après l'IA, l'« intelligence vivante » ? - Une puce de cellules cérébrales joue à 'Doom' et révèle l'avenir

Vers une ère où les cellules cérébrales jouent à 'Doom' : le potentiel futur de l'IA démontré par un "ordinateur vivant"

Des cellules cérébrales humaines jouent à un jeu sur une puce en silicium.
Cela pourrait ressembler à l'introduction d'un film de science-fiction de bas étage. Cependant, la recherche menée par l'entreprise biotechnologique australienne Cortical Labs rapproche cette frontière de la réalité.

L'équipe de recherche de l'entreprise a intégré des cellules cérébrales humaines cultivées en laboratoire dans une puce informatique en silicium pour les faire jouer au jeu de tir classique de 1993, 'Doom'. Environ 200 000 cellules ont été cultivées. Les neurones dérivés de cellules souches se sont étendus sur une puce spéciale, recevant des informations du monde du jeu via des électrodes et réagissant par une activité neuronale.

Bien sûr, ce n'est pas du "jeu" au sens où un joueur humain utiliserait un clavier ou une souris. Les amas de cellules cérébrales n'ont ni yeux ni mains et ne jugent pas la situation en regardant l'écran du jeu. Les chercheurs traduisent les informations du jeu, telles que l'apparition d'un ennemi, la proximité d'un mur ou la nécessité de se déplacer, en motifs de stimulation électrique compréhensibles par les neurones. Ils lisent ensuite les motifs de décharge des neurones et les convertissent en entrées de jeu telles que le déplacement, le changement de direction ou le tir.

En d'autres termes, un "traducteur de signaux électriques" est intercalé entre le jeu et les cellules cérébrales, reliant l'espace virtuel numérique aux cellules nerveuses vivantes.

Cortical Labs appelle cet appareil "CL1". Le CL1 est un système que l'entreprise considère comme un "ordinateur biologique déployable par code", maintenant les neurones dans un environnement liquide riche en nutriments tout en envoyant et recevant des signaux électriques via une puce en silicium. Les neurones sur la puce ne se contentent pas de recevoir des stimuli ; ils sont placés dans un environnement en boucle fermée où le résultat de leurs réactions influence le stimulus suivant. En termes simples, lorsque les neurones réagissent d'une certaine manière, ce résultat est reflété dans le monde du jeu et revient comme un nouveau stimulus.

Cette structure où "réagir change le monde" est la base de l'apprentissage.

Cortical Labs avait déjà attiré l'attention en apprenant à des cellules cérébrales cultivées à jouer au simple jeu 'Pong'. 'Pong' est un jeu très simple où l'on renvoie une balle avec une raquette qui se déplace de haut en bas. Comparé à cela, 'Doom' est bien plus complexe. Il faut avancer dans un espace 3D, reconnaître les ennemis, changer de direction, attaquer, et éviter les murs et obstacles. Bien que classique en tant que jeu, c'est un monde assez rigoureux pour une boîte de culture neuronale.

En réalité, les premiers joueurs cellulaires étaient assez maladroits. Les chercheurs de Cortical Labs expliquent qu'au début, c'était comme si un débutant touchait le jeu pour la première fois, se cognant contre les murs, tirant sur les murs, ou se retournant sans raison. Pourtant, ils ont fini par viser les ennemis plus fréquemment et plus précisément.

En entendant cette description, on pourrait avoir l'impression qu'une petite conscience apprend le jeu. Cependant, il est important de rester prudent ici. Ce que cette expérience démontre n'est pas que les neurones cultivés "ont pris conscience" ou "s'amusent avec le jeu". Ce qui est montré, c'est que le réseau de cellules nerveuses peut s'adapter en temps réel aux stimuli externes et former des motifs de réaction alignés sur un certain objectif.

Néanmoins, ce pas est significatif. Car l'un des problèmes fondamentaux des IA et ordinateurs actuels est "l'efficacité énergétique". Les modèles d'IA à grande échelle nécessitent d'énormes ressources de calcul et de puissance. En revanche, le cerveau humain accomplit des tâches étonnantes de reconnaissance, de mouvement, de mémoire, de prédiction et de création avec environ 20 watts de puissance. Cortical Labs vise non pas à remplacer simplement l'IA actuelle, mais à appliquer la faible consommation d'énergie, la flexibilité et l'adaptabilité des réseaux neuronaux biologiques à l'informatique.

Cette idée ne se limite pas à une simple démonstration excentrique. L'équipe de recherche envisage des applications futures telles que la découverte de médicaments, les modèles de maladies, la médecine personnalisée, la robotique, et des tâches d'apprentissage en temps réel similaires à l'apprentissage machine. Par exemple, si l'on peut observer comment un médicament affecte l'activité neuronale en tant que réaction de neurones d'origine humaine vivants, il pourrait être possible d'étudier les maladies cérébrales et l'efficacité des médicaments sous un angle différent de celui des expériences animales.

L'application au contrôle robotique est également envisageable. Alors que l'IA numérique apprend des modèles à partir de grandes quantités de données, les réseaux biologiques pourraient avoir la capacité de s'adapter rapidement à partir de peu de stimuli. Si l'on parvient à bien lire et écrire cette caractéristique, elle pourrait être utilisée comme partie d'un système de contrôle flexible et économe en énergie.

Cependant, les défis sont nombreux. Les cellules intégrées dans le CL1 actuel ont une durée de vie limitée. Selon un article de Phys.org, la durée de vie des cellules est d'environ 6 mois. De plus, il est encore difficile d'obtenir des résultats stables et cohérents. Avec une puce en silicium, on peut généralement s'attendre à obtenir les mêmes résultats en exécutant le même code dans les mêmes conditions. Mais les cellules vivantes changent de comportement en fonction des différences individuelles, de l'état de croissance, de l'environnement et du passage du temps. Utiliser des êtres vivants comme ressources de calcul signifie également accepter des "fluctuations" et une "imprévisibilité".

C'est là que réside l'intérêt et la difficulté de la biocomputing.

Sur les réseaux sociaux, cette nouvelle a également suscité de fortes réactions. Sur X, des publications ont exprimé leur étonnement face au fait que 200 000 cellules cérébrales aient été placées sur une puce en silicium pour jouer à 'Doom', avec des commentaires tels que "c'est trop fou" ou "c'est vraiment comme de la science-fiction". Les contributeurs dans le domaine de l'IA et de la technologie se sont concentrés sur le mécanisme par lequel les neurones reçoivent des stimulations électriques et transforment les motifs de décharge en commandes de jeu, considérant cela non pas comme une simple blague sur Doom, mais comme une expérience d'interface neuronale.

D'un autre côté, les réactions sur Reddit étaient encore plus nuancées. Dans la communauté technologique, la question "est-ce que cela 'fait fonctionner' Doom ou est-ce que cela 'joue' à Doom ?" a été soulevée. C'est une question assez fondamentale. Dans la culture Internet, où Doom a été porté sur des consoles de jeux, des calculatrices, des tests de grossesse, et même des appareils électroménagers, "faire fonctionner Doom" est devenu une sorte de blague technologique. Cependant, dans ce cas, le jeu n'a pas simplement été lancé sur du matériel. Les neurones vivants réagissent aux entrées, et ces réactions sont utilisées comme commandes de jeu. C'est pourquoi la frontière entre "faire fonctionner" et "jouer" est devenue un sujet de débat.

Des blagues ont également fusé. Certains ont dit que ces cellules cérébrales pourraient être meilleures que les leurs, que l'ordinateur "de chair" est enfin arrivé, ou que c'est une nouvelle horreur au-delà de la compréhension. Ces plaisanteries, bien que légères, cachent une certaine inquiétude. Beaucoup ressentent un malaise éthique face à l'idée d'intégrer des cellules humaines vivantes dans un ordinateur pour apprendre des jeux ou des tâches.

 

Lors d'un AMA sur Reddit, des questions sur la conscience et l'éthique ont également été posées aux chercheurs de Cortical Labs. Si les neuro-ordinateurs sont utilisés comme des serveurs à l'avenir, y a-t-il des problèmes éthiques ? Les cellules ont-elles une quelconque expérience subjective ? Jusqu'où peut-on aller dans l'utilisation des neurones vivants comme outils ? Les chercheurs ont expliqué qu'à ce stade, il ne s'agit pas de remplacer les grandes IA, mais plutôt d'apprendre le fonctionnement des neurones et les méthodes d'interface comme une technologie initiale. Ils ont également souligné que les nouvelles technologies peuvent sembler effrayantes jusqu'à ce qu'elles soient comprises, et que la transparence et le débat éthique sont importants.

Ce point deviendra de plus en plus important à l'avenir.

Car les biocomputers ont une signification sociale différente de celle des "semi-conducteurs haute performance" ou des "nouveaux chips IA". Peu de gens ressentent une gêne éthique face à l'augmentation des performances des GPU. Cependant, si des cellules nerveuses d'origine humaine apprennent, réagissent et interagissent avec l'environnement, cela change la donne. Même sans conscience, les gens y voient quelque chose de "vivant". D'autant plus si elles visent, tirent et apprennent dans un jeu, ce qui a un impact culturel aussi grand que scientifique.

Le choix de 'Doom' est également symbolique. 'Doom' n'est pas seulement un jeu, mais un mème dans la culture informatique. Les tentatives de faire fonctionner 'Doom' sur divers appareils, tels que des PC anciens, des calculatrices, des montres intelligentes, des imprimantes et des distributeurs automatiques de billets, ont été un terrain de jeu pour l'ingéniosité et la démonstration de compétences des techniciens. L'ajout de "cellules cérébrales vivantes" comme plateforme étrangement ultime a fait que la nouvelle s'est répandue au-delà du cadre des articles scientifiques.

Cependant, il est dangereux de grossir cette recherche en disant que "les cellules cérébrales ont pensé comme des humains pour maîtriser le jeu". Le cœur de l'expérience réside dans la création d'une correspondance entre la stimulation électrique et l'activité neuronale, et l'observation des changements de réaction dans un environnement en boucle fermée. Les neurones ne comprennent pas le sens du jeu. Ils ne "voient" pas non plus les ennemis. Dans le cadre de la conversion des signaux conçue par les chercheurs, les motifs de décharge en réponse aux stimuli sont interprétés comme des actions.

Néanmoins, même en tenant compte de cette différence, la recherche est suffisamment stimulante.

Car elle permet d'observer comment les cellules, unités de base de la vie, se connectent et s'adaptent à un environnement numérique externe. Cela touche à des questions fondamentales telles que qu'est-ce que l'intelligence, qu'est-ce que l'apprentissage, et jusqu'où les réseaux neuronaux peuvent-ils adapter leur comportement à l'environnement, plutôt qu'à l'avenir de l'IA.

Les IA actuelles augmentent leurs capacités grâce à d'énormes ensembles de données et à une puissance de calcul massive. En revanche, les cellules cérébrales possèdent une capacité d'auto-organisation en tant qu'organismes vivants. Ce n'est pas une simple comparaison de qui est meilleur, mais les deux représentent des formes d'intelligence différentes. L'IA en silicium est rapide, reproductible et facilement évolutive. Les réseaux biologiques sont instables et difficiles à gérer, mais peuvent potentiellement se comporter de manière adaptative avec peu d'énergie.

À l'avenir, les deux pourraient se compléter. Les semi-conducteurs traditionnels pourraient prendre en charge les calculs et la mémoire à grande échelle, tandis que les systèmes biologiques pourraient gérer l'adaptation flexible et la réponse neuronale en temps réel. Ou bien, dans des domaines tels que la découverte de médicaments ou la recherche sur les maladies, où la réaction des cellules nerveuses humaines elles-mêmes est étudiée, des dispositifs comme le CL1 pourraient devenir des bases de recherche.

Bien sûr, la mise en pratique est encore loin. À l'heure actuelle, les compétences de 'Doom' ne sont pas comparables à celles d'un joueur expérimenté. Les cellules ne sont pas un programme stable, mais un sujet d'expérimentation vivant. Leur maintien nécessite également des connaissances spécialisées et un environnement adéquat. De plus, des lignes directrices éthiques, des réglementations et un consensus social seront indispensables.

Pourtant, ce qui a fortement stimulé l'imagination des gens dans cette nouvelle, ce n'est pas simplement que "les cellules cérébrales ont joué à un jeu". C'est que les frontières que nous considérions comme acquises - entre le vivant et la machine, le cerveau et l'ordinateur, l'apprentissage et le programme, la vie et l'outil - ont légèrement vacillé.

Les neurones sur la boîte de culture se cognent contre les murs, changent de direction et visent les ennemis dans le monde de 'Doom'. Il n'y a pas de conscience humaine là-dedans. Mais leur activité nerveuse influence bel et bien le monde numérique.

Ce qui viendra après l'IA pourrait être un modèle plus grand. Ou un GPU plus rapide. Mais en même temps, cela pourrait être un petit réseau de neurones vivant dans un liquide nutritif.

Les cellules cérébrales jouant à 'Doom' ne font que se tenir à l'entrée de l'avenir.
C'est étrange, comique, un peu effrayant, et indéniablement fascinant.


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