Neurones humains dans une dish Master Pong : Une percée dans l'intelligence biologique synthétique Ils maîtrisent Pong sans aucune intervention humaine ou informatique. Dans une étude révolutionnaire publiée dans la revue Neuron, des chercheurs ont démontré que des neurones humains et de souris cultivés dans une dish de laboratoire peuvent apprendre à jouer au jeu vidéo classique Pong des années 1970. Cette réalisation remarquable, dirigée par le Dr Brett Kagan et son équipe de Cortical Labs à Melbourne, en Australie, met en lumière le potentiel de l'intelligence biologique synthétique et ouvre de nouvelles voies pour comprendre comment les neurones traitent l'information et s'adaptent à des environnements dynamiques. Le système, surnommé "DishBrain", fusionne des cellules cérébrales vivantes avec une technologie avancée, offrant des perspectives sur l'intelligence, l'apprentissage et des applications potentielles en neurosciences et en intelligence artificielle (IA). Le système DishBrain : Une fusion de biologie et de technologie Le système DishBrain est une plateforme pionnière qui intègre environ 800 000 neurones vivants—soit dérivés de cerveaux embryonnaires de souris, soit de cellules souches pluripotentes induites humaines—sur un réseau d'électrodes microélectroniques. Ce réseau, une puce en silicium logée dans une dish de pétri, sert d'interface entre les neurones biologiques et un environnement numérique. Les électrodes peuvent à la fois délivrer des impulsions électriques pour stimuler les neurones et enregistrer leur activité, créant un système en boucle fermée où les neurones reçoivent un retour d'information en temps réel basé sur leurs actions. Dans l'expérience, les neurones étaient connectés à un ordinateur exécutant une version simplifiée de Pong, un jeu de tennis où les joueurs déplacent une palette pour renvoyer une balle d'avant en arrière. Le réseau d'électrodes microélectroniques était divisé en régions sensorielles et motrices. Les électrodes de la région sensorielle envoyaient des signaux pour indiquer la position de la balle, tandis que celles des régions motrices interprétaient l'activité neuronale comme des commandes pour déplacer la palette vers le haut ou vers le bas. Pour rendre la tâche réalisable, les chercheurs ont ajusté le jeu : la palette était plus grande, la balle se déplaçait plus lentement, et il n'y avait pas d'adversaire, l'objectif étant de maximiser la durée des échanges plutôt que de gagner un match. Apprentissage par le retour d'information : Le principe de l'énergie libre Les neurones ont appris à jouer à Pong en seulement cinq minutes, améliorant leur performance au fil du temps. Cet apprentissage rapide était motivé par un mécanisme de retour d'information ancré dans le principe de l'énergie libre, une théorie proposée par le co-auteur le professeur Karl Friston. Selon ce principe, les neurones cherchent à minimiser l'imprévisibilité (ou l'entropie) dans leur environnement. Dans l'expérience, lorsque les neurones réussissaient à frapper la balle, ils recevaient un stimulus électrique prévisible, renforçant la connectivité et agissant comme une récompense. Lorsqu'ils manquaient, ils recevaient un stimulus imprévisible, plus intense, qui perturbait le réseau neuronal et encourageait l'adaptation pour éviter de tels résultats. Au cours de 20 minutes, les neurones ont augmenté leur capacité à maintenir des échanges, les neurones humains surpassant les neurones de souris, atteignant des durées d'échange significativement plus longues. Cette différence s'aligne avec des recherches antérieures suggérant que les neurones humains ont une plus grande capacité de traitement de l'information que les neurones de rongeurs. Les "spikes" synchronisés d'activité électrique dans le réseau neuronal devenaient plus forts à chaque coup réussi, indiquant que les neurones adaptaient leur comportement pour atteindre l'objectif de frapper la balle de manière plus cohérente. Implications pour les neurosciences et l'IA L'expérience DishBrain est une étape significative dans la compréhension de la manière dont les neurones apprennent et traitent l'information en dehors du contexte d'un organisme vivant. Le Dr Kagan suggère que ce travail démontre "l'intelligence biologique synthétique", où les neurones exhibent un comportement orienté vers un but semblable à la sensibilité—définie ici comme la capacité à percevoir et à répondre à l'environnement, bien que non équivalente à la conscience. Ils sont passionnants.