Parler la même langue : Comment les neurones artificiels imitent les neurones biologiques.
Les scientifiques ont créé des neurones artificiels capables de communiquer efficacement avec leur homologue biologique.
Les neurones émettent des impulsions électriques, et les synapses assurent leur transmission. Ces principes, qui fonctionnent dans le cerveau humain, peuvent désormais être utilisés comme éléments constitutifs de circuits artificiels pour créer des systèmes capables d'apprendre. Mais l'électronique dite "neuromorphique" offre également la possibilité de créer une interface entre les domaines artificiel et biologique. Les scientifiques de l'Institut Max Planck pour la recherche sur les polymères se sont rapprochés de cet objectif en créant des neurones artificiels capables de fonctionner directement et en temps réel dans un environnement biologique.
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L'intelligence artificielle est depuis longtemps un sujet d'actualité : un algorithme informatique "apprend" en étant enseigné par des exemples : ce qui est "bien" et ce qui est "mal". Contrairement à un algorithme informatique, le cerveau humain fonctionne avec ce que l'on appelle des "neurones" - des cellules du cerveau. Celles-ci sont formées et transmettent des signaux à d'autres neurones. Ce réseau complexe de neurones et de voies de connexion, les synapses, contrôle nos pensées et nos actions.
Les signaux biologiques sont beaucoup plus variés que ceux des ordinateurs conventionnels. Par exemple, les neurones d'un réseau neuronal biologique communiquent avec des ions, des biomolécules et des neurotransmetteurs. Plus précisément, les neurones communiquent soit par voie chimique - en émettant des substances messagères telles que les neurotransmetteurs - soit par des impulsions électriques, appelées "potentiels d'action" ou "pointes".
Les neurones artificiels sont un domaine de recherche actuel. La communication efficace entre la biologie et l'électronique nécessite la réalisation de neurones artificiels qui reproduisent de manière réaliste la fonction de leurs homologues biologiques. Cela signifie des neurones artificiels capables de traiter la diversité des signaux qui existent en biologie. Jusqu'à présent, la plupart des neurones artificiels n'émulent qu'électriquement leurs homologues biologiques, sans tenir compte de l'environnement biologique humide constitué d'ions, de biomolécules et de neurotransmetteurs.
Les scientifiques dirigés par Paschalis Gkoupidenis, chef de groupe dans le département de Paul Blom à l'Institut Max Planck pour la recherche sur les polymères, se sont maintenant attaqués à ce problème et ont développé le premier neurone artificiel bio-réaliste. Ce neurone peut fonctionner dans un environnement biologique et est capable de produire diverses dynamiques de piquage que l'on peut trouver en biologie et peut donc communiquer avec ses "vrais" homologues biologiques. À cette fin, le groupe de Gkoupidenis a réalisé un élément non linéaire composé de matière molle organique, un élément qui existe également dans les neurones biologiques. "Cet élément artificiel pourrait être la clé de neuroprothèses bioréalistes qui parleront le même langage que la biologie, permettant de restaurer, de remplacer ou même d'augmenter efficacement les fonctions du système nerveux", explique Gkoupidenis.
Les chercheurs ont ainsi pu développer pour la première fois un neurone artificiel réaliste capable de communiquer de diverses manières - chimiquement ou via des porteurs de charge ioniques - dans des environnements biologiques.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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