L'avenir du cerveau : les années 2030 et au-delà - Assistant de soudage Jinan Co., Ltd

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D’ici le milieu du siècle, nous devrions être en mesure de franchir la prochaine étape de l’histoire de l’IA : l’ingénierie inverse du cerveau humain. Les scientifiques, frustrés de ne pas avoir réussi à créer un robot fait de silicium et d'acier, tentent également l'approche inverse : démonter le cerveau, neurone par neurone – tout comme un mécanicien démonterait un moteur, vis par vis – et puis exécuter une simulation de ces neurones sur un énorme ordinateur. Ces scientifiques tentent systématiquement de simuler l'activation des neurones chez les animaux, en commençant par les souris et les chats, et en remontant l'échelle évolutive des animaux. Il s’agit d’un objectif bien défini qui devrait être réalisable d’ici le milieu du siècle.

Fred Hapgood du MIT écrit : « Découvrir comment le cerveau fonctionne exactement, de la même manière que nous savons comment fonctionne un moteur, réécrirait presque tous les textes de la bibliothèque. »

La première étape du processus d’ingénierie inverse du cerveau consiste à comprendre sa structure de base. Même cette tâche simple a été un processus long et pénible. Historiquement, les différentes parties du cerveau étaient identifiées lors des autopsies, sans aucune idée de leur fonction. Cela a progressivement commencé à changer lorsque les scientifiques ont analysé des personnes souffrant de lésions cérébrales et ont remarqué que les dommages causés à certaines parties du cerveau correspondaient à des changements de comportement. Les victimes d'accidents vasculaires cérébraux et les personnes souffrant de lésions ou de maladies cérébrales ont présenté des changements de comportement spécifiques, qui pourraient ensuite être associés à des lésions dans des parties spécifiques du cerveau. L'exemple le plus spectaculaire s'est produit en 1848 dans le Vermont, lorsqu'une tige métallique de 3 pieds et 8 pouces de long a été enfoncée dans le crâne d'un contremaître de chemin de fer nommé Phineas Gage. Cet accident historique s’est produit lorsque de la dynamite a explosé accidentellement. La tige est entrée sur le côté de son visage, lui a brisé la mâchoire, a traversé son cerveau et est ressortie par le haut de sa tête. Miraculeusement, il a survécu à cet horrible accident, même si l’un ou les deux lobes frontaux ont été détruits. Le médecin qui l'a soigné au début ne pouvait pas croire que quelqu'un puisse survivre à un tel accident et être encore en vie. Il est resté dans un état semi-conscient pendant plusieurs semaines, mais a ensuite miraculeusement récupéré. Il survécut même encore douze ans, acceptant de petits boulots et voyageant, pour mourir en 1860. Les médecins préservèrent soigneusement son crâne et sa tige, et ils furent intensément étudiés depuis. Les techniques modernes, utilisant les tomodensitogrammes, ont reconstitué les détails de cet accident extraordinaire. Cet événement a changé à jamais les opinions dominantes sur le problème corps-esprit. Auparavant, même dans les cercles scientifiques, on croyait que l’âme et le corps étaient des entités distinctes. Les gens écrivaient en connaissance de cause sur une certaine « force vitale » qui animait le corps, indépendamment du cerveau. Mais des rapports largement diffusés ont indiqué que la personnalité de Gage avait subi des changements marqués après l'accident. Certains récits affirment que Gage était un homme extraverti et apprécié qui est devenu abusif et hostile après l'accident. L'impact de ces rapports a renforcé l'idée que des parties spécifiques du cerveau contrôlaient différents comportements et que, par conséquent, le corps et l'âme étaient inséparables. Dans les années 1930, une autre avancée a été réalisée lorsque des neurologues comme Wilder Penfield ont remarqué qu'en pratiquant une chirurgie cérébrale sur des personnes épileptiques, lorsque il touchait des parties du cerveau avec des électrodes, certaines parties du corps du patient pouvaient être stimulées. Toucher telle ou telle partie du cortex pourrait faire bouger une main ou une jambe. De cette façon, il a pu construire un aperçu grossier des parties du cortex contrôlant quelles parties du corps. En conséquence, on pourrait redessiner le cerveau humain, en énumérant quelles parties du cerveau contrôlaient quel organe. Le résultat fut un homoncule, une image plutôt bizarre du corps humain tracée à la surface du cerveau, qui ressemblait à un étrange petit homme, avec d'énormes bouts de doigts, des lèvres et une langue, mais un corps minuscule. Plus récemment, des examens IRM ont Ils nous ont donné des images révélatrices du cerveau pensant, mais ils sont incapables de retracer les voies neuronales spécifiques de la pensée, impliquant peut-être seulement quelques milliers de neurones. Mais un nouveau domaine appelé optogénétique combine l’optique et la génétique pour découvrir des voies neuronales spécifiques chez les animaux. Par analogie, cela peut être comparé à une tentative de création d’une feuille de route. Les résultats des analyses IRM s'apparenteraient à la détermination des grandes autoroutes interétatiques et du flux important de trafic sur celles-ci. Mais l’optogénétique pourrait être en mesure de déterminer des routes et des sentiers individuels. En principe, cela donne même aux scientifiques la possibilité de contrôler le comportement animal en stimulant ces voies spécifiques, ce qui a donné lieu à plusieurs reportages médiatiques sensationnels. Le Drudge Report publiait un titre sinistre qui criait : « Des scientifiques créent des mouches télécommandées ». Les médias ont évoqué des visions de mouches télécommandées effectuant le sale boulot du Pentagone. Dans l'émission The Tonight Show, Jay Leno a même parlé d'une mouche télécommandée qui pourrait voler dans la bouche du président George W. Bush sur commande. Même si les comédiens se sont donnés à fond en imaginant des scénarios bizarres dans lesquels le Pentagone commande des hordes d'insectes en appuyant simplement sur un bouton, la réalité est bien plus modeste. La mouche des fruits possède environ 150 000 neurones dans le cerveau. L'optogénétique permet aux scientifiques d'éclairer certains neurones du cerveau des mouches des fruits qui correspondent à certains comportements. Par exemple, lorsque deux neurones spécifiques sont activés, cela peut signaler à la mouche des fruits de s’échapper. La mouche étend alors automatiquement ses pattes, déploie ses ailes et décolle. Les scientifiques ont pu reproduire génétiquement une souche de mouches des fruits dont les neurones de fuite se déclenchaient à chaque fois qu'un faisceau laser était allumé. Si vous projetiez un faisceau laser sur ces mouches des fruits, elles décollaient à chaque fois. Les implications pour la détermination de la structure du cerveau sont importants. Non seulement nous serions capables de distinguer lentement les voies neuronales liées à certains comportements, mais nous pourrions également utiliser ces informations pour aider les victimes d'accidents vasculaires cérébraux et les patients souffrant de maladies cérébrales et d'accidents. Gero Miesenböck de l'Université d'Oxford et ses collègues ont pu identifier le mécanismes neuronaux des animaux de cette manière. Ils peuvent étudier non seulement les voies du réflexe de fuite chez les mouches des fruits, mais également les réflexes impliqués dans l'odorat. Ils ont étudié les voies régissant la recherche de nourriture chez les vers ronds. Ils ont étudié les neurones impliqués dans la prise de décision chez la souris. Ils ont découvert que même si seulement deux neurones étaient impliqués dans des comportements intrigants chez les mouches des fruits, près de 300 neurones étaient activés chez la souris pour la prise de décision.