Imaginez un instant un ordinateur en laboratoire, affairé à une partie de Doom. Rien de très surprenant, n’est-ce pas ? Sauf que cet ordinateur, ce n’est pas un assemblage de silicium et de fils que vous avez en tête. Non, celui-ci fonctionne grâce à des cellules cérébrales humaines vivantes. Oui, vous avez bien lu. Un programme tourne, et ce sont ces neurones qui *jouent* au jeu. Perturbant, n’est-ce pas ? Mais pourquoi s’aventurer dans la création d’ordinateurs biologiques aussi complexes, aussi… vivants ?
La raison principale est d’une simplicité désarmante : l’énergie. L’intelligence artificielle est un ogre, un véritable gouffre énergétique. Sa consommation électrique est colossale et ne cesse d’augmenter, doublant environ tous les six mois. Cette course à la puissance de calcul est telle que des entreprises relancent d’anciennes centrales nucléaires et signent des accords pour s’assurer des parts massives du réseau électrique des années à l’avance. Ce n’est plus seulement une course à l’IA la plus intelligente, c’est devenu une course à l’électricité.
Pendant ce temps, le cerveau humain, lui, réalise des prouesses inimaginables avec une consommation dérisoire : à peine 20 watts pour toutes nos pensées, nos souvenirs, nos apprentissages. C’est à peine la puissance d’une ampoule ! Il apprend aussi bien mieux que nos machines : un enfant identifie un chien en le voyant une ou deux fois, là où une IA a besoin de milliers de photos. C’est cette efficacité ahurissante qui a poussé certains chercheurs à regarder du côté de notre propre matière grise.
La consommation énergétique exponentielle de l’IA pousse la recherche vers des ordinateurs biologiques utilisant des cellules cérébrales vivantes
Nous l’avons vu, l’empreinte carbone de l’IA est devenue un problème majeur. Pour entraîner un modèle d’IA, la puissance de calcul requise explose, créant un décalage croissant avec ce que nos infrastructures énergétiques peuvent fournir. Il y a une véritable angoisse qui pousse les géants de la tech à s’intéresser de près à la production d’énergie, plus qu’au simple développement de logiciels plus performants.
C’est dans ce contexte que des équipes de recherche ont pris une direction radicalement différente. Plutôt que de chercher des moyens d’alimenter des ordinateurs toujours plus gourmands, ils se sont tournés vers le modèle le plus efficace que nous connaissions : le cerveau. Sa capacité à accomplir des tâches complexes avec une consommation d’énergie minimale est une source d’inspiration inépuisable pour imaginer l’avenir de la computation.
Cortical Labs a créé des systèmes comme « Dishbrain » et « CL1 » avec des neurones humains (parfois aussi de souris) capables de jouer à des jeux vidéo comme Pong et Doom
Ce cheminement n’est pas nouveau. Dès 2008, des chercheurs ont réussi à connecter une couche de neurones de rat à un petit robot, les cellules le faisant se déplacer. C’était rudimentaire, les neurones ne faisaient que s’étaler sur une grille d’électrodes. Mais l’idée était là.
Un pas de géant a été franchi en 2013, lorsque le scientifique Shinya Yamanaka a montré qu’il était possible de « réinitialiser » une cellule adulte pour la transformer en cellule souche, puis en presque n’importe quel type de cellule, y compris un neurone. Plus besoin de prélever des neurones directement d’un cerveau ; un simple morceau de peau suffisait.
Par la suite, la culture de neurones en 3D a permis la création d’organoïdes cérébraux, ces minuscules boules de tissu qui commencent à s’organiser et à former des ébauches de régions cérébrales. En 2022, la société Cortical Labs a combiné toutes ces avancées pour créer « Dishbrain » : environ 800 000 neurones (mi-souris, mi-humains) apprenant à jouer à Pong. Plus récemment, leur système « CL1 », composé de 200 000 neurones humains, a montré des capacités de jeu à Doom.
L’apprentissage de ces cellules est basé sur le « principe de l’énergie libre » : les neurones cherchent à éviter le chaos et à maintenir un état prévisible
Comment enseigne-t-on à des neurones dans une boîte de Pétri ? On ne peut pas leur offrir une friandise ! L’astuce repose sur une particularité fondamentale de ces cellules : elles détestent le chaos. Si on leur envoie un signal imprévisible, elles sont stressées.
Le dispositif est simple, et un peu cruel : quand les neurones « rataient » la balle à Pong (ou subissaient des dégâts à Doom), ils recevaient un bruit aléatoire et chaotique. Quand ils « réussissaient », le signal devenait calme et régulier. Les neurones n’ont aucune idée de ce qu’est Pong ou Doom. Ils ne jouent pas pour gagner, mais pour faire cesser le chaos.
Cette méthode n’a pas été choisie au hasard. Elle s’inspire du principe de l’énergie libre, une idée selon laquelle tout être vivant cherche constamment à éviter les surprises et à maintenir son monde prévisible. Car, soyons honnêtes, être surpris signifie souvent que quelque chose ne va pas. Cette impulsion à calmer les choses n’est pas une invention des scientifiques ; elle pourrait bien être le comportement le plus fondamental d’une cellule vivante.
Bien que la majeure partie de l’intelligence provienne encore de puces informatiques, les neurones vivants apportent une contribution réelle, bien que modeste, à la computation
Soyons clairs : ces ordinateurs biologiques ne sont pas des cerveaux autonomes dans une boîte. Le code de démo de CL1, par exemple, révèle une architecture en trois parties : une puce informatique traditionnelle avec une IA qui analyse le jeu et décide quand récompenser ou punir, les 200 000 neurones humains, et un traducteur entre les deux.
La majeure partie de « l’intelligence » – lire l’écran, gérer l’apprentissage, distinguer une victoire d’une défaite – est encore gérée par la puce. Le développeur lui-même s’inquiétait que son IA devienne si bonne qu’elle n’aurait plus besoin des neurones. Pourtant, un test simple a montré que sans les cellules, remplacées par du bruit aléatoire, l’apprentissage s’arrêtait net.
Cela signifie que les neurones font bel et bien quelque chose de réel, même si leur contribution est modeste. Ce n’est pas un cerveau jouant seul, mais les cellules ne sont pas non plus là juste pour le décor. Elles ajoutent une pièce, petite mais réelle, au puzzle. Et le potentiel est énorme : une entreprise suisse, Final Spark, loue déjà des neurones humains vivants en ligne, promettant une consommation énergétique jusqu’à un million de fois inférieure à celle des puces classiques.
Ces avancées soulèvent des questions éthiques et philosophiques profondes sur la sentience et la conscience potentielles dans les tissus cérébraux cultivés en laboratoire, au-delà de leurs applications médicales prometteuses
C’est là que les choses deviennent réellement troublantes. Ces ordinateurs sont faits de cellules humaines. On peut s’interroger : créons-nous une parcelle d’un être humain dont le monde entier est de recevoir des chocs dans un jeu vidéo violent, tout cela pour économiser de l’électricité ?
Lorsque Cortical Labs a publié ses travaux sur Pong, le titre du document utilisait un mot lourd de sens : sentience. Normalement, cela signifie qu’une entité est capable d’avoir des expériences, de ressentir. Les scientifiques l’entendaient d’une manière très technique et étroite, mais la controverse a éclaté. Beaucoup ont accusé l’entreprise de survendre ses découvertes pour faire des gros titres.
Pourtant, cette recherche a des applications médicales prometteuses. Ces mêmes cellules peuvent servir à créer des modèles vivants de maladies humaines, permettant d’observer leur développement et de tester des médicaments sur des tissus bien plus proches des nôtres que ceux d’une souris. Cela pourrait sauver des vies et réduire considérablement l’expérimentation animale.
Mais la question persiste : sommes-nous en train de sonder les fondements de la conscience ? Être intelligent et être « éveillé » sont deux choses différentes. La vraie question n’est pas de savoir si ces cellules sont intelligentes, mais si quelqu’un est réellement « là-dedans », à ressentir. Des neurologues comme Mark Solms suggèrent que le sentiment ne dépend pas nécessairement d’un grand cerveau intelligent, mais pourrait être une fonction plus primaire, issue de l’impulsion fondamentale de rester en vie. Si c’est le cas, cette recherche pourrait nous faire toucher du doigt les origines mêmes du sentiment, dès l’instant où nous allumons ces « plats » de neurones. Et si quelque chose dans ce plat commençait à ressentir, le saurions-nous seulement ? Nous avons du mal à le détecter chez les autres humains, comme l’a montré l’étude d’Adrian Owen sur des patients en état végétatif qui étaient en réalité pleinement conscients.
Ce domaine de recherche promet de faire avancer notre compréhension des maladies et de remplacer des tests animaux. Mais il nous confronte aussi à ce que le philosophe David Chalmers appelait le « problème difficile » : nous pouvons cartographier chaque cellule d’un cerveau sans jamais savoir comment cela se transforme en un sentiment réel. Nous sommes peut-être en train de reproduire, de manière intentionnelle en laboratoire, ce phénomène extraordinaire qui a pris des milliards d’années d’évolution pour apparaître : le moment où la matière a commencé à ressentir.
Foire aux questions
Q : Comment ces ordinateurs biologiques contribuent-ils à la recherche médicale ?
R : Ils permettent de créer des modèles vivants de maladies humaines. Les chercheurs peuvent observer l’évolution d’une maladie et tester l’efficacité de nouveaux médicaments sur des tissus cellulaires humains, offrant une alternative plus pertinente que les modèles animaux et réduisant ainsi l’expérimentation.
Q : Le terme « sentience » a-t-il été controversé dans ce domaine ?
R : Oui, le terme a suscité un débat houleux, notamment après son utilisation par Cortical Labs. Alors que les scientifiques l’employaient dans un sens technique et restreint (capacité à réagir à des stimuli de manière organisée), le public et certains pairs l’ont interprété comme impliquant une conscience ou une capacité à ressentir des émotions, entraînant des accusations de sensationnalisme.
Q : En quoi les ordinateurs biologiques sont-ils plus efficaces énergétiquement que l’IA traditionnelle ?
R : Le cerveau humain fonctionne avec seulement 20 watts, une consommation insignifiante comparée aux centrales électriques nécessaires pour entraîner les IA actuelles. Les ordinateurs biologiques comme ceux étudiés par Cortical Labs ou loués par Final Spark promettent une efficacité énergétique jusqu’à un million de fois supérieure, répondant ainsi au problème croissant de la consommation d’énergie de l’IA.
