Un robot qui évite les obstacles sans une seule ligne de code. Pas d’algorithme de pathfinding, pas de capteur LiDAR relié à un processeur en silicium. Juste quelques milliers de neurones humains, cultivés en laboratoire, branchés à une puce électronique. C’est ce que des chercheurs de l’université de Tianjin, en Chine, ont réalisé avec leur système baptisé MetaBOC, et le résultat remet en question des décennies de certitudes sur ce que l’on appelle « intelligence artificielle ».

Sommaire

1. Du sang à un cerveau en quelques semaines
2. MetaBOC : l’interface entre le vivant et la machine
3. L’argument énergétique, plus sérieux qu’il n’y paraît
4. Un territoire scientifique, éthique et médical à peine défriché

Du sang à un cerveau en quelques semaines

Le processus commence par le prélèvement de cellules humaines, du sang ou de la peau, qui sont reprogrammées en cellules souches pluripotentes. Ces cellules sont ensuite différenciées en neurones qui, placés dans un environnement adapté, forment des réseaux complexes capables d’apprendre et de réagir à des stimuli. On obtient ainsi un organoïde : une petite masse de tissu vivant, tridimensionnelle, qui reproduit à très petite échelle certaines fonctions du cerveau humain.

Les cellules souches pluripotentes humaines, qui peuvent se transformer en n’importe quel type de cellule du corps humain, ont été utilisées pour créer ces organoïdes. Chaque organoïde contient environ 10 000 cellules cérébrales et peut être entraîné à réaliser des tâches comme éviter des obstacles ou manipuler des objets. Dix mille neurones. C’est, à titre de comparaison, environ 8 milliards de fois moins que dans un cerveau adulte, et pourtant suffisant pour piloter un robot.

Ces organoïdes sont cultivés sous stimulation ultrasonore focalisée de faible intensité, ce qui permet une meilleure base intelligente sur laquelle bâtir. Leur structure physique tridimensionnelle leur permet de former des connexions neuronales plus complexes, à l’instar de ce qui se passe dans notre cerveau. La forme sphérique n’est pas anodine : c’est elle qui permet la densité de connexions nécessaire à l’apprentissage.

Le projet, baptisé MetaBOC, est un logiciel qui sert d’interface entre les bio-ordinateurs dotés de « cerveaux sur une puce », contenant des organoïdes cérébraux, et d’autres appareils électroniques. Ce logiciel donne à l’organoïde cérébral la capacité de percevoir le monde par l’intermédiaire de signaux électroniques, d’agir sur celui-ci par le biais des commandes auxquelles il a accès et d’apprendre à maîtriser certaines tâches.

Les chercheurs sont parvenus à ce que des organoïdes cérébraux apprennent à diriger un robot : comprendre les commandes et effectuer des tâches telles qu’éviter des obstacles, suivre des cibles ou utiliser les bras et les mains pour saisir divers objets. Le système MetaBOC utilise aussi des algorithmes d’IA au sein de son logiciel pour communiquer avec l’intelligence biologique des cellules cérébrales. Les deux types d’intelligence, biologique et artificielle, travaillent donc en tandem, chacune compensant les limites de l’autre.

Ming Dong, vice-président de l’Université de Tianjin, décrit cette technologie comme utilisant « un ‘cerveau’ cultivé in vitro, couplé à une puce à électrodes pour former un brain-on-chip, encodant et décodant le retour de stimulation. » Concrètement, le robot envoie des informations sur son environnement à l’organoïde via des électrodes, qui génère en retour des signaux électriques interprétés comme des commandes de mouvement. Un dialogue permanent entre le vivant et le silicium.

L’argument énergétique, plus sérieux qu’il n’y paraît

Derrière l’aspect spectaculaire de la chose, il y a une motivation très concrète : l’IA classique consomme une quantité d’énergie qui devient difficile à justifier. L’entraînement de GPT-3, le modèle de langage d’OpenAI, a nécessité environ 1 300 MWh, soit à peu près la consommation annuelle en électricité de 130 foyers français. La consommation énergétique d’une seule exécution d’entraînement des derniers réseaux de neurones profonds dédiés au traitement naturel du langage dépasse les 1 000 MegaWh. Et les modèles ne font que grossir.

Ces bio-ordinateurs intégrant des neurones humains apprennent plus rapidement et avec beaucoup moins d’énergie que les réseaux de neurones artificiels utilisés actuellement. L’informatique neuromorphique, consistant à imiter le cerveau humain, est la voie royale pour produire des machines plus performantes, mais aussi moins gourmandes en énergie. Le cerveau humain, rappelons-le, tourne sur environ 20 watts, soit l’équivalent d’une ampoule LED. Aucun data center au monde n’approche cette efficacité.

Contrairement aux systèmes d’IA traditionnels qui nécessitent des algorithmes complexes et une programmation minutieuse, ces organoïdes apprennent naturellement par l’expérience, établissant de nouvelles connexions neuronales en fonction des stimuli reçus. C’est exactement ce que font les enfants en bas âge : ils n’ont pas besoin qu’on leur programme l’équilibre, ils le trouvent en tombant.

Un territoire scientifique, éthique et médical à peine défriché

Le projet MetaBOC n’est pas une curiosité isolée. L’entreprise australienne Cortical Labs a franchi une étape en présentant le CL1, premier bioordinateur commercial intégrant un organoïde cérébral, dévoilé au Mobile World Congress de Barcelone en mars 2025, contenant environ 800 000 neurones humains vivants intégrés sur une puce électronique. En 2022, des équipes chez Cortical Labs avaient déjà entraîné des neurones à jouer au tennis de table. Le domaine avance à une vitesse qui surprend ses propres acteurs.

Mais les obstacles sont réels. Li Xiaohong, professeur à l’université de Tianjin, affirme que si les organoïdes cérébraux sont considérés comme le modèle le plus prometteur de l’intelligence de base, la technologie est toujours confrontée à des limites, notamment une faible maturité de développement et un apport insuffisant en nutriments. Le système actuel est beaucoup plus petit que les rendus visuels présentés, et nécessite de nombreux équipements pour maintenir l’organoïde en vie. On est donc loin du robot autonome de science-fiction.

Les questions éthiques, elles, ne peuvent pas attendre. Parmi les questions ouvertes figure le potentiel d’apparition d’une conscience et d’une sensibilité dans ces organoïdes, ainsi que la relation entre le donneur de cellules souches et le système d’organoïde qui en est issu. La discipline ne possède pas encore de cadre éthique propre, ce qui soulève des questions concrètes : à qui appartiennent ces organes ? Ont-ils un statut juridique, des droits ? Une capacité de sentience ? Des questions qui, il y a dix ans, relevaient de la philosophie spéculative. Aujourd’hui, elles attendent une réponse législative.

Cette technologie pourrait également être utilisée pour aider les patients ayant subi des lésions cérébrales, par exemple à la suite d’un accident vasculaire cérébral. C’est peut-être là que réside la rupture la plus profonde de ce programme de recherche : MetaBOC ne vise pas seulement à construire de meilleurs robots. Il ouvre une piste vers la réparation du cerveau humain lui-même, en utilisant les mêmes organoïdes pour reconstruire ce que les maladies ou les traumatismes ont détruit. La frontière entre la prothèse robotique et le greffon neurologique commence à se brouiller sérieusement.

Sources : intelligence-artificielle.developpez.com | franceinfo.fr