Mi-2008, Henry Markram, le codirecteur de l’Institut Brain Mind de l’EPFL, achevait la première étape de son pari fou, une simulation informatique du cerveau appelée Blue Brain. Son équipe était parvenue à recréer numériquement une colonne corticale, une composante du cortex qui dirige les processus sensoriels et cognitifs. Cette avancée commence tout juste à livrer ses premiers résultats. Le chercheur d’origine sud-africaine les a commentés en exclusivité devant les participants de la conférence TED (Technology, Entertainment, Design), à Oxford (lire L’Hebdo du 30 juillet).
«Blue Brain nous a permis de découvrir qu’il existe une certaine similitude dans la manière dont les synapses (connexions chimiques ou électriques entre deux neurones) sont agencées pour former des circuits neuronaux, explique-t-il, en marge de la conférence. Cette propriété se retrouve chez tout le monde et elle demeure même lorsqu’on apprend des choses ou qu’on acquiert des souvenirs.» Une découverte qui nuance ce qu’on savait jusqu’ici du cerveau, à savoir qu’il varie énormément d’un individu à l’autre, notamment quant au nombre de neurones qu’il contient.
La méthode utilisée pour arriver à cette conclusion donne le vertige. «L’un des principaux atouts du Blue Brain, c’est qu’il nous permet de tester diverses théories sur le cerveau, poursuit le scientifique installé à Lausanne. J’ai donc tenté de vérifier l’une des plus radicales d’entre elles, celle qui dit que ce que nous voyons n’est pas le reflet de la réalité, vue à travers nos yeux, mais une bulle perceptive construite par notre cerveau.Cette thèse ne tient que si nos cerveaux ont un certain nombre de similitudes. Sinon, nous ne pourrions pas tous reconstruire la même réalité et interagir les uns avec les autres.»
Jusqu’ici, cette propriété invariable n’a pu être observée que chez les rongeurs. Mais Henry Markram a déjà sa petite idée quant à sa traduction chez l’homme: «Nous postulons qu’elle prend une forme différente chez chaque espèce. Chacune recrée la réalité qui lui sert le plus. Il y a donc toute une série de choses que nous ne voyons pas, que notre cerveau ne juge pas utile de nous communiquer.»

Mystère de la conscience. Mais ces premiers résultats ne représentent que la pointe de l’iceberg: d’ici à dix ans, le chercheur pense pouvoir recréer l’ensemble du cerveau. Ce «modèle» pourra acquérir des souvenirs, apprendre une langue et se doter d’une personnalité, livrant des informations précieuses sur le fonctionnement de la mémoire. Peut-être répondra-t-il même à l’une des interrogations de base de la philosophie: «Il se pourrait que notre cerveau développe une conscience. Nous aurons alors résolu le mystère de la vie. Si ce n’est pas le cas, reprend-il aussitôt, nous aurons tout de même démontré qu’il faut plus de 100 milliards de neurones qui interagissent pour produire une conscience.»
Mais au-delà de ces questions existentielles, à quoi sert ce projet? «Deux milliards de personnes souffrent de maladies mentales. Je crois fermement que Blue Brain parviendra à trouver de meilleurs médicaments pour elles.» L’encéphale reconstitué par l’équipe de Henry Markram pourra en effet être modifié pour lui donner les caractéristiques d’un cerveau malade, qu’on comparera ensuite à un cerveau sain pour mieux comprendre les causes fondamentales de cette pathologie. «Notre recherche sur l’autisme, par exemple, suggère que les sujets souffrant de cette maladie ont des colonnes corticales superconnectées et superplastiques: Blue Brain confirmera ou invalidera cette hypothèse.» Autre application concrète, on pourra alimenter le cerveaumodélisé avec les données d’un patient. On obtiendra alors un outil formidable pour poser un diagnostic et tester les effets d’un médicament ou d’un traitement sur cette personne. Le bénéfice est double: «On évite le processus d’essai et d’erreur, où le médecin teste divers traitements jusqu’à ce qu’il trouve le bon, et on réduit fortement les tests sur les animaux.»

Traitement personnalisé. A terme, ce système permettra de développer des médicaments individualisés, adaptés aux spécificités de chaque patient. Une évolution aux implications financières énormes: ce sont les erreurs qui coûtent le plus cher à l’industrie pharmaceutique. Si on fait baisser les frais de développement d’un nouveau médicament de 10%, on économise jusqu’à 100 millions de dollars. Les pharmas l’ont bien compris: elles se sont déjà tournées vers la production de traitements personnalisés, notamment pour les maladies cardiaques. «Mais elles ne le font pas pour le cerveau, un domaine trop complexe.»
Un enjeu financier qui explique que l’industrie pharmaceutique «se montre intéressée à collaborer avec Blue Brain», selon Henry Markram. Cela ne suffira pas. Le projet n’a pas encore réuni le financement nécessaire. «Le séquençage du génome humain a coûté 3 milliards de francs. Nous avons besoin d’une somme similaire.» Pour l’heure, l’argent vient essentiellement de la Confédération, de bourses et de «généreux et visionnaires» donateurs privés, selon le scientifique. «C’est un projet complexe. Il n’est pas facile de faire comprendre aux sponsors pourquoi il est si important. Et les applications commerciales de nos recherches paraissent trop éloignées aux entreprises.» Le salut pourrait venir de l’UE (voir ci-contre), qui semble prête à mettre la main au porte-monnaie.


UN PÔLE SUR LE CERVEAU À GENÈVE
L’arc lémanique est en train d’émerger comme l’un des centres mondiaux de la recherche sur le cerveau. L’Université de Lausanne se profile sur les pathologies psychiatriques et neurodégénératives, l’EPFL a son Brain Mind Institute et l’Université de Genève s’est spécialisée dans la recherche cognitive et sur les émotions. Il manque toutefois à ces institutions – qui se partagent déjà un centre d’imagerie médicale – un lieu où se retrouver. Une lacune qui sera comblée d’ici à 2015 avec la création d’un pôle sur le cerveau à la pointe de la Jonction (GE), au cœur d’un nouveau complexe immobilier qui pourrait abriter aussi un musée Guggenheim et des logements.
Un groupe de travail, comprenant la vice-rectrice de l’Unige Anik de Ribaupierre, le responsable du projet Blue Brain de l’EPFL, Henry Markram, et le neurologue Richard Frackowiak pour l’Unil, s’est penché sur la faisabilité du projet. Il livrera ses conclusions fin août. «Nous voulons coordonner les activités de nos institutions, surtout dans le domaine de la simulation et de la modélisation du cerveau, un champ où l’arc lémanique peut se profiler», détaille Anik de Ribaupierre. Le futur centre de calcul CADMOS, financé à la fois par Vaud et Genève, sera ainsi installé à la Jonction. Reste la question pécuniaire. Les cantons misent sur des partenariats publics-privés. La Fondation Hans Wilsdorf (propriétaire de Rolex) et des banques se seraient déjà montrées intéressées. Dans cet échafaudage, Blue Brain représente un enjeu de taille. «L’UE a annoncé qu’elle allait financer deux ou trois projets “prioritaires” à hauteur de 100 à 500 millions d’euros par an pendant une décennie à partir de 2015, indique Henry Markram. Et Blue Brain a été cité par la Commission européenne pour en faire partie.» Le cas échéant, le partenaire EPFL pèsera plusieurs milliards de francs…