L'Hebdo; 2001-09-06

Prodige La réalité rejoint la science-fiction: des chercheurs allemands font communiquer puces de silicone et neurones. Bel espoir pour les prothèses artificielles.

Sur une puce de silicone minuscule, hérissée de picots de plastique, Peter Fromherz et Gunther Zeck ont déposé un neurone, prélevé sur un modeste escargot aquatique, lymnaea stagnalis. Ils ont ensuite plongé le tout dans un environnement semblable à celui du cerveau des animaux. Ils ont alors observé ce phénomène extraordinaire: chacun sur sa puce, les neurones se sont rejoints et se sont constitués en réseau!

Mais c'est autre chose qui intéressait les deux hommes, chercheurs à l'Institut Max Planck pour la biochimie, département des membranes et de la neurophysique, à Göttingen. Après tout, relier des neurones entre eux et les voir créer un réseau in vitro n'est pas nouveau. Mais s'ils pouvaient communiquer directement avec une puce, autrement dit avec un objet physique? Fromherz et Zeck ont donc envoyé un courant électrique dans la puce, pour voir s'il pouvait exciter le neurone posé dessus. Le résultat a dépassé leurs espérances: le neurone a non seulement réagi, mais il a encore transmis l'information par le réseau à un second neurone, dont l'excitation post-synaptique a stimulé, à son tour, un transistor intégré sur sa puce de domicile! La boucle était bouclée.

«La réalisation du circuit silicone-neurone-neurone-silicone est une expérience qui apporte la preuve qu'il est possible de développer des systèmes neuro-électroniques, utilisables dans le traitement des signaux, la neuro-computation et la neuro-prothétique», écrivent sobrement Fromherz et Zeck dans le résumé de l'article paru le 28 août dans les «Proceeding of the National Academy of Sciences».

Les termes sont un peu abscons, on s'en excuse. Pourtant, ils ouvrent toutes grandes les portes aux rêves les plus fous. Reprenons.

La neuro-computation? Il s'agirait de fusionner, dans un ordinateur, des circuits intégrés classiques et des circuits biologiques issus de la culture de cellules, la difficulté (raisonnable) étant alors d'offrir à la partie vivante de l'ordinateur un environnement qui assure sa survie. L'avantage d'une telle machine? «Le gain de performance viendra de l'organisation et de la fiabilité, explique Jean-Pierre Ternaut, responsable de l'unité de neurocybernétique cellulaire du CNRS de Marseille, dans «Le Monde interactif»; un système synaptique garantit que l'information est acheminée sans erreur ni délai depuis son point de départ jusqu'à la destination exactement voulue. Le risque que la donnée se perde, se trompe de chemin, revienne à son point de départ pour repartir vers sa destination n'existe pas. Ensuite, pour peu que les interfaces ad hoc soient mises au point par les industriels, un système synaptique permettrait aux ordinateurs de fonctionner sur l'ensemble des modalités sensorielles.» En d'autres termes, l'ordinateur serait alimenté non plus seulement par des données numériques, mais par des données sensorielles, c'est l'ordinateur sensible: il pourrait ainsi prendre une décision, ou simplement donner l'alerte, en présence d'un gaz dangereux, d'un aliment avarié qu'il aurait «goûté», d'une température anormale, ou encore «de substances biochimiquement actives complexes, et même de micro-organismes spécifiques», prophétise l'Américaine Roberta Diaz Brinton, autre spécialiste de ce domaine prométhéen.

Et la neuro-prothétique? C'est peut-être le plus bel espoir de la neuro-électronique: permettre de commander un membre artificiel par son cerveau, en raccordant directement les nerfs aux micro-moteurs de la prothèse («L'Hebdo» du 29 octobre 1998). Pour cela, on a précisément besoin d'interfaces qui réalisent la jonction à la manière des «sucres» qu'utilisent les électriciens pour raccorder les fils! De la même manière, on espère pouvoir renouer les circuits nerveux endommagés des paralysés, autre espoir fabuleux.

Philippe Barraud

Un neurone posé sur sa puce. Les picots l'empêchent de se déplacer, problème fréquent dans ce genre d'expérience.