Les mystères du cerveau prêts à être percés
Mardi, 27 novembre 2007
RECHERCHE. Grâce à un ordinateur conçu par IBM, l’EPFL a modélisé une colonne corticale
Le professeur Henry Markram a un rêve: comprendre le fonctionnement du cerveau humain par une reproduction et une simulation numérique d’un microcircuit de neurones d’un cortex cérébral. Fondateur et codirecteur du Brain Mind Insitute à l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), le chercheur s’approche petit à petit de son but. En 2015, il espère reproduire le cerveau humain dans son ensemble, a-t-il rappelé hier à Lausanne, à l’occasion d’une conférence de presse.
Son équipe regroupant 35 scientifiques dans cinq pays (Suisse, Etats-Unis, Israël, Espagne, Pakistan) est parvenue à construire, en décembre 2006, une copie informatique détaillée et précise d’une colonne corticale de rat. La majeure partie du cerveau des mammifères est divisée en unités fonctionnelles appelées colonnes corticales. Chacune contient quelque 10 000 neurones et 30 millions de synapses interconnectés. Des millions de ces colonnes forment le cortex cérébral, une structure qui permet d’accomplir certaines tâches, de voir, d’entendre, d’apprendre ou de mémoriser.
Depuis plus de quinze ans, Henry Markram a récolté des informations sur la colonne corticale du rat pour être en mesure de «placer», comme sur une carte géographique, chaque neurone et ses connexions. Il s’est également appuyé sur les données publiées par les neuroscientifiques à travers le monde. Depuis le début de l’année, le modèle a été calibré et raffiné et comparé de la façon la plus détaillée possible aux données biologiques. «Nous constatons que la méthodologie utilisée peut précisément modéliser et simuler l’activité du cerveau au niveau cellulaire. Ce succès représente une avancée importante et une preuve de principe pour la recherche neuroscientifique», a souligné Henri Markram.
Rien n’aurait été possible sans l’un des ordinateurs les plus puissants au monde: le Blue Gene conçu par IBM. Grâce à sa capacité de calcul, il permet de simuler en temps réel le fonctionnement d’une colonne corticale de souris. Ses 8000 processeurs peuvent en effet effectuer 22 800 milliards d’opérations par seconde!
Reste désormais à connecter les différentes colonnes de neurones de souris entre elles avant de passer au cerveau humain.
Henry Markram prévoit déjà de distribuer le modèle sur Internet pour permettre aux spécialistes du monde entier de travailler sur le fonctionnement du cerveau au moyen d’un outil commun. Celui-ci donnera les moyens de mieux comprendre le cortex cérébral et la circulation de l’information. «Les neuroscientifiques se concentrent généralement sur des parties bien spécifiques du cerveau. Il s’agit d’unifier leurs connaissances et de les modéliser pour à terme expliquer certaines maladies psychiques, neurodégénératives ou certains dysfonctionnements, explique Henry Markram. Un tel modèle pourra également servir de base à la mise au point de nouveaux médicaments.»
Ghislaine Bloch