Les chercheurs tentent encore de comprendre la structure du cerveau humain, le cartographiant sous tous les angles, avec toujours davantage de détails, mais ils ont encore bien des difficultés à traiter efficacement toutes ces données. Pour cela, il faut une carte des connexions.
Des chercheurs ont créé la carte des connexions cérébrales la plus complexe à ce jour
Aujourd’hui, des scientifiques ont créé une telle carte pour une créature assez basique, mais c’est la plus avancée à ce jour à y avoir droit, une larve de mouche à fruit. Appelé connectome, ce plan offre une vue des connexions entre les 3 016 neurones et 548 000 synapses de la créature, comme l’explique Neuroscience News. Cette carte aidera les chercheurs à mieux comprendre comment les cerveaux des insectes et des animaux contrôlent leur comportement, leur apprentissage, leurs fonctions corporelles et autre. Ces travaux pourraient même inspirer de nouveaux réseaux d’IA.
« Jusqu’à présent, nous n’avions jamais vu la structure d’un cerveau, excepté celui du parasite C. elegans, le têtard d’un chordé et la larve d’une annélide marine, lesquels n’ont que quelques centaines de neurones », déclarait la professeure Marta Zlatic du MRC Laboratory of Molecular Biology. « Cela signifie que les neurosciences fonctionnent pratiquement sans la moindre carte de connexions. Sans connaître la structure d’un cerveau, nous ne pouvons que deviner la manière dont les calculs sont implémentés. Mais aujourd’hui, nous pouvons envisager une compréhension mécanique du fonctionnement du cerveau. »
Pour mettre au point cette cartographie, l’équipe a scanné des milliers de sections de cerveaux de ces larves avec un microscope à électronique pour les intégrer dans une carte détaillée, en annotant toutes les connexions neurales. De là, les experts ont utilisé des outils informatiques pour identifier des flux d’information possibles et des types de « schémas de circuits » dans le cerveau des insectes. Ils ont même remarqué que certaines fonctionnalités structurelles ressemblaient étrangement à des architectures bien connues de deep learning.
Il reste encore énormément à faire pour percer les mystères du cerveau
Les scientifiques ont réalisé des cartes détaillées d’un cerveau de mouche à fruit, bien plus complexe que celui d’une larve de mouche à fruit. Cependant, ces cartes ne comportent pas toutes les connexions détaillées nécessaires pour obtenir un vrai connectome de leur cerveau.
Désormais, l’équipe va enquêter sur les structures utilisées pour les fonctions comportementales comme l’apprentissage et la prise de décision, et examiner l’activité du connectome pendant que l’insecte effectue des tâches spécifiques. Et si la larve de mouche à fruit est un insecte très simple, les chercheurs espèrent trouver des schémas similaires dans d’autres animaux. « Tout comme les gènes sont conservés dans tout le royaume animal, je pense que les motifs circuit basiques qui implémentent ces comportements fondamentaux seront aussi conservés », déclarait Marta Zlatic.
