Dans son laboratoire niché en périphérie lausannoise, Fred Jordan s’exclame : « Nous sommes à l’aube d’une révolution ». Dans sa grande blouse blanche, les mains recouvertes de gants en nitrile, il manipule avec précaution les éprouvettes dans lesquelles circulent des dizaines de fils électriques. Cet ingénieur de formation travaille depuis dix ans sur un projet futuriste : la conception d’un processeur vivant.
“ Aujourd’hui, le développement de l’intelligence artificielle nécessite une énergie incroyable. C’est pourquoi nous avons commencé à nous intéresser aux processeurs constitués de neurones biologiques », confie-t-il, avant de poursuivre : « Nos bioprocesseurs consomment un million de fois moins d’énergie que les puces numériques actuelles. » Le secret ? La vie. Les cellules humaines se multiplient d’elles-mêmes.
Avec son collègue Martin Kutter, Fred Jordan a entrepris de développer une véritable machine hybride équipée d’organoïdes neuronaux, de minuscules structures tridimensionnelles issues de cellules souches, qui imitent les réseaux neuronaux naturels. Pour ce faire, ils se sont largement appuyés sur la littérature scientifique, notamment sur les travaux du chercheur japonais Shinya Yamanaka. Ce prix Nobel de médecine 2012 a réussi, il y a moins de vingt ans, à développer une méthode qui permet de reprogrammer en laboratoire des cellules adultes déjà spécialisées (foie, neurones…), afin de leur conférer une nouvelle spécialisation.
Des électrodes sont placées sur les cellules humaines.
© FinalSpark
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Ces « cellules souches pluripotentes induites », appelées iPS, ont marqué un tournant dans l’histoire de la biologie humaine, permettant de nombreuses nouvelles recherches. Comme à l’Institut Pasteur de Paris, où l’équipe de la chercheuse Miria Ricchetti, à la tête du laboratoire des mécanismes moléculaires du vieillissement pathologique, se consacre à la production d’organoïdes cérébraux.
Une plateforme pour tester le bioprocesseur
« Cela a ouvert d’immenses possibilités », confirme le co-fondateur de FinalSpark. « À un moment donné, nous nous sommes demandé : « au lieu de simuler numériquement des neurones, pourquoi ne pas en prendre de vrais ? Personne n’y avait jamais pensé, sauf dans la science-fiction. »
Les scientifiques ont donc créé un laboratoire de culture complexe. Ils ont acquis des cellules souches, les ont cultivées et les ont transformées en cellules neuronales. À l’œil nu, cela ressemble à de minuscules boules blanches, conservées dans des boîtes de Pétri, branchées avec des électrodes. « Ici, il y a des tubes et des fils partout. Chaque cellule doit être connectée. Il existe des systèmes électroniques pour générer les signaux. Et d’autres pour les écouter. Nous disposons également de micropompes pour faire circuler les nutriments et récupérer les déchets organiques. Et en plus de tout ça, il existe d’autres systèmes chimiques pour simuler la dopamine, élément fondamental pour l’apprentissage », explique Fred Jordan.
Et il fonctionne! Leurs organoïdes cérébraux sont désormais capables de répondre à une stimulation et de stocker quelques informations. Ainsi, FinalSpark a lancé une première plateforme en ligne permettant aux chercheurs du monde entier de mener des expériences à distance sur ses neurones biologiques in vitro. L’outil payant offre un accès 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 à 1 000 organoïdes du cerveau humain en vue de développer le premier processeur vivant au monde. « Mon rêve serait de pouvoir produire des bioprocesseurs fonctionnels capables d’effectuer des tâches vraiment utiles et d’installer bio cerveaux dans des « datacenters » énergivores et qui fonctionnent sans arrêt », confie Fred Jordan.
Actuellement, le bioprocesseur de FinalSpark est bien moins efficace qu’un puce numérique classique. « À ce stade, nous sommes dans une phase de recherche fondamentale. Mais à l’avenir, il faudra réellement entraîner ces neurones pour qu’ils accomplissent la tâche souhaitée. Un nouvel organoïde cérébral est comme un nouvel individu. Il faut tout lui apprendre », explique M. Jordan. Ils devront également surmonter une autre difficulté : l’augmentation de l’espérance de vie. Les organoïdes ont désormais une durée de vie de trois mois. Beaucoup trop court par rapport au nôtre.
