Après Pong, place à Doom. La start-up australienne Cortical Labs affirme (via) avoir franchi une étape spectaculaire dans le domaine de l’informatique biologique en entraînant des cellules cérébrales humaines cultivées en laboratoire à interagir avec le célèbre jeu de tir des années 1990. Derrière l’image presque provocatrice d’un amas de neurones affrontant des démons pixelisés se cache un enjeu technologique majeur : comprendre comment des réseaux neuronaux vivants peuvent apprendre, s’adapter et répondre à un environnement numérique en temps réel.
L’expérience repose sur une puce baptisée CL1, un système hybride qui associe électronique en silicium et neurones humains vivants. Chaque unité embarque environ 200 000 cellules cérébrales obtenues à partir de cellules souches, elles-mêmes issues de dons biologiques. Ces neurones ne jouent évidemment pas à Doom comme un humain devant son clavier. Ils reçoivent des signaux électriques traduisant certains éléments du jeu, puis produisent une activité neuronale que le système interprète comme des commandes.
Un ordinateur biologique face à l’un des jeux les plus emblématiques du PC
Doom n’a pas été choisi au hasard. Depuis des années, le jeu culte d’id Software est devenu une sorte de test officieux pour démontrer la souplesse d’une technologie. On l’a vu fonctionner sur des calculatrices, des distributeurs automatiques, des montres connectées ou encore des appareils improbables. Cette fois, le défi est différent : il ne s’agit pas seulement de faire tourner le jeu, mais de permettre à un réseau de neurones biologiques d’interagir avec son univers.
La marche est importante par rapport à Pong, que Cortical Labs avait déjà utilisé pour démontrer les capacités d’apprentissage de ses cultures neuronales. Le jeu de raquette repose sur un environnement simple, en deux dimensions, avec peu d’actions possibles. Doom, lui, impose un espace en 3D, des déplacements, des ennemis, des tirs, des changements d’orientation et une forme de prise de décision beaucoup plus complexe.
Comment des cellules cérébrales peuvent-elles jouer à Doom ?
Le principe consiste à transformer l’environnement numérique du jeu en impulsions électriques compréhensibles par les neurones. Lorsqu’un ennemi apparaît ou lorsqu’une action devient nécessaire, les électrodes de la puce CL1 stimulent certaines zones de la culture neuronale. En retour, l’activité électrique produite par ces cellules est captée, analysée puis convertie en commandes dans le jeu : tirer, tourner, avancer ou réagir à une menace.
Les chercheurs suivent cette activité depuis un ordinateur, sous la forme de milliers de signaux. L’objectif n’est pas d’obtenir une partie fluide ou spectaculaire, mais de vérifier si le réseau vivant peut modifier son comportement au fil des essais. Autrement dit, le système ne se contente pas de répondre mécaniquement à une stimulation : il doit progressivement ajuster ses réactions pour mieux atteindre un objectif.
Des débuts maladroits, mais des signes d’apprentissage
Les premières tentatives étaient loin d’évoquer un joueur expérimenté. Alon Loeffler, scientifique chez Cortical Labs, a décrit des neurones se comportant comme un débutant complet : ils se cognaient fréquemment contre les murs, tiraient dans la mauvaise direction et enchaînaient des mouvements désordonnés. Au fil de l’entraînement, le système aurait cependant commencé à cibler les ennemis de manière plus régulière.
La performance reste rudimentaire. Les tirs ne sont pas toujours précis, les mouvements peuvent sembler erratiques et l’élimination d’un adversaire demande souvent plusieurs tentatives. Mais pour Cortical Labs, l’intérêt de l’expérience se situe ailleurs : montrer que des cultures neuronales vivantes, lorsqu’elles sont intégrées à un dispositif informatique, peuvent développer une forme d’apprentissage orienté vers un but.
La puce CL1, entre neurosciences, IA et biotechnologie
La CL1 n’est pas pensée comme une simple curiosité de laboratoire. Cortical Labs présente sa technologie comme une plateforme programmable permettant d’exposer des neurones vivants à différents types de tâches. Les jeux vidéo servent ici de démonstration visuelle et compréhensible, mais les applications envisagées dépassent largement le divertissement.
Dans le domaine médical, un tel système pourrait aider à étudier le fonctionnement de réseaux neuronaux humains, à modéliser certaines maladies neurologiques ou à tester l’effet de molécules sur des cellules vivantes. Le criblage de médicaments, la recherche sur les troubles cognitifs, la médecine personnalisée et l’étude de l’apprentissage biologique font partie des pistes les plus sérieuses.
Une piste pour une informatique plus sobre en énergie
L’autre promesse concerne l’efficacité énergétique. Le cerveau humain fonctionne avec une consommation extrêmement faible au regard de ses capacités, souvent estimée autour de 20 watts. À l’inverse, les centres de données et les puces utilisées pour l’intelligence artificielle exigent des quantités considérables d’électricité, en particulier pour l’entraînement et l’inférence des grands modèles.
Cortical Labs ne prétend pas remplacer l’IA actuelle par des cellules vivantes. Brett Kagan, responsable scientifique de l’entreprise, présente plutôt cette approche comme une manière d’ouvrir des capacités inédites, complémentaires des systèmes numériques classiques. L’idée est de tirer parti de propriétés propres au vivant : plasticité, adaptation, apprentissage rapide et sobriété.
Une technologie encore loin d’un usage industriel
Malgré son potentiel, l’ordinateur biologique reste à un stade très expérimental. Les cellules ont une durée de vie limitée, d’environ quelques mois, et les résultats ne sont pas encore suffisamment constants pour envisager une production ou une programmation fiable à grande échelle. Il faut aussi maintenir les neurones dans des conditions biologiques strictes, ce qui complexifie fortement l’exploitation de tels systèmes.
Des questions éthiques émergent également. Même si une culture de 200 000 neurones ne constitue pas un cerveau conscient, l’idée de connecter des cellules humaines vivantes à des logiciels soulève des interrogations sur les limites à fixer, les protocoles de recherche et la manière d’encadrer ces travaux à mesure que les systèmes deviennent plus sophistiqués.
Un pas de plus vers le wetware computing
L’expérience menée avec Doom ne transforme pas encore les neurones humains en joueurs autonomes ni en remplaçants des processeurs modernes. Elle illustre plutôt une tendance émergente : le rapprochement entre biologie et informatique, parfois désigné sous le terme de wetware computing. Dans cette vision, les cellules vivantes ne sont plus seulement étudiées par des machines, elles deviennent une partie active du système de calcul.
Cette démonstration spectaculaire sert donc autant de vitrine que de signal scientifique. En apprenant à un réseau de neurones humains à interagir avec un jeu vidéo complexe, Cortical Labs montre que l’informatique de demain pourrait ne pas reposer uniquement sur le silicium. Entre promesse médicale, recherche fondamentale et quête d’une IA moins énergivore, les ordinateurs biologiques quittent peu à peu le registre de la science-fiction pour entrer dans celui des technologies à surveiller de très près.
