Le cerveau de par sa complexité et la rapidité des tâches qu’il effectue et contrôle, semblait autrefois inégalé par les machines conçues par les humains. Pourtant, des chercheurs de l’Université de Stanford ont réussi à mettre au point un circuit intégré, capable de modéliser le cerveau humain, une innovation qui laisse présager une ère où les circuits électroniques pourront surpasser les performances du cerveau.
Le prototype baptisé Neurogrid, dont la taille est celle d’une tablette tactile et constitué de 16 microprocesseurs ou « Neurocores » serait capable de simuler le fonctionnement d’un million de neurones et un milliard de connexions synaptiques. Chaque puce permet de simuler environ 65.536 neurones, la totalité du circuit intégré ayant une puissance de traitement de l’information estimée à 9.000 fois supérieure à celle des ordinateurs actuels.
« Le cerveau humain, avec 80.000 fois plus de neurones que Neurogrid, ne consomme que trois fois plus de puissance », écrit Boahen. « Atteindre ce niveau de l’efficacité énergétique, tout en offrant une plus grande configurabilité est le défi ultime des ingénieurs neuromorphiques impliqués dans le projet. » Selon Kwabena Boahen professeur associé à l’Université de Stanford, concevoir un ordinateur qui imite le fonctionnement du cerveau s’avère une tâche des plus ardues. Les ordinateurs fonctionnent, en effet, de manière séquentielle, tandis que le cerveau fonctionne en parallèle, avec une multitude de neurones fortement interconnectés traitant l’information sur l’ensemble du réseau neuronale. L’ordinateur compense « son manque de parallélisme » dans l’exécution des instructions, au prix d’un coût excessif en termes d’énergie et de temps.
Véritable prouesse technologique en termes de rapidité d’exécution et économie d’énergie, le Neurogrid a pourtant encore du chemin à faire. En effet, le professeur Kwabena Boahen affirme : « Pour l’heure, il est nécessaire de comprendre comment fonctionne le cerveau pour pouvoir programmer un tel circuit ». Devant un tel défi, les chercheurs de l’Université de Stanford projettent de « créer un neurocompilateur, de manière à ce que vous n’ayez pas besoin de savoir tout sur le fonctionnement des synapses et des neurones pour pouvoir l’utiliser ». Ainsi le Neurogrid trouvera très probablement des applications concrètes dans un proche avenir. Dans le domaine de la robotique, les robots se rapprocheront de plus en plus des performances humaines, plus rapides et voire plus logiques que ceux conçus actuellement. En neuroscience, les prothèses de membres pourraient aussi être améliorées en termes de précision et de rapidité d’exécution.
Le projet s’effectue sous le financement des US National Institues of Health qui vise d’ores et déjà à réduire les coûts de production, son prix actuel étant estimé à près de 40 000 dollars américains. Avec un tel niveau de performance et à prix « abordable », on pourrait voir Neurogrid être appliqué à toutes sortes de domaines de la vie courante. Une innovation technique qui montre que la neuroscience a encore de beaux jours devant elle.