Human Brain Project

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Pour l'Human Brain Project du National Institute of Mental Health (NIMH) voir neuroinformatique

Le Human Brain Project (en français « Projet du cerveau humain ») est un projet scientifique d'envergure qui vise d'ici à environ 2024 à simuler le fonctionnement du cerveau humain grâce à un superordinateur, et dont les résultats obtenus auraient pour but de développer de nouvelles thérapies médicales plus efficaces sur les maladies neurologiques.

Il a été choisi pour être l'un des deux FET Flagships (« Initiatives-phare des Technologies Futures et Émergentes ») de l'Union européenne[1], soutenu financièrement à hauteur d'un milliard d'euros chacun sur dix ans, dont la moitié est versée par l'UE [2] (l'autre projet porte sur le graphène). Son coût total étant estimé à 1,19 milliard d'euros.

Le projet a été contesté en 2015 ce qui a conduit à réorienter en partie le projet en accordant plus d'importance notamment aux neurosciences cognitives[2].

La première phase du projet a débuté fin 2013, et durera 2 ans et demi, jusqu'à mi-2016.

Organisation[modifier | modifier le code]

Le projet est mené par une équipe coordonnée par Henry Markram, un neuroscientifique de l'École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) qui, parallèlement, travaillait déjà sur le projet suisse Blue Brain; et codirigé par le physicien Karlheinz Meier de l'université de Heidelberg et le médecin Richard Frackowiak du Centre hospitalier universitaire vaudois et l'université de Lausanne — en collaboration avec plus de 90 instituts de recherche européens et internationaux réparties dans 22 pays différents[3]. Il rassemble des milliers de chercheurs.

Le projet doit durer dix ans et coûtera € 1,19 milliards.

Objectifs[modifier | modifier le code]

Le Human Brain Project doit créer de nouveaux outils pour mieux comprendre le cerveau et ses mécanismes de base et appliquer ces connaissances dans le domaine médical et contribuer à la création de l'informatique de l'avenir.

Les technologies de l'information et de la communication jouent un rôle central dans le projet. Des supercalculateurs devront être capables d'assembler les données neuroscientifiques du monde entier au sein d'un modèle et de simulations du cerveau humain. Le projet vise à créer une interface entre l'information génétique, les réactions moléculaires, la biologie et les mécanismes de la pensée.

Le projet vise également à créer une nouvelle plate-forme informatique médicale pour tester les modèles informatiques de maladies et améliorer le diagnostic, explorer les mécanismes sous-jacents et accélérer le développement de nouvelles thérapies.

Un autre objectif du projet est de tirer parti d'une meilleure compréhension du fonctionnement du cerveau pour le développement de technologies de l'information et de la communication plus performantes s’inspirant des mécanismes du cerveau humain. Les bénéfices espérés sont une meilleure efficacité énergétique, une fiabilité améliorée et la programmation de systèmes informatiques complexes.

Selon Henry Markram, le Human Brain Project est remarquable en particulier par l’échange et la communication qu'il génère au sein de la communauté scientifique. Grâce à l'HBP, des dizaines de milliers de scientifiques collaborent, à partir de leurs disciplines respectives, à un travail d'envergure sur le cerveau. Il espère que les hypothèses générées par ordinateur sur le comportement neuronal seront assez bonnes pour commencer à faire des hypothèses de niveau supérieur sur les structures émergentes du cerveau[4].

L'Human Brain Project étudie le fonctionnement du cerveau par rétro-ingénierie. L'idée d'une simulation complète d'un cerveau humain est notamment détaillée par Nick Bostrom dans son ouvrage Superintelligence : Paths, Dangers, Strategies.

Controverses[modifier | modifier le code]

En juillet 2014, une lettre ouverte est adressée à la Commission européenne. Signée par quelque 130 scientifiques, dont en tête Alexandre Pouget et Zachary Mainen (en), elle critique les orientations prises par la direction du HBP et appelle l’UE à prendre des mesures pour réorienter le projet[5]. L'objet de cette lettre est la gouvernance du HBP qui est remise en cause par les signataires du document. Le réalisme du projet et son coût important sont aussi mis en cause [2],[6].

Un comité médiateur est alors formé, qui reprend les critiques adressées [2]. L'écartement des neurosciences cognitives du Projet central (core project) vers des projets parallèles est critiqué [2] ; des conflits d'intérêt sont signalés[2] ; enfin, le mode de gestion même du projet, jugé trop centralisé, avec un comité exécutif de trois personnes et son siège à l'EPFL, est remis en cause [2].

À la suite de cette requête, le Comité des directeurs du HBP, réuni à Paris en mars 2015 pour l'occasion, reprend à l'unanimité les 22 recommandations du comité médiateur [2], dont notamment l'importance des neurosciences cognitives pour le projet et leur financement[7],[8].

D'autres critiques portent plus sur la démarche même du projet. Yann Lecun, directeur IA de Facebook, critique l'idée qu'une IA pourrait émerger simplement d'un ordinateur, aussi puissant soit-il, en utilisant quelques algorithmes simples d'apprentissage. Il pense que les progrès en matière d'IA viendront plutôt de l'apprentissage machinel non supervisé[9].

Pour simuler le fonctionnement d'un cerveau humain, la puissance calculatoire nécessaire est estimée à un exaflops. Le site du Human Brain Project admet qu'un superordinateur atteignant l'Exaflops sera difficile à atteindre avant 2020[10]. Steve Furber (université de Manchester) souligne que les neuroscientifiques ne savent toujours pas avec certitude quels détails biologiques sont essentiels au traitement cérébral de l'information, et en particulier ceux qu'on peut s'abstenir de prendre en compte dans une simulation visant à simplifier ce processus [10].

Résultats[modifier | modifier le code]

Le premier examen du projet a commencé en janvier 2015.

L'équipe a annoncé avoir réussi à reproduire informatiquement une colonne corticale de rat et son activité neurale[11] en 2008 dans le cadre du projet Blue Brain, sans que ce résultat ait donné lieu à une publication dans une revue à comité de lecture.

En mai 2015, les ingénieurs du Human Brain Project (HBP) montrent les premières simulations en vue de la réalisation d'une "souris virtuelle" en plaçant un modèle informatique simplifié du cerveau d’une souris dans un corps virtuel soumis à des stimulations[12].

En octobre 2015, l'équipe du Blue Brain Project publie dans Cell un article décrivant une simulation d'un cerveau de rat, portant sur 31 000 neurones et 40 millions de synapses correspondant à un volume du néocortex d'environ 0.29 mm3. La simulation réussit à reproduire des résultats expérimentaux obtenus in vivo et in vitro sans calibrage préalable du modèle. L’étude montre également que le cortex numérique présente d’intéressantes propriétés de traitement de l’information[13]. Ces résultats n'ont cependant pas fait cesser les critiques contre le HBP [14].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. « Un milliard d’euros pour imiter le cerveau », Le Temps, 25 janvier 2013. Consulté le 7 février 2013.
  2. a, b, c, d, e, f, g et h Martin Enserik, "A €1 billion brain reboot", Science, Vol. 347 no. 6229 p. 1406-1407 ; DOI:10.1126/science.347.6229.1406
  3. Le Temps, no 4217, 1er février 2012, p. 13.
  4. Lucas Laursen, « Human Brain Project Needs Artificial Brains to Understand Real Ones », sur spectrum.ieee.org (consulté le 21 mai 2015)
  5. « http://neurofuture.eu/ », sur neurofuture.eu (consulté le 21 mai 2015)
  6. Greg Miller, "Blue Brain Founder Responds to Critics, Clarifies His Goals", Science, 11 novembre 2011, Vol. 334 no. 6057 p. 748-749 ; DOI: 10.1126/science.334.6057.748
  7. « La réforme du Human Brain Project est adoptée », sur 24heures.ch/ (consulté le 21 mai 2015)
  8. « The Human Brain Project Adapts and Moves Forward After a Constructive Mediation Process - Press Release - Human Brain Project », sur www.humanbrainproject.eu (consulté le 21 mai 2015)
  9. Lee Gomes, « Facebook AI Director Yann LeCun on His Quest to Unleash Deep Learning and Make Machines Smarter », sur spectrum.ieee.org (consulté le 21 mai 2015)
  10. a et b Rachel Courtland, « Can The Human Brain Project Succeed? », sur spectrum.ieee.org (consulté le 21 mai 2015)
  11. (en) The Blue Brain Project, EPFL. Consulté le 28 janvier 2013.
  12. « A Simulated Mouse Brain in a Virtual Mouse Body - Press Release - Human Brain Project », sur www.humanbrainproject.eu (consulté le 21 mai 2015)
  13. (en) Henry Markram et al., « Reconstruction and Simulation of Neocortical Microcircuitry », Cell, vol. 163, Issue 2,‎ , p456–492 (DOI 10.1016/j.cell.2015.09.029, lire en ligne)
  14. Kai Kupferschmidt, "Virtual rat brain fails to impress its critics", Science, 16 octobre 2015, Vol. 350 no. 6258 p. 263-264 ; DOI: 10.1126/science.350.6258.263

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]