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Spaun, le cerveau humain artificiel le plus réaliste à ce jour – High-teK.ca

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Un groupe de neuroscientifiques et d’ingénieurs en logiciel de l’Université de Waterloo au Canada prétend avoir construit le modèle de simulation à grande échelle le plus complexe au monde du cerveau humain. Le cerveau simulé, qui fonctionne sur un superordinateur, possède un œil numérique qu’il utilise pour l’entrée visuelle, un bras robotique qu’il utilise pour dessiner ses réponses – et il peut réussir les éléments de base d’un test de QI.

Le cerveau, appelé Espagne (Semantic Pointer Architecture Unified Network), se compose de 2,5 millions de neurones simulés, lui permettant d’effectuer huit tâches différentes. Ces tâches vont du dessin de copie au comptage, en passant par la réponse aux questions et le raisonnement fluide. À ce stade, vous devriez regarder la vidéo ci-dessous pour avoir une idée approximative du fonctionnement de Spaun, puis lire la suite pour en savoir plus. Pourquoi Spaun est tellement intéressant.

Maintenant, les petits détails. Spaun a un œil numérique 28 × 28 (784 pixels) et un bras robotique qui peut écrire sur du papier. Chaque interaction avec Spaun passe par son œil de 784 pixels. Les scientifiques font apparaître un tas de chiffres et de lettres, que Spaun lit en mémoire, puis une autre lettre ou un autre symbole agit comme la commande, indiquant à Spaun quoi faire de sa mémoire. La sortie de la tâche est alors inscrite par le bras robotique.

Un schéma des différents sous-systèmes crâniens de Spaun

Le cerveau de Spaun se compose de 2,5 millions de neurones qui sont décomposés en un tas de sous-systèmes crâniens simulés, y compris le cortex préfrontal, les ganglions de la base et le thalamus, qui sont câblés avec des neurones simulés qui imitent très précisément le câblage d’un vrai cerveau humain. L’idée de base est que ces sous-systèmes se comportent de manière très similaire à un vrai cerveau : l’entrée visuelle est traitée par le thalamus, les données sont stockées dans les neurones, puis les ganglions de la base déclenchent une tâche vers une partie du cortex conçue pour gérer cette tâche.

Tous ces calculs sont effectués de manière physiologiquement précise, avec des pics de tension et des neurotransmetteurs simulés. Même les limites du cerveau humain sont simulées, comme vous pouvez le voir dans la vidéo ci-dessous, Spaun ayant du mal à stocker plus que quelques chiffres dans sa mémoire à court terme.

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Le résultat final est un cerveau mécaniquement simple (2,5 millions de neurones, ce n’est pas grand-chose), mais qui est étonnamment flexible. En ne mettant en œuvre qu’une poignée de tâches très basiques, il est intéressant de voir comment un comportement complexe commence à émerger. Il existe des indices alléchants sur la façon dont le cerveau a évolué : commencer par des tâches simples, puis les développer et les tisser ensemble pour créer des fonctionnalités complexes. Dans la vidéo ci-dessous, Spaun reconnaît le schéma d’une séquence de nombres – le genre de question que vous trouveriez dans un véritable test de QI.

À l’avenir, l’équipe de recherche, dirigée par Chris Eliasmith, souhaite imprégner Spaun de plasticité adaptative – la capacité de recâbler ses neurones et d’apprendre de nouvelles tâches simplement en Faire, plutôt que d’être préprogrammé. Quant à l’objectif ultime, Eliasmith est enthousiasmé par les perspectives de Spaun. « Cela nous permet de comprendre comment le cerveau, le substrat biologique et le comportement sont liés. C’est important pour toutes sortes d’applications de santé », dit-il dans une interview avec PopSci. Lors de tests, il a «tué» des neurones synthétiques et observé une dégradation des performances, ce qui pourrait fournir un aperçu intéressant du vieillissement naturel et des troubles dégénératifs.

Spaun est construit sur Nengo, un progiciel graphique open source pour la construction de systèmes neuronaux simulés. Vous pouvez en fait télécharger le modèle neuronal de Spaunsi vous souhaitez simuler votre propre cerveau, même si je soupçonne que cela peut nécessiter un peu plus de puissance de traitement que votre ordinateur de bureau.

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Document de recherche: DOI : 10.1126/science.1225266 – « Un modèle à grande échelle du fonctionnement du cerveau »

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