Création de répliques computationelles

• Les chercheurs utilisent le deep learning — la technologie derrière l’IA moderne — pour construire des réseaux neuronaux artificiels qui fonctionnent comme des réplicas fonctionnels du cerveau.
• Contrairement aux cartes anatomiques statiques, ces modèles simulent la communication dynamique des neurones lors du traitement de l’information : des entrées sensorielles aux mécanismes neuronaux jusqu’aux décisions comportementales.
• Parmi les avancées récentes figure TopoLM, un modèle de langage qui organise spatialement ses neurones artificiels, à l’image des centres du langage dans le cerveau humain.

Evaluation avec Brain-Score

• Pour garantir la précision de ces modèles, le laboratoire développe Brain-Score, une plateforme open source qui compare les modèles d’IA à de vraies données cérébrales. Si un modèle fait les mêmes choix comportementaux et montre une activité interne similaire à celle d’un humain, il peut servir de proxy valide pour l’étude.
• Parmi les résultats récents : un alignement temporel entre les modèles de vision dynamique et l’activité cérébrale humaine lors du visionnage de films. Les meilleurs modèles prédisent avec précision l’activité neuronale seconde par seconde chez des participants humains.

De la simulation jusqu’au traitement en clinique

• Une fois validés, ces jumeaux numériques peuvent être utilisés pour concevoir des solutions.
• Par exemple, les chercheurs peuvent s’appuyer sur les modèles pour créer des polices visuelles facilitant la lecture pour les personnes dyslexiques, ou identifier les meilleures cibles de stimulation cérébrale pour les troubles visuels ou la dépression — sans recourir à un long processus invasif d’essais et d’erreurs.

La boîte noire de l’esprit

• Bien que nous disposions de cartes détaillées de l’anatomie du cerveau, nous ne comprenons pas encore pleinement comment des milliards de neurones s’organisent pour produire perception, pensée et comportement.
• Ce problème de « boîte noire » rend difficile le traitement efficace des troubles cognitifs.

Les limites des thérapies actuelles

• Les traitements en santé mentale et en neurologie reposent souvent sur une approche par essais et erreurs, car nous ne pouvons pas prédire comment une intervention spécifique modifiera les circuits neuronaux.
• Les conditions comme la dépression ou la schizophrénie impliquent des changements subtils du traitement neuronal que les techniques d’imagerie traditionnelles ne peuvent pas entièrement décoder.