Le cerveau est composé de millions de milliards de neurones qui communiquent entre eux. Chaque neurone collecte ses nombreuses entrées et transmet un pic à ses neurones de connexion. La dynamique de réseaux de neurones aussi vastes et hautement interconnectés est à la base de toutes les fonctionnalités cérébrales d’ordre supérieur.
Dans un article publié aujourd’hui dans la revue Rapports scientifiques, un groupe de scientifiques a démontré expérimentalement qu’il existe de fréquentes périodes de silence pendant lesquelles un neurone ne répond pas à ses entrées. Contrairement aux appareils électroniques, rapides et fiables, le cerveau est composé de neurones peu fiables.
Une porte logique donne toujours la même sortie à la même entrée, sinon les appareils électroniques comme les téléphones portables et les ordinateurs, qui sont composés de plusieurs milliards de portes logiques interconnectées, ne fonctionneraient pas bien. Comparer le manque de fiabilité du cerveau à celui d’un ordinateur ou d’un téléphone portable : une fois votre ordinateur répond 1+1=2 et d’autres fois 1+1=5, ou composer plusieurs fois le 7 sur votre téléphone portable peut donner 4 ou 9. Des périodes de silence apparaîtraient être un inconvénient majeur du cerveau, mais nos dernières découvertes ont montré le contraire. »
Prof. Ido Kanter, Département de physique de l’Université Bar-Ilan et Centre de recherche multidisciplinaire sur le cerveau Gonda (Goldschmied)
Le professeur Ido Kanter a dirigé l’étude.
Contrairement à ce que l’on pourrait penser, Kanter et son équipe ont démontré que les périodes de silence neuronal ne sont pas un inconvénient représentant des limitations biologiques, mais plutôt un avantage pour l’identification des séquences temporelles. « Supposons que vous souhaitiez vous souvenir d’un numéro de téléphone, 0765… », a déclaré Yuval Meir, co-auteur de l’étude. « Les neurones qui étaient actifs lorsque le chiffre 0 a été présenté peuvent être réduits au silence lorsque le chiffre 7 suivant est présenté, par exemple. Par conséquent, chaque chiffre est formé sur un sous-réseau différent créé dynamiquement, et ce mécanisme de silence permet à notre cerveau d’identifier des séquences. efficacement. »
Le mécanisme de silence cérébral est une source proposée pour un nouveau mécanisme d’IA, et a en outre été démontré comme l’origine d’un nouveau type de cryptosystème pour la reconnaissance de l’écriture manuscrite aux guichets automatiques bancaires (GAB). Ce cryptosystème permet à l’utilisateur d’écrire son numéro d’identification personnel (NIP) sur une carte électronique plutôt que de cliquer sur un NIP dans le GAB. L’identification de séquence développée par Kanter et son équipe, basée sur des périodes de silence neuronal, est non seulement capable d’identifier le code PIN correct, mais également le style d’écriture personnel de l’utilisateur et le moment auquel chaque chiffre du code PIN est écrit sur le tableau. Ces fonctionnalités supplémentaires agissent comme des protections contre les cartes volées, même si un voleur connaît le code PIN de l’utilisateur.
Cette dernière recherche de Kanter et de son équipe montre qu’il n’est pas toujours bénéfique d’améliorer le manque de fiabilité des neurones bégayants dans le cerveau, car ils présentent des avantages pour les fonctions cérébrales supérieures.
