Une nouvelle simulation informatique de la façon dont notre cerveau développe et fait croître les neurones a été construite par des scientifiques de l'Université de Surrey. En plus d'améliorer notre compréhension du fonctionnement du cerveau, les chercheurs espèrent que les modèles contribueront à la recherche sur les maladies neurodégénératives et, un jour, à la recherche sur les cellules souches qui aident à régénérer les tissus cérébraux.
L’équipe de recherche a utilisé une technique appelée calcul bayésien approximatif (ABC), qui permet d’affiner le modèle en comparant la simulation avec la croissance réelle des neurones. Ce processus garantit que le cerveau artificiel reflète avec précision la façon dont les neurones se développent et établissent des connexions dans la vie réelle.
La simulation a été testée en utilisant des neurones de l'hippocampe, une région critique du cerveau impliquée dans la rétention de la mémoire. L’équipe a découvert que leur système imitait avec succès les schémas de croissance de vrais neurones de l’hippocampe, démontrant ainsi le potentiel de cette technologie pour simuler le développement du cerveau dans les moindres détails.
Le fonctionnement de notre cerveau reste l’un des plus grands mystères scientifiques. Grâce à cette simulation et aux progrès rapides de l’intelligence artificielle, nous nous rapprochons de la compréhension de la façon dont les neurones se développent et communiquent. Nous espérons qu'un jour, ce travail pourra conduire à de meilleurs traitements pour des maladies dévastatrices comme la maladie d'Alzheimer ou la maladie de Parkinson, changeant ainsi la vie de millions de personnes. »
Dr Roman Bauer, École d'informatique et de génie électronique de l'Université de Surrey
La précision du modèle est étroitement liée à la qualité des données utilisées pour le calibrer. Si les données réelles sur les neurones sont limitées ou incomplètes, la précision de la simulation peut diminuer. Bien que le modèle actuel ait montré des résultats impressionnants dans la reproduction de la croissance de neurones spécifiques, tels que les cellules pyramidales de l'hippocampe, des ajustements supplémentaires pourraient être nécessaires pour simuler avec précision d'autres types de neurones ou de régions du cerveau.
La simulation informatique est construite à partir du logiciel BioDynaMo, co-développé par le Dr Bauer. Le logiciel aide les scientifiques à créer, exécuter et visualiser facilement des simulations multidimensionnelles basées sur des agents, qu'elles soient biologiques, sociologiques, écologiques ou financières.
La recherche a été publiée dans le Journal of Mathematical Biology.
