Vous avez, j’imagine, probablement des dizaines de milliers de photos sur votre disque dur. Ça représente peut-être quelques centaines de Go, peut-être 1 To si vous êtes à l’aise en espace de stockage. C’est beaucoup ?

Pas tant que ça si on pense un peu à votre cerveau. Lui, il stocke depuis toujours des décennies de souvenirs dans environ 1,5 kg de matière organique qui consomme moins qu’une ampoule LED.

Comment est-ce qu’il fait ?

Hé bien, une équipe du Weizmann Institute of Science vient peut-être de le découvrir et au passage, changer la compression d’images telle qu’on la connaît.

Le projet s’appelle Brain-IT , et leur idée c’est de reconstruire des images à partir des signaux fMRI (imagerie par résonance magnétique fonctionnelle) de votre cerveau. En gros, ils scannent votre activité cérébrale pendant que vous regardez une image, et ils arrivent à reconstruire ce que vous avez vu. Le papier scientifique est dispo sur arXiv si vous parlez leur langue.

Évidemment, ce genre de recherche, c’est pas nouveau mais Brain-IT est plutôt un franc succès car le process permet d’obtenir les mêmes résultats que les méthodes précédentes avec seulement 1 heure de données fMRI, contre 40 heures pour les autres approches.

En gros, ça représente 97,5% de données en moins pour obtenir le même résultat. Trop fort non ?

En fait, si Brain-IT peut faire ça, c’est parce que les scientifiques ont découvert comment votre cerveau compresse les images de manière hyper efficace. Et d’ailleurs, ce truc pourrait bien inspirer de nouveaux algorithmes de compression pour nos ordis.

Brain-IT utilise en fait ce qu’ils appellent un “Brain Interaction Transformer” (BIT). C’est un système qui identifie des “clusters fonctionnels” de voxels cérébraux. Un voxel, c’est l’équivalent d’un pixel mais en 3D, et chaque voxel représente environ 1 million de cellules dans votre cerveau.

Le truc génial, c’est que ces clusters fonctionnels sont partagés entre différentes personnes, comme si nous avions tous la même bibliothèque de “primitives visuelles” câblée dans nos têtes. Ce sont des schémas de base que notre cerveau utilise pour reconstruire n’importe quelle image.

Brain-IT reconstruit donc les images en deux passes. D’abord les structures de bas niveau (les formes, les contours), puis les détails sémantiques de haut niveau (c’est un chat, c’est un arbre, c’est votre tante Huguette). C’est un peu comme le JPEG progressif que l’on voyait s’afficher lentement avec nos modem 56K, mais en infiniment plus smart.

Du coup, si on comprend comment le cerveau compresse les images, on pourrait créer de nouveaux formats vidéo ultra-légers. Imaginez un Netflix ou un Youtube qui streame en “brain-codec” à 1/40e de la bande passante actuelle. Ça changerait pas mal de choses… Et c’est pareil pour l’IA générative car actuellement, on entraîne des modèles avec des millions d’images durant des jours alors que notre cerveau, lui, apprend à reconnaître un visage en quelques expositions.

Et grâce à ses modèles de diffusion, Brain-IT est même capable de reconstruire visuellement ce que voit le cerveau ! Par contre, Brain-IT n’a pour le moment été testé que sur des images “vues” et pas des choses imaginées…

Mais les scientifiques n’écartent pas l’idée que ce soit possible donc ce n’est qu’une question de temps avant qu’on puisse capturer en image ses rêves par exemple.

Voilà, j’ai trouvé ça cool parce que ça montre que notre cerveau est probablement le meilleur système de compression d’images jamais créé et qu’on commence à peine à comprendre comment il fonctionne.

Merci Dame Nature !

Voilà, si vous voulez creuser, le code et les détails techniques sont sur la page du projet Brain-IT , et le paper complet est dispo sur arXiv .

Source

Utkarsh Gupta, chercheur à l’Anglia Ruskin University de Cambridge, vient de publier une étude dans Scientific Reports de Nature qui va vous faire halluciner. Pour retrouver vos souvenirs d’enfance, il suffit de hacker votre propre visage ! Hé oui, on peut littéralement débloquer sa mémoire avec un simple filtre photo de vous plus jeune.

Car votre cerveau garde vos souvenirs d’enfance derrière une porte verrouillée dont votre visage d’enfant est la clé !

Le principe est simple… vous prenez 50 adultes, vous leur montrez leur propre visage en live sur un écran, mais modifié par un filtre pour ressembler à leur tête de gamin. Ce genre de filtres bébé qui traînent sur Snapchat et Instagram…

Et là, résultat de malade : ceux qui ont vu leur visage d’enfant se sont souvenus de beaucoup plus de détails de leur enfance que ceux qui voyaient leur visage d’adulte. Vraiment beaucoup plus !

Cette technique s’appelle l’enfacement illusion. C’est une illusion cognitive où votre cerveau se fait avoir. Il pense que le visage qu’il voit sur l’écran, c’est le vôtre, comme si vous vous regardiez dans un miroir. D’habitude, l’enfacement illusion sert aux neuroscientifiques pour étudier la plasticité de la représentation de soi mais là, les chercheurs l’ont détournée pour créer une sorte de machine à remonter le temps low-tech.

Votre mémoire est comme un trousseau de clés où chaque visage que vous avez eu dans votre vie correspond à une clé différente. Avec votre tête d’adulte, vous n’avez accès qu’aux souvenirs récents, c’est à dire les titres qui passent en boucle sur votre playlist mentale. Mais avec votre visage d’enfant, vous accédez aux deep cuts, aux morceaux oubliés tout au fond de votre disque dur cérébral.

Une sorte de reverse engineering de la mémoire, si vous voulez.

L’enfacement illusion fonctionne grâce à une stimulation multisensorielle synchrone. Concrètement, vous voyez des touches tactiles sur le visage à l’écran en même temps que vous sentez ces touches sur votre propre visage. Votre cerveau fait alors la connexion et se dit : “Ok, ce visage là-bas, c’est moi”. C’est exactement le même mécanisme que l’illusion de la main en caoutchouc, vous savez, quand on arrive à vous faire croire qu’une fausse main posée sur une table est la vôtre.

Vous savez quel est le pire cauchemar d’un labo pharmaceutique ? C’est investir des milliards dans un médicament qui fonctionne parfaitement sur les souris pour finalement découvrir qu’il est totalement inutile chez l’humain.

Bon, visiblement ça arrive dans 96% des cas pour les médicaments neuropsychiatriques selon les données de Johns Hopkins BME. Un taux d’échec qui ferait pâlir n’importe quel créateur de founder. Mais voilà qu’une équipe de chercheurs vient peut-être de trouver la solution en faisant pousser… des cerveaux humains miniatures.

C’est l’équipe d’Annie Kathuria à Johns Hopkins qui a réussi ce truc assez fou. Ils ont créé le tout premier organoïde cérébral complet, le MRBO (Multi-Region Brain Organoid), qui intègre toutes les régions majeures du cerveau humain. Pas juste un bout de cortex comme avant hein, mais un vrai petit cerveau avec ses vaisseaux sanguins rudimentaires et son activité neurale. La bestiole fait 6 à 7 millions de neurones ce qui comparé à votre cerveau qui en contient des dizaines de milliards, est ridicule, mais c’est déjà suffisant pour reproduire l’activité d’un cerveau fœtal de 40 jours.

Pour y parvenir, il utilisent une technique d’assemblage où au lieu d’essayer de tout faire pousser d’un coup, ils cultivent séparément les différentes régions cérébrales et les vaisseaux sanguins dans des boîtes de Petri, et ensuite, ils utilisent des protéines collantes qui font office de “superglue biologique” pour assembler le tout comme un puzzle 3D. Une fois collés ensemble, les tissus commencent alors naturellement à créer des connexions et à produire de l’activité électrique coordonnée.

Ce qui est dingue c’est que cet “‘organoïde” conserve environ 80% des types cellulaires qu’on trouve dans un cerveau humain en développement précoce. Les chercheurs ont même observé la formation d’une barrière hémato-encéphalique primitive, cette couche protectrice qui filtre ce qui peut ou ne peut pas entrer dans le cerveau. D’après ScienceDaily, c’est une première mondiale qui pourrait transformer radicalement la recherche médicale.

Mais alors pourquoi c’est si révolutionnaire ? Et bien ça permettrait de “faire de la science” sur du tissu cérébral humain sans toucher à un seul patient. Pour les maladies comme la schizophrénie, l’autisme ou Alzheimer qui affectent l’ensemble du cerveau et pas juste une région isolée, c’est donc un game-changer total.

En France, le CNRS a annoncé le lancement du programme PEPR MED-OoC début 2025. C’est un projet à 48 millions d’euros sur six ans pour développer la médecine personnalisée avec les organoïdes. Co-dirigé par le CEA, l’Inserm et le CNRS, ce programme vise à créer des modèles biologiques personnalisés et réduire l’expérimentation animale.

L’application la plus prometteuse c’est évidemment la médecine sur-mesure. En gros, on prélève vos cellules, on fait pousser un mini-vous cérébral, et on teste dessus quel traitement marchera le mieux pour VOTRE cerveau spécifique. Plus de loterie thérapeutique, plus de “on va essayer ça et voir si ça marche”. Cette approche permet déjà d’étudier la microcéphalie, les troubles du spectre autistique et même les effets du virus Zika sur le développement cérébral.

D’ailleurs, ça marche déjà pour d’autres organes. Une équipe chinoise a rapporté en 2024 les résultats d’un essai clinique où ils ont transplanté des îlots pancréatiques dérivés de cellules souches chez un patient diabétique de type 1. Du coup, sevrage complet de l’insuline en 75 jours avec une HbA1c normalisée à 5%. Alors si on peut faire la même chose avec les troubles neurologiques, c’est le jackpot médical !

Bon, maintenant avant que vous ne flippiez en mode Black Mirror, je vous rassure, ces mini-cerveaux ne sont pas conscients. L’Académie nationale de médecine insiste bien là-dessus !! Toutes les activités cellulaires observées ne peuvent pas être assimilées à des processus cognitifs, sensoriels ou moteurs. C’est juste du tissu biologique qui réagit, et pas un être pensant miniature.

Pour les chercheurs, ces organoïdes sont surtout une alternative éthique géniale car au lieu de tester sur des animaux (avec des résultats souvent non transposables) ou d’attendre des années pour des essais cliniques risqués, ils peuvent maintenant observer en temps réel comment une maladie se développe et tester immédiatement si un traitement fonctionne. Ça me fait penser aussi à cet ordinateur biologique dont j’ai parlé il y a quelques semaines…

Ce qui est fou, c’est qu’on n’est qu’au début de tout ça ! Et les applications potentielles sont énormes car ça va nous permettre de comprendre pourquoi certains cerveaux développent des maladies neurodégénératives et d’autres non, mais aussi de créer des banques d’organoïdes pour tester massivement de nouvelles molécules, ou même de développer des thérapies préventives personnalisées avant l’apparition des symptômes.

Alors oui, faire pousser des cerveaux en labo, ça peut sembler dystopique et je sais que certains d’entre vous sont déçus parce qu’ils espéraient une greffe ^^, mais quand on voit le potentiel pour soigner des maladies aujourd’hui incurables, c’est plutôt de l’espoir en boîte… de Petri.

Et avec les investissements massifs en France et aux États-Unis, on peut parier que d’ici quelques années, votre médecin pourra tester ses prescriptions sur votre jumeau cérébral miniature avant de vous les donner.