Le premier bioprocesseur au monde utilise 16 organoïdes cérébraux humains pour une consommation d'énergie « un million de fois inférieure » à celle d'une puce numérique
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Une start-up suisse spécialisée dans la bioinformatique a lancé une plateforme en ligne permettant d'accéder à distance à 16 organoïdes cérébraux humains. FinalSpark affirme que sa Neuroplatform est la première plateforme en ligne au monde permettant d'accéder à des neurones biologiques in vitro. De plus, les bioprocesseurs comme celui-ci « consomment un million de fois moins d'énergie que les processeurs numériques traditionnels », affirme l'entreprise.
FinalSpark affirme que sa plateforme neurologique est capable d’apprendre et de traiter des informations et qu’en raison de sa faible consommation d’énergie, elle pourrait réduire l’impact environnemental de l’informatique. Dans un récent article de recherche sur ses développements, FinalSpakr affirme que la formation d’un seul LLM comme GPT-3 nécessite environ 10 GWh, soit une consommation d’énergie 6 000 fois supérieure à celle que consomme en moyenne un citoyen européen sur une année entière. Ces dépenses énergétiques pourraient être considérablement réduites grâce au déploiement réussi des bioprocesseurs.
Fondateurs de FinalSpark, Dr. Fred Jordan et Dr. Martin Kutter(Crédit image : FinalSpark)
Le fonctionnement de la Neuroplatform repose actuellement sur une architecture que l’on peut qualifier de wetware : mélange de matériel, de logiciel et de biologie. La principale innovation apportée par la Neuroplatform réside dans l’utilisation de quatre réseaux multi-électrodes (MEA: Multi-Electrode Arrays) abritant les tissus vivants – les organoïdes, qui sont des masses cellulaires 3D de tissu cérébral.
Chaque MEA contient quatre organoïdes, reliés par huit électrodes utilisées à la fois pour la stimulation et l'enregistrement. Les données circulent dans les deux sens via des convertisseurs analogiques numériques (contrôleur Intan RHS 32) avec une fréquence d'échantillonnage de 30 kHz et une résolution de 16 bits. Ces caractéristiques de conception architecturale clés sont prises en charge par un système de survie microfluidique pour les MEA et des caméras de surveillance. Enfin, une pile logicielle permet aux chercheurs de saisir des variables de données, puis de lire et d'interpréter les résultats du processeur.
FinalSpark a donné accès à sa plateforme informatique à distance à neuf institutions pour stimuler la recherche et le développement en bioprocédés. Avec la collaboration de ces institutions, elle espère créer le premier processeur vivant au monde. En outre, trois douzaines d'universités sont déjà intéressées par l'accès à Neuroplatform.
Pour accéder à la Neuroplateforme, les établissements d’enseignement sont invités à souscrire un abonnement de 500 $ par mois pour chaque utilisateur.
Les organoïdes des processeurs biologiques « vivent » environ 100 jours
Les puces de silicium peuvent durer des années, voire des décennies . Les structures neuronales qui forment les bioprocesseurs ont également une longue durée de vie, mais ne sont « adaptées qu'aux expériences qui durent plusieurs mois », explique FinalSpark. Au départ, les MEA de l'entreprise ne devaient durer que quelques heures, mais les améliorations apportées au système signifient que la durée de vie d'un organoïde devrait actuellement être d'environ 100 jours.