Neurosciences Computationnelles & Neuro-ingénierie

Le cerveau humain ne consomme que 20 watts, mais il est capable d’effectuer des tâches qui dépassent de loin les capacités des superordinateurs actuels. Les calculs s’effectuent à de nombreux niveaux dans le cerveau, depuis les processus biochimiques subcellulaires, en passant par les neurones et les dendrites individuels, les petits circuits locaux, jusqu’aux calculs les plus complexes qui impliquent des interactions de large assemblées neuronales dans l’ensemble du cerveau. L’étude de ces calculs nous aide à comprendre le fonctionnement de notre propre cerveau et à construire des systèmes informatiques artificiels bio-inspirés, notamment des prothèses et des dispositifs robotiques.

Quels calculs sont effectués par les différents composants et structures du cerveau ? Quelles sont les contributions des synapses, des neurones, de la connectivité du réseau ? Quels sont les algorithmes utilisés, et pouvons-nous les utiliser dans des systèmes artificiels ? Comment le cerveau gère-t-il le bruit et l’incertitude d’événements dans l’environnement et dans ses propres opérations ?

Différentes équipes de NeuroPSI abordent ces questions en utilisant des approches expérimentales, théoriques et computationnelles, y compris des modèles basés sur la physique, des simulations à grande échelle, des circuits hybrides biologiques-artificiels et des interfaces cerveau-ordinateur. Nous collaborons avec des physiciens, des informaticiens et des ingénieurs pour utiliser les connaissances acquises afin de développer des systèmes informatiques bio-mimétiques et « neuromorphiques ».

Ces travaux pourraient avoir des répercussions importantes sur la technologie et la santé : ils permettraient d’éliminer obstacles actuels de l’intelligence artificielle, de créer des dispositifs informatiques plus robustes, plus petits et plus économes en énergie, et de concevoir des traitements pour des problèmes tels que les lésions de la moelle épinière, la dépression et la schizophrénie.

Équipes

Neuroinformatique

Andrew DAVISON

Code neuronal & perception auditive

Catherine DEL NEGRO & Jean-Marc EDELINE