Ils créent un appareil avec de l'eau et du sel qui fonctionne comme le cerveau humain

Désormais, grâce à ce nouveau dispositif, la science tourne son regard vers la nature pour trouver des solutions plus efficaces et durables.

Le dispositif en question, appelé memristor iontronique, est le résultat d’une collaboration entre physiciens théoriciens et expérimentaux. Il ne mesure que 150 micromètres sur 200, soit environ la largeur de trois ou quatre cheveux humains.

Sa conception, publiée dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), s'inspire de la synapse cérébrale, composant essentiel du cerveau responsable de la transmission des signaux entre neurones. Plus particulièrement, ce memristor iontronique fonctionne avec de l'eau et du sel, les mêmes éléments qui constituent l'environnement interne du cerveau.

Le principe de fonctionnement consiste en un microcanal en forme de cône rempli d'une solution d'eau et de sel. Lorsqu'il reçoit des impulsions électriques, les ions présents dans le liquide se déplacent à travers le canal, modifiant la concentration d'ions et ajustant la conductivité du canal. Ce processus simule le renforcement ou l’affaiblissement des connexions entre neurones, imitant ainsi la plasticité synaptique du cerveau humain.

Le développement de cet appareil a été possible grâce à une combinaison de théorie et d’expérimentation. Le professeur Tim Kamsma, de l'Institut de physique théorique et de l'Institut de mathématiques de l'Université d'Utrecht, a élaboré la théorie qui a jeté les bases de la création du memristor iontronique. Son concept a été reçu par un groupe de recherche en Corée du Sud, qui a réalisé le travail expérimental nécessaire pour matérialiser l'idée en un dispositif fonctionnel.

"La possibilité d'adapter les canaux pour conserver et traiter les informations pendant différentes périodes de temps est similaire aux mécanismes synaptiques observés dans notre cerveau", explique Kamsma.

Le plus surprenant dans cette découverte est la rapidité avec laquelle elle est passée de la théorie à la pratique. En seulement trois mois, les chercheurs ont réussi à développer un dispositif répondant aux prédictions théoriques du professeur Kamsma.

Cette avancée représente une étape cruciale vers la création d’ordinateurs qui non seulement imitent les modes de communication du cerveau humain, mais utilisent également le même support. Les chercheurs pensent que cette approche pourrait conduire à des systèmes informatiques nettement plus efficaces en termes de consommation d’énergie et de capacité de traitement.

De plus, le memristor iontronique pourrait avoir des applications dans un large éventail de domaines, de l’intelligence artificielle aux neurosciences et à la médecine. Par exemple, elle pourrait être utilisée dans le développement de prothèses neuronales plus avancées, capables de communiquer plus naturellement avec le cerveau humain. Cela pourrait également ouvrir de nouvelles possibilités dans le domaine de l’informatique quantique, où l’efficacité énergétique est un facteur crucial pour réaliser son potentiel.

"Cela pourrait à terme ouvrir la voie à des systèmes informatiques reproduisant plus fidèlement les capacités extraordinaires du cerveau humain", a déclaré Kamsma.