Les scientifiques ont créé une reconstruction 3D du cerveau de la mouche des fruits larvaire, qui contient plus de 3 000 neurones et un demi-million de synapses. La nouvelle reconstruction 3D révèle l’architecture du système nerveux de l’insecte, y compris les types de neurones et leurs interconnexions, et donne un aperçu de la façon dont le cerveau traite l’information et génère le comportement. L’étude montre que le cerveau est hautement interconnecté, avec une rétroaction abondante des neurones et de multiples nouveaux motifs de circuit.
Certaines caractéristiques du cerveau de la drosophile ressemblent à des architectures avancées d’apprentissage en profondeur, fournissant une base pour de futures études sur les circuits neuronaux. Les résultats ouvrent la voie à une meilleure compréhension du fonctionnement du cerveau, avec des applications potentielles en intelligence artificielle et en robotique.
Une équipe de scientifiques dirigée par le professeur Winding de l’Université de Cambridge a utilisé la microscopie électronique pour imager le cerveau d’une larve de Drosophila melanogaster et reconstruire ses connexions à une résolution synaptique. Leurs découvertes ont été publiées dans Science. L’analyse a montré que le cerveau de la larve compte 3016 neurones et 548 000 synapses. Les chercheurs ont effectué une analyse détaillée de l’architecture des circuits du cerveau, y compris les types de connexion et de neurones, les nœuds de réseau et les motifs de circuit.
L’équipe a également découvert une intégration multisensorielle étendue dans le cerveau et de multiples voies interconnectées de profondeur variable allant des neurones sensoriels aux neurones de sortie formant un réseau de traitement distribué. Le cerveau avait une architecture hautement récurrente, 41 % des neurones recevant une entrée récurrente à longue distance. Cependant, cela n’était pas uniformément réparti et était particulièrement élevé dans les domaines impliqués dans l’apprentissage et la sélection des actions. Les neurones dopaminergiques qui contrôlent l’apprentissage étaient parmi les neurones les plus récurrents dans le cerveau.
Applications d’intelligence artificielle
Il est possible que certaines des caractéristiques architecturales observées dans le cerveau des larves de drosophile puissent également être utilisées pour fournir des informations sur les architectures d’intelligence artificielle (IA). En particulier, la nature répétitive des connexions neuronales de la mouche des fruits peut donner un aperçu de la manière dont les algorithmes d’IA peuvent être conçus pour imiter plus étroitement les processus décisionnels humains.
Le connectome de résolution synaptique nouvellement généré du cerveau larvaire de Drosophila fournit des informations précieuses sur ses rôles fonctionnels et ses motifs de circuit. Il est possible que certaines de ces découvertes aient des applications en intelligence artificielle et en robotique, conduisant potentiellement à l’amélioration des algorithmes de prise de décision et des processus d’apprentissage.
