Doom a déjà tourné sur des calculatrices, des appareils photo et toutes sortes de machines improbables. Mais cette fois, un ingénieur est allé beaucoup plus loin : pour tenter de survivre aux démons du FPS culte, il s’est servi du système nerveux d’une mouche.

Il y a quelques jours encore, ce cerveau n'avait évidemment jamais entendu parler de Doom. Le 3 septembre, Google Research et ses partenaires dévoilaient la cartographie complète du cerveau et du système nerveux central d'une mouche drosophile mâle. Une prouesse scientifique rapidement détournée par plusieurs développeurs, qui ont décidé de confronter cette reconstruction numérique à des jeux vidéo. Et le résultat est aussi fascinant qu'étrange.

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Google a cartographié plus de 166 000 neurones d'une mouche

Tout part d'un immense travail de neurosciences mené notamment par Google Research et le Howard Hughes Medical Institute (HHMI) Janelia. Les chercheurs sont parvenus à établir le « connectome » d'une drosophile mâle, autrement dit une sorte de carte extrêmement détaillée de son câblage neuronal. Le modèle rassemble plus de 166 000 neurones et environ 125 millions de connexions synaptiques, du cerveau jusqu'au cordon nerveux ventral, l'équivalent fonctionnel de notre moelle épinière. L'intelligence artificielle a notamment servi à transformer des millions d'images en deux dimensions en une reconstruction exploitable en trois dimensions.

Crédits : Doomfly

À l'origine, l'objectif est évidemment très éloigné du jeu vidéo. La drosophile constitue depuis longtemps un organisme modèle pour la recherche et cette cartographie doit permettre de mieux comprendre comment les circuits neuronaux transforment les informations sensorielles en comportements. Les chercheurs espèrent que ce type de travaux aidera plus largement à décrypter le fonctionnement des cerveaux, alors que cartographier les quelque 86 milliards de neurones du cerveau humain reste aujourd'hui hors de portée.

Et si on branchait ce cerveau sur Doom ?

C'est là qu'intervient l'ingénieur logiciel Alex Wormuth. Celui-ci a récupéré les données rendues publiques pour connecter cette reconstruction numérique du système nerveux de la mouche au Doom original. Le principe est assez vertigineux : chaque image affichée par le jeu est convertie en stimuli envoyés à certains neurones sensoriels du modèle. L'activité neuronale qui en résulte est ensuite interprétée pour déclencher les commandes permettant de contrôler le personnage.

Le système comprend même une forme rudimentaire de renforcement. Lorsque le personnage subit des dégâts, deux cellules dopaminergiques, des neurones liés au système de récompense et d’apprentissage de la mouche, sont stimulées afin de fournir un signal au réseau. L'expérience cherche ainsi à observer si cette reproduction du système nerveux peut progressivement modifier son comportement et, éventuellement, apprendre à mieux survivre dans Doom. Wormuth avait d'ailleurs mis en ligne un stream permettant d'observer l'expérience en direct avec ses quelque 166 700 neurones simulés.

Doom n'est déjà plus le seul terrain de jeu

Évidemment, aucune mouche vivante n'est installée devant un écran avec une minuscule souris. Il s'agit d'une simulation informatique fondée sur la cartographie des connexions d'un véritable système nerveux biologique. Et pour l'instant, ses talents de joueuse restent plutôt limités. L'intérêt de l'expérience réside surtout dans la possibilité de soumettre ce réseau biologique reconstruit à des informations et d'observer comment son activité peut être transformée en actions dans un environnement virtuel.

Crédits : Doomfly

D'autres développeurs se sont d'ailleurs emparés du concept presque immédiatement. Des expériences similaires ont été lancées avec Super Mario 64 et Beat Saber, tandis qu'une autre reconstruction de cerveau de drosophile avait déjà été confrontée à Minecraft. Les résultats sont encore chaotiques : dans Mario 64, Mario semble notamment apprécier les murs un peu trop longtemps. Mais ils illustrent surtout la rapidité avec laquelle une avancée scientifique peut être transformée en terrain d'expérimentation informatique. Quelques jours après sa publication, le cerveau virtuel d'une mouche était déjà devenu gamer.