Qu’est-ce qu’un connectome ? Le schéma de câblage du cerveau et tous les cerveaux cartographiés à ce jour

Connectome : la carte complète des neurones d’un cerveau et des connexions entre eux.

Connectomique : la science qui consiste à cartographier et à étudier les connectomes.

Neurone : une cellule nerveuse qui transmet des signaux électriques et chimiques à d’autres cellules.

Synapse : une connexion entre deux neurones, par laquelle l’un transmet un signal au suivant.

Axone : la longue fibre qu’un neurone utilise pour envoyer des signaux à d’autres cellules.

Microscopie électronique (ME) : imagerie à l’aide d’un faisceau d’électrons plutôt que de lumière, assez précise pour voir des synapses individuelles.

Relecture (proofreading) : vérification et correction du traçage des neurones par l’ordinateur à travers les images du cerveau, historiquement l’étape la plus lente et la plus coûteuse de la cartographie.

Neuroplasticité : la capacité du cerveau à modifier ses connexions au fil du temps, ce qui nous permet d’apprendre et de former des souvenirs.

Émulation du cerveau entier (whole brain emulation) : faire fonctionner sur un ordinateur un modèle précis d’un cerveau donné, aussi appelée téléchargement de l’esprit (mind uploading).

Un connectome est le schéma de câblage du cerveau. Il indique quels neurones existent, où ils se trouvent et à quels autres neurones chacun est connecté. Au plus fin, il montre chaque synapse, ces minuscules jonctions par lesquelles un neurone transmet un signal à un autre. Pensez à un plan de ville qui montre non seulement chaque rue, mais aussi chaque allée, chaque porte et les rues sur lesquelles donne chacune d’elles.

Le mot s’emploie à différentes échelles. Un connectome neuronal cartographie les neurones individuels et leurs connexions, et il n’a été établi que pour de petits animaux et de petits fragments de cerveau de mammifère. Un connectome macroscopique, ou fonctionnel, cartographie les grandes voies entre les régions du cerveau, à partir d’IRM de personnes vivantes, à une résolution de l’ordre du millimètre. Un connectome chimique ajoute quels neurones libèrent, et réagissent à, chacune des nombreuses substances chimiques qui modifient le fonctionnement des circuits cérébraux, et en 2025 seul le ver C. elegans en possède un (Wikipédia : Connectome).

Les termes connectome et connectomique ont été introduits de façon indépendante en 2005 par les neuroscientifiques Olaf Sporns, à l’Université d’Indiana, et Patric Hagmann, au Centre hospitalier universitaire vaudois de Lausanne, en Suisse. Tous deux ont formé le mot sur le modèle de génome, inspirés par l’effort du Projet génome humain pour lire l’ensemble de l’ADN humain. Si le génome est l’ensemble des instructions génétiques, le connectome est l’ensemble des connexions neuronales.

Le mot a touché un large public grâce au neuroscientifique Sebastian Seung, qui a donné en 2010 une conférence TED intitulée I am my connectome, soutenant que ce que nous sommes est inscrit dans nos connexions neuronales. Il l’a prolongée en 2012 par un livre, Connectome: How the Brain's Wiring Makes Us Who We Are (Wikipédia : Connectome). Seung a ensuite aidé à diriger FlyWire, le projet qui a cartographié le cerveau complet de la mouche du vinaigre adulte.

La méthode standard comporte quatre étapes. D’abord, le cerveau ou le fragment de cerveau est conservé et coloré afin que les membranes des cellules ressortent clairement. Ensuite, il est découpé en milliers de coupes, chacune bien plus fine qu’un cheveu humain, ou raboté couche par couche. Puis chaque coupe est photographiée au microscope électronique, assez précis pour voir des synapses individuelles. Enfin, des ordinateurs assemblent les images en un volume en trois dimensions et suivent chaque neurone d’une coupe à l’autre, et des personnes vérifient le traçage pour y repérer les erreurs.

Cette dernière étape, la relecture, a été le goulot d’étranglement. Un ordinateur qui perd la trace d’un neurone sur une seule coupe peut fusionner deux cellules ou en scinder une en deux, et ces erreurs se propagent dans toute la carte. Pour la mouche du vinaigre adulte, la relecture a mobilisé des centaines de scientifiques et de bénévoles pendant plusieurs années. L’IA a rendu le traçage bien plus précis, et de nouvelles méthodes visent à réduire encore la vérification.

Plusieurs de ces méthodes remplacent les microscopes électroniques par la lumière. Une approche, mise au point dans le laboratoire de Jeff Lichtman à Harvard et appelée Brainbow, marque les neurones individuels avec plus de 100 couleurs distinctes pour pouvoir les distinguer. Une autre, proposée par Anthony Zador au Cold Spring Harbor Laboratory, marque chaque neurone d’un code-barres ADN unique et lit les connexions par séquençage. La méthode PRISM d’E11 Bio combine des codes-barres de protéines, un tissu physiquement dilaté pour que de simples microscopes optiques puissent en voir les fins détails, et une IA qui vérifie son propre travail. E11 Bio affirme que PRISM pourrait rendre la cartographie jusqu’à 100 fois moins chère (Asimov Press).

Un peu moins à chaque projet, ce qui est la tendance la plus importante du domaine. Le premier connectome, les 302 neurones du ver C. elegans, a demandé plus d’une décennie de traçage manuel d’images de microscope électronique avant d’être publié en 1986. La mouche du vinaigre adulte, avec près de 140 000 neurones, a pris plusieurs années au consortium FlyWire, avec des centaines de scientifiques et de bénévoles vérifiant le traçage de l’ordinateur. Le millimètre cube de cerveau de souris de MICrONS a mobilisé plus de 150 chercheurs pendant environ sept ans (Allen Institute).

Lisez ce tableau de haut en bas et l’accélération saute aux yeux. Chaque nouvelle carte est bien plus grande que la précédente, souvent des centaines de fois, et elle prend à peu près le même nombre d’années, voire moins. Les raisons : des microscopes plus rapides, un stockage moins cher et, surtout, une IA capable de suivre les neurones à travers des milliers d’images avec de moins en moins d’erreurs. Si cette tendance se maintient, un cerveau entier de mammifère est une question d’années, pas de générations.

L’histoire de la connectomique est celle de débuts lents suivis d’une accélération soudaine. Il a fallu des décennies pour passer d’un ver à un insecte, et seulement quelques années pour passer d’un petit cerveau d’insecte à des fragments de cerveau de mammifère et d’humain.

Deux de ces cartes se distinguent. La mouche du vinaigre adulte est le plus grand cerveau complet jamais cartographié, et c’est le premier cerveau complexe dont le schéma de câblage a été transformé en modèle opérationnel : une simulation informatique construite à partir de la carte a prédit quels neurones s’activeraient lorsque la mouche goûtait du sucre et comment cela déclencherait l’alimentation, et des expériences sur de vraies mouches l’ont confirmé (Nature). La carte de souris de MICrONS compte parce que les scientifiques ont enregistré l’activité des neurones pendant que la souris regardait des vidéos, puis cartographié le câblage des mêmes neurones, reliant ce que fait le circuit à la façon dont il est construit.

Énorme. Un cerveau humain compte environ 86 milliards de neurones (PNAS) et de l’ordre de 100 000 milliards de connexions synaptiques. À titre de comparaison, le génome humain compte environ 3 milliards de paires de bases, si bien qu’un connectome contient des dizaines de milliers de fois plus de connexions qu’un génome ne contient de lettres. Le seul millimètre cube de cortex humain cartographié par Harvard et Google, un fragment de la taille d’un demi-grain de riz prélevé sur un patient lors d’une chirurgie de l’épilepsie, a produit 1 400 téraoctets de données.

Les scientifiques à l’origine de cette carte ont estimé qu’un cerveau de souris entier produirait environ 1 000 fois plus de données (ScienceDaily), et un cerveau humain est plus de mille fois plus grand qu’un cerveau de souris. Un connectome humain complet, imagé de la même façon, dépasserait donc de très loin tout jeu de données jamais stocké. Mais l’histoire du séquençage du génome est un bon guide : le premier génome humain a pris environ 13 ans et des milliards de dollars, et aujourd’hui on peut en lire un en une journée pour quelques centaines de dollars. La connectomique en est là où en était la génomique avant la grande baisse des coûts.

Il existe aussi une limite plus dure. Aujourd’hui, un connectome au niveau des neurones ne peut être établi qu’à partir de tissu conservé, c’est-à-dire après la mort pour tout grand animal. L’imagerie non invasive ne peut voir des neurones individuels en fonctionnement que chez de petits animaux presque transparents, comme la larve de poisson-zèbre. Aucune technologie ne peut encore lire chaque synapse dans un cerveau humain vivant.

La plupart des neuroscientifiques pensent que les souvenirs sont stockés, au moins en grande partie, dans la configuration et la force des connexions entre les neurones. Quand vous apprenez quelque chose, certaines synapses se renforcent, d’autres s’affaiblissent, et de nouvelles se forment. C’est la neuroplasticité, et cela signifie que votre connectome n’est pas figé : il change chaque jour, et il est différent de celui de n’importe qui d’autre, même d’un vrai jumeau.

C’est la logique derrière l’affirmation de Seung selon laquelle vous êtes votre connectome. Si elle est juste, alors une carte suffisamment détaillée de vos connexions contiendrait vos souvenirs, vos compétences et votre personnalité, et c’est précisément pourquoi la connectomique est le fondement du téléchargement de l’esprit (mind uploading). Notre guide sur le téléchargement de l’esprit en 2026 explique comment une carte deviendrait un esprit opérationnel.

Le schéma de câblage n’est probablement pas toute l’histoire. La force de chaque synapse, les substances chimiques qui modifient le fonctionnement des circuits et les cellules de soutien autour des neurones comptent aussi, c’est pourquoi les scientifiques parlent également de connectomes chimiques et d’enregistrements de l’activité. Mais les résultats sur la mouche sont frappants : un modèle construit principalement à partir du câblage a prédit un comportement réel. Cela suggère que le connectome contient bien plus de ce qui fait un cerveau lui-même que ne le pensaient les sceptiques.

Le Human Connectome Project est un vaste effort, financé par les National Institutes of Health américains et mené principalement par un consortium de la Washington University in St. Louis et de l’University of Minnesota, pour cartographier les connexions entre les régions du cerveau humain sain à l’aide d’IRM de volontaires vivants. Il travaille à l’échelle macroscopique, en mesurant les grandes voies entre les aires du cerveau en millimètres, et non les neurones individuels.

Cela le distingue nettement des cartes de la mouche et de la souris. Il ne peut pas montrer une seule synapse, mais il peut être réalisé sur des personnes vivantes, en grand nombre, et répété dans le temps. Ses données ont aidé les scientifiques à comprendre comment les réseaux cérébraux diffèrent d’une personne à l’autre et évoluent avec l’âge et la maladie. Des médecins ont même commencé à utiliser des cartes de connectome pour planifier la chirurgie du cerveau et la stimulation cérébrale, une approche appelée pour la première fois chirurgie connectomique en 2012.

Le prochain grand jalon est une carte complète au niveau des neurones d’un cerveau de souris, avec environ 70 millions de neurones. Ce serait le premier connectome complet de mammifère, et les souris partagent une grande partie de l’organisation de leur cerveau avec les humains. Le gouvernement américain y travaille depuis dix ans : l’agence de recherche du renseignement IARPA a lancé le projet MICrONS en 2016 pour cartographier un millimètre cube de cortex de souris, et le NIH a lancé en 2023 un programme de $150 millions, BRAIN CONNECTS, pour construire des outils de cartographie de cerveaux entiers.

E11 Bio vise à cartographier un cerveau de souris entier d’ici environ cinq ans, pour environ $100 millions, grâce à sa méthode PRISM moins chère (Asimov Press). Et Eon Systems, la start-up qui a annoncé en mars 2026 avoir fait fonctionner un modèle de cerveau entier de mouche dans un corps simulé, dit que le cerveau de souris est sa prochaine cible (The Decoder). Si un cerveau de souris entier est cartographié et exécuté comme un modèle opérationnel, l’idée qu’un cerveau humain puisse être copié sera très difficile à écarter.

Les connectomes comptent d’abord pour la médecine. On pense que de nombreux troubles du cerveau impliquent des circuits câblés ou fonctionnant différemment, et les cartes de ces circuits aident les scientifiques à comprendre des affections allant de l’épilepsie à la dépression et à planifier des traitements. Ils comptent aussi pour l’intelligence artificielle : le cerveau reste la seule intelligence générale que nous connaissions, et son câblage est un guide pour savoir comment construire l’intelligence de façon efficace.

Et ils comptent pour la plus ancienne question humaine : ce qu’il advient de nous. En octobre 2026, Mustafa Suleyman, PDG de Microsoft AI, a déclaré que Larry Page, cofondateur de Google, lui avait dit un jour qu’il comptait explorer les galaxies avant la fin du siècle sous une forme qui dépasse l’humain, et Elon Musk a répondu que Page pourrait avoir raison. Nos guides sur l’immortalité numérique et la sonde de von Neumann expliquent ce plan. Chaque version de celui-ci dépend de la connectomique : on ne peut pas copier un esprit que l’on ne peut pas cartographier.

Même une carte parfaite de votre cerveau resterait une carte, pas des mémoires. Elle ne dirait pas quels souvenirs ont compté le plus pour vous, pourquoi vous avez fait vos choix, ni ce que vous voudriez que vos petits-enfants sachent. Ce sont des choses que vous seul pouvez dire, avec vos propres mots, et aujourd’hui la seule façon de s’assurer qu’elles durent est de les enregistrer.

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Cette page fait partie de notre série sur les personnes et la science derrière la course pour survivre au corps.

• Immortalité numérique : Larry Page et la course pour télécharger les esprits : l’histoire qui a tout déclenché, et à quel point nous sommes proches de copier un esprit.

• Qu’est-ce qu’une sonde de von Neumann ? Le plan galactique de Larry Page : le vaisseau spatial autoréplicant au cœur du plan de Page.

• Pourquoi Larry Page a traité Elon Musk de spéciste : l’argument qui, selon Musk, a mené à OpenAI.

• Ce que Larry Page croit de l’IA et de la vie éternelle : son parcours, dans ses propres mots et dans les récits d’autres personnes.

• Le téléchargement de l’esprit en 2026 : où en est-on ? : où en est la science pour copier un cerveau humain.

• Les milliardaires qui essaient de vivre éternellement : qui dépense combien dans la longévité et l’immortalité numérique.

• Comment vivre éternellement : toutes les voies tentées : chaque approche, de la médecine au téléchargement de l’esprit.

• La cryonie en 2026 : coût, fonctionnement, qui s’est inscrit : ce qu’elle coûte, comment elle fonctionne et qui s’est inscrit.

Les définitions et l’histoire proviennent de Wikipédia sur le connectome. Les cartes du cerveau proviennent d’OpenWorm, de Live Science, du NIH, de Nature, de ScienceDaily et de l’Allen Institute, et le nombre de neurones du PNAS. E11 Bio provient d’Asimov Press et Eon Systems de The Decoder. Nous avons vérifié chaque source le 30 octobre 2026.

Les scientifiques, universités, entreprises et projets cités sur cette page n’ont aucun lien avec Afterlife.ai™, et rien sur cette page ne laisse entendre que l’un d’eux utilise ou approuve notre service.