Descriptif

En une cinquantaine d'années, l'informatique est devenue une composante essentielle dans beaucoup de secteurs de la recherche et de l'ingénierie en biologie.

De nouveaux domaines se sont imposés qui, sans informatique, n'existeraient pas, du simple fait de la masse de données à traiter : par exemple, le séquençage des génomes et donc la génomique comparée, la classification des protéines et des ARN, la prédiction et l'ingénierie des structures qui ouvrent des voies nouvelles en biologie, pharmacologie et médecine, avec les enjeux nouveaux de la médecine génomique. Réciproquement, les questions soulevées par la biologie et les singularités des données biologiques induisent de nouveaux problèmes en algorithmique, combinatoire et apprentissage.

Si le séquençage à haute vitesse atteint maintenant des débits spectaculaires, certaines analyses restent encore longues, délicates et coûteuses. Les données « -omiques » et cliniques peuvent aussi être rares pour certaines pathologies et l'exception est souvent la règle. Le recours systématique à l'apprentissage massif touche ainsi ses limites. Enfin, le biologiste et le médecin attendent des explications qui permettent d'augmenter la compréhension des phénomènes sous-jacents et pas simplement une optimisation statistique.

La modélisation, l'algorithmique et la science des données prennent donc une importance croissante. On s'attache à la construction de modèles informatiques et mathématiques pour prédire mais aussi expliquer les phénomènes biologiques qui se produisent au niveau de la cellule et de ses composants, et aussi pour des groupes de cellules, voire des organismes complexes. Il s'agit souvent de concevoir des outils dédiés à des phénomènes très particuliers.

Mais les techniques de l'information seules ne sauraient résoudre les problèmes et de larges connaissances en biologie restent indispensables en amont et en aval pour une contribution certaine aux sciences du vivant. La Bioinformatique, à l'interface entre Biologie et Informatique, est ainsi une discipline très diversifiée et qui évolue rapidement, tant les questions posées

se renouvellent vite au fur et à mesure des découvertes en biologie et du progrès des outils d'observation du monde vivant.

Les Neurosciences constituent un domaine encore plus vaste. Les compétences acquises dans le Programme d'Approfondissement Bioinformatique constituent aussi une bonne introduction pour aborder les Neurosciences avant une spécialisation dans ce domaine en quatrième année. Si l'on envisage une telle voie, un complément par le cours HSS_51C24_EP – « Sciences cognitives, sciences naturelles de l'esprit » est alors indiqué.

La plupart des cours de Biologie concernent assez directement l'étude du système nerveux, plusieurs cours d'Informatique s'appliquent naturellement à l'analyse des données en Neurosciences, et d'autres aux algorithmes de simulation des mécanismes neuronaux.