Compl�ments du livre
"Pour un principe mat�rialiste fort"

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Mod�les du cerveau : Le cerveau cortical associatif

L’ing�nieur informaticien Jeff Hawkins, dans un ouvrage r�cent intitul� Intelligence (1), propose une vision un peu diff�rente, mais en fait compl�mentaire, de la fa�on dont fonctionne le cerveau humain. Il montre que celui-ci n'est pas un ordinateur (ce dont tout le monde aujourd’hui est convaincu) mais un vaste syst�me de m�moires qui engrange les exp�riences accumul�es par chaque personne depuis sa naissance voire depuis le stade foetal. Ces exp�riences accumul�es refl�tent la structure du monde tel qu'il est apparu au sujet possesseur du cerveau tout au long de sa vie, sous la forme de s�quences d'�v�nements et des relations entre ces s�quences. A partir de ces contenus de m�moire, le cerveau fait � tout instant des pr�dictions qui sont confront�es aux nouvelles exp�riences et m�moris�es � leur tour apr�s modifications �ventuelles. C'est ce syst�me de m�moire-pr�diction qui constitue l'essentiel de l'intelligence humaine, en organisant les perceptions, la cr�ativit� et m�me la conscience.

Le si�ge de ces propri�t�s se trouverait dans le n�ocortex (2). Gr�ce � sa structure hi�rarchique, le n�ocortex re�oit en parall�le les messages envoy�s par les organes sensoriels et par les couches plus profondes du cerveau, et les organise sous forme de �patterns�. Par pattern, il faut entendre des ensembles d'informations pr�sentant une coh�rence au plan g�ographique et au plan temporel (s�quences chronologiques) (On pourrait traduire ce mot par celui de � blocs ou cadres organis�s de repr�sentations �, mais nous pr�f�rons garder le terme anglais bien plus simple.). Ces patterns correspondent, apr�s diverses op�rations destin�es � �liminer l'accessoire pour garder le permanent, aux repr�sentations que nous nous faisons du monde (3). Le point essentiel, souvent n�glig� par les mod�les courants du cerveau, est que le n�ocortex ne fonctionne pas seulement du bas vers le haut. Les patterns se forment dans chacune des six couches de neurones et sont restitu�s � la couche inf�rieure en m�me temps qu'ils sont adress�s � la couche sup�rieure. Ce r�tro-feedback prend la forme d'une pr�diction renvoy�e � la couche inf�rieure et instantan�ment compar�e et modifi�e si besoin est compte tenu des nouvelles informations provenant de l'ext�rieur. Dans ce mod�le d'architecture, on pourrait dire que chaque couche de neurones du n�ocortex se comporte comme un n�ocortex � elle seule, � la diff�rence qu'int�gr�e dans un syst�me hi�rarchique, ce qu'elle re�oit et �met influence en parall�le ce que re�oivent et �mettent les autres couches.

C'est cette architecture qui permet notamment de ne pas confondre le cerveau avec un ordinateur classique. Contrairement � celui-ci qui produit une information en sortie � chaque entr�e d'information venant de l'ext�rieur, le cerveau fait, � diverses �chelles de complexit�, des pr�dictions bas�es sur les exp�riences et les s�quences pr�alablement enregistr�es. Ces pr�dictions provoquent des sorties motrices qui modifient le monde environnant et g�n�rent en retour de nouvelles informations au niveau des entr�es sensorielles. L'interaction avec l'ext�rieur r�sulte du fait que le syst�me global est dot� d'organes sensoriels et d'organes effecteurs. Mais ces organes ne fonctionnent pas isol�ment. Ils s'auto-influencent � tous les niveaux de complexit� du cortex, du fait des nombreuses liaisons synaptiques qui les relient.

Deux autres caract�res diff�rencient le n�ocortex des autres fibres et structures neuronales. L'une est l'organisation en colonnes verticales de quelques millim�tres de diam�tres qui mettent les neurones de chaque couche, � l'int�rieur de ces colonnes, en communication avec ceux situ�s au dessus et au dessous. Ces colonnes (ou groupes de colonnes, car rien n'est unique dans le cerveau) sont en principe d�di�es, du fait d'une architecture acquise par l'�volution et command�e � la naissance par les g�nes de structure, � des types sp�cifiques de messages, par exemple transmettre via le cortex visuel, l'information relative � la perception d'une ligne verticale. Mais si n�cessaire, en cas d'accident, elles peuvent se remplacer l'une l'autre. Le cerveau n'est donc pas au d�part un amas indiff�renci� de neurones, un �tas de nouilles�, selon l’expression, traduite de l’anglais, consacr�e.

Le deuxi�me caract�re est oppos� au pr�c�dent, ou plut�t compl�mentaire de celui-ci. Dans toutes les couches, avec une densit� de plus en plus grande lorsqu'on s'�l�ve dans la hi�rarchie de ces couches, il existe des fibres de liaison qui, gr�ce aux synapses, permettent d'associer les m�moires et donc les pr�dictions formul�es � chaque niveau hi�rarchique. Ce sont ces fibres horizontales qui ont donn� d'ailleurs au cortex son qualificatif d'associatif. L'existence de liaisons horizontales �tait connue depuis longtemps, mais Hawkins montre qu'elles jouent un r�le permanent dans la modulation tant des informations �mises en sortie que des informations re�ues en entr�e, ceci quelle que soit la complexit� des patterns et des s�quences transitant au sein des couches et � travers elles.

Un autre point important, qui permet au cerveau, malgr� la lenteur de ses composants primaires, de r�agir vite et de fa�on r�guli�re, est l'invariance des patterns stock�s � chaque niveau du cortex. Il s'agit d'une invariance relative, puisque les s�quences m�moris�es peuvent �tre modifi�es si elles sont contredites par de nouvelles exp�riences. Mais lorsque ce n'est pas le cas, elles peuvent �tre imm�diatement mobilis�es pour produire des pr�dictions et entra�ner des actions s'appuyant sur elles. On savait depuis longtemps, en ce sens, que le cerveau commande de nombreux comportements sur le mode automatique, par exemple dans le cas de la conduite automobile, l'appel � des solutions plus complexes ne survenant qu'en cas de difficult� inattendue.
Cette invariance des patterns ne doit pas �tre confondue avec les boucles sensori-motrices automatiques caract�risant l'ensemble de la vie organique et ne faisant pas intervenir le cortex, m�me lorsqu’elles transitent par le cerveau. Mais le point sur lequel Hawkins insiste est que ce ph�nom�ne de l'invariance des patterns au niveau du n�ocortex est absolument g�n�ral. C'est pourquoi il caract�rise le cortex comme un ensemble de m�moires pr�dictives. Dans chacune des couches et des colonnes, le n�ocortex stocke des s�quences de patterns. Il s'agit d'un stockage auto-associatif, tel �l�ment de s�quence pouvant suffire � faire appara�tre la s�quence enti�re ou des s�quences diff�rentes dans lesquelles il figure. L� encore, c'est l'extr�me connectivit� synaptique du cerveau qui rend possible ces associations.

Enfin, les patterns sont m�moris�s sous une forme invariante et hi�rarchique. C'est ce caract�re qui assure la permanence (relative) de la m�moire et le fait que les repr�sentations primaires que nous nous donnons du monde s'articulent dans notre esprit en repr�sentations de plus en plus complexes. Plus on s'�l�ve dans la hi�rarchie, plus les d�tails, importants dans les niveaux inf�rieurs, s'att�nuent au profit des lignes g�n�rales. On voit ainsi appara�tre, au sommet des couches n�ocorticales, des repr�sentations correspondant � ce que l'on appellera en linguistique des concepts ou des noms. Les concepts sont seulement des abstractions �pur�es des d�tails. Ils n'ont pas besoin d'�tre nomm�s par le langage social pour exister et servir � orienter le comportement intelligent sup�rieur. Au plus haut de la pyramide, c'est le concept de � moi � qui synth�tisera l'ensemble des exp�riences pass�es et actuelles enregistr�es par le sujet. Mais de nouveau, on rappellera que la permanence et la hi�rarchie ne sont que relatives. Elles peuvent laisser place � des variantes de repr�sentations ou de hi�rarchies si de nouvelles exp�riences imposent ces changements et si la plasticit� d'ensemble du syst�me permet d'en tenir compte pour assurer la r�adaptation du syst�me � un milieu profond�ment chang�.

Comment s'�laborent les abstractions, au fur et � mesure que les patterns s'�l�vent dans la hi�rarchie corticale ? Hawkins �voque des processus statistiques (hebbiens), le niveau sup�rieur ne m�morisant que les donn�es les plus fr�quentes et ne tenant pas compte des donn�es plus occasionnelles. Ceci ne para�t pas poser de difficult� conceptuelle, sauf qu'il faudra pour bien faire pr�ciser dans chaque cas le processus neuronal � l'oeuvre dans la fabrication de l'abstraction. Ce pourra �tre le renforcement des liaisons synaptiques les plus souvent ou les plus fortement sollicit�es.

Finalement, on pourra se repr�senter l'organisation du cortex comme un mod�le du monde acquis par le sujet au fur de son d�veloppement et tout au long de sa vie. Par organisation, on entendra les patterns et associations entre patterns qui ont �t� m�moris�s dans les couches et colonnes corticales sous forme d'associations de plus en plus stables et hi�rarchis�es au fur et � mesure que l'on s'�l�ve vers les couches corticales sup�rieures. Il s'agit de repr�sentations du monde et du sujet lui-m�me qui sont propres � ce dernier. Un autre sujet, disposant d’un cerveau au d�part identique (supposition en fait absurde, car en biologie aucun organe m�me simple n’est jamais identique � un autre) mais ayant v�cu une histoire diff�rente, disposerait de repr�sentations diff�rentes.
On n’oubliera pas cependant que l'architecture de base du cerveau est transmise par les g�nes. Chaque individu en h�rite sans rien pouvoir y changer. Elle correspond � un mod�le du monde acquis non plus par l'individu mais par l'esp�ce au cours de son �volution darwinienne. Les cortex des dauphins ne sont pas analogues � ceux des humains car ces esp�ces vivent dans des mondes diff�rents. Nous dirions presque, en nous appuyant sur l'hypoth�se constructiviste, qu'elles ont construit des mondes diff�rents. Pour prendre une comparaison informatique, on dira que l'individu re�oit d�s le stade foetal, comme tous les membres de son esp�ce, une machine � traiter l’information -qui n’est pas un ordinateur, rappelons le, ou du moins pas un ordinateur num�rique tel que nous le connaissons - et un syst�me d'exploitation vides. Il les organisera en syst�mes d’informations tout au long de sa vie. Ces contenus lui seront propres. Ils mat�rialiseront le monde particulier dans lequel vit le sujet. Mais il s'agit d'un mod�le du monde qui est aussi un mod�le du Je du sujet, ou plus exactement qui constitue tr�s exactement le Je du sujet(Comme indiqu� plus haut, nous reviendrons au chapitre 5 sur la question de la construction du Je). On retrouve l� le "r�ve" des nouvelles g�n�rations de moteurs de recherche sur Internet: repr�senter extensivement une personne par la collection de tous les messages �mis et re�us par lui pendant une p�riode d�termin�e.

Comparons le cortex avec une division d'infanterie

L'architecture neuronale d�crite par Hawkins rappelle, en infiniment plus complexe, celle des r�seaux de neurones formels ou r�seaux neuronaux artificiels (Voir ci-dessus, section 1, note …). Mais l'auteur r�fute cette comparaison, tout au moins dans l'acception donn�e aujourd'hui � de tels r�seaux par les informaticiens. Les r�seaux de neurones formels produisent des patterns mais ils n'ont que peu de couches et fonctionnent essentiellement dans un sens, soit en entr�e, soit en sortie. De plus ils ne sont pas con�us pour enregistrer des s�quences temporelles. Une comparaison plus parlante, bien qu'�loign�e de la neurologie, est propos�e par l'auteur. C'est celle que l'on peut tirer de l'architecture et du fonctionnement d'une entreprise hi�rarchique ou mieux, d'une unit� militaire, par exemple une division d'infanterie, manoeuvrant sur le terrain.
On peut regretter que Hawkins n'ait abord� cette comparaison qu'en quelques lignes, au lieu de la d�velopper. D'une part, elle peut rendre plus parlantes les descriptions de l'architecture neuronale qu'il nous propose. D'autre part, la similitude entre le cortex et les images de structures sociales organis�es que l'on peut en donner conduisent in�vitablement � des r�flexions d'ordre �pist�mologiques que l'auteur n'a pas faites. .

D�veloppons la comparaison du cortex avec une unit� militaire manoeuvrant sur le champ de bataille. Chaque soldat individuel peut �tre consid�r� comme un neurone. Il dispose de nombreux organes sensoriels sp�cialis�s qui lui permettent de collecter des informations sur ce qui se passe autour de lui et, dans un premier temps, de les traiter � son niveau. Ainsi il confirmera une image visuelle par la recherche d'un son ou d'une odeur. S'avan�ant vers l'ennemi, il fait constamment des pr�dictions sur ce qu'il va trouver, en s'appuyant sur son exp�rience ant�rieure. Il confronte ces pr�dictions � ce qu'il constate. S'il observe des ph�nom�nes correspondants � des s�quences class�es dans sa m�moire comme non significatives (par exemple l'envol d'un oiseau qu'il d�range), il ne leur donne pas suite. S'il remarque un �v�nement important, auquel il s'attendait, comme la vue d'une mine isol�e, mais s'il peut traiter lui-m�me cet �v�nement, par exemple en neutralisant la mine, il n'alertera pas, en principe, l'�chelon hi�rarchique sup�rieur. Il pourra par contre pr�venir ses voisins imm�diats en utilisant les moyens de communications � courte port�e dont il dispose. Si enfin il observe un fait auquel il s'attendait �galement mais auquel il ne pourra pas faire face seul, comme l'apparition d'un char d'assaut, il alertera aussit�t son chef de section. Il fera de m�me, a fortiori, s'il note un �v�nement grave auquel il ne s'attendait pas, par exemple une incapacit� physique subite pouvant laisser penser qu'il est soumis � une agression chimique.

Le chef de section, � son niveau, fait de m�me. Tant que le soldat en avant-garde ne signale rien, il ne prend pas de mesures particuli�res. Mais il s'attend, en fait, � ce que son groupe rencontre une r�sistance ennemie. D�s que le compte-rendu du soldat lui parvient, il peut pr�ciser l'image th�orique de l'ennemi qu'il avait form�e dans sa m�moire suite � des exp�riences pr�c�dentes et donner des ordres en cons�quence. Ces ordres impliquent l'ensemble des hommes de la section et circulent entre eux imm�diatement, de fa�on horizontale, gr�ce aux moyens de communication propres � cette derni�re. Si la section, en tant qu'unit�, peut traiter l'�v�nement, le chef de section n'alertera pas le capitaine. Il le fera au contraire si l'occurrence se r�v�le d�passer les dimensions de l'�v�nement qu'il avait m�moris�es et auquel il �tait pr�par� � faire face.

Le processus se r�p�te � tous les niveaux de la hi�rarchie, jusqu'au g�n�ral commandant la division. Celui-ci avait pr�dit le fait, parmi d'autres occurrences possibles d�j� m�moris�es elles aussi, que sa division rencontrerait une forte r�sistance. Si les diff�rents niveaux inf�rieurs lui signalent qu'une r�sistance effective est observ�e, il prend un ordre global en cons�quence. Cet ordre pourra �tre de stopper la progression et de s'abriter. L'ordre redescend tous les �chelons et est trait�, de fa�on diff�rente, en fonction du terrain, c'est-�-dire des retours d'exp�rience, par chaque niveau. Le fantassin de base l'ex�cute � son tour et rend compte, en signalant au besoin les �v�nements nouveaux pouvant rendre l'ordre inopportun.

On voit que dans une telle architecture, chaque niveau est en principe sp�cialis�. Mais la sp�cialisation peut s'adapter aux retours d'exp�rience. Cette possibilit� d'adaptation r�sulte du fait que chaque niveau �met � la fois vers le haut (rendre compte, voire prendre des initiatives) et vers le bas (transmettre les ordres). Elle r�sulte aussi du fait qu'il existe des communications horizontales entre niveaux permettant aux unit�s composant ceux-ci de coop�rer entre elles et se remplacer si n�cessaire. Ces communications sont assur�es par des liaisons radio ou autres sp�cialis�es � chaque niveau. Si les soldats �taient dot�s d'�metteurs Internet personnels, ils pourraient en principe, comme dans l'Internet civil, correspondre avec tous les autres abonn�s au r�seau, quel que soit leur niveau hi�rarchique. Mais ils ne le feraient que pour des raisons exceptionnelles, signalant l'�mergence d'occurrences profond�ment inattendues (En bonne r�gle, on ne d�range pas plus le g�n�ral pour signaler un trou de mulot qu’on n’envoie un courrier �lectronique au premier ministre pour demander la pose d’un sens unique dans sa rue.).

Si nous poursuivons la comparaison entre le cerveau et une unit� militaire op�rant sur le champ de bataille, que pouvons-nous ajouter ? La constatation essentielle qui s'impose est la suivante : l'unit�, � chaque instant, constitue une m�moire d'ensemble repr�sentant le champ de bataille tel qu'il est � cet instant. D'autres points de vue sur le champ de bataille pourraient �tre obtenus par d'autres observateurs situ�s � l'ext�rieur, mais ces points de vue ne seraient pas plus �vrais� que ceux obtenus par les diff�rents �l�ments de l'unit�, depuis le fantassin � la base jusqu'au commandant de division au sommet, qui interagissent en temps r�el avec les �v�nements du monde survenant dans le cours de la progression de l'unit� sur le terrain, au contact de l'ennemi.
Ceci ne veut pas dire que l'unit� obtient une description objective du champ de bataille, c'est-�-dire du monde en soi hypoth�tique qui correspond � ce terme. Les patterns ou repr�sentations stables obtenues par l'unit� ne sont pas imaginaires, puisqu'elles sont test�es en permanence par les diff�rents capteurs sensoriels et actuateurs physiques dont dispose l'unit�. Mais ils restent relatifs � ces capteurs et actuateurs, c'est-�-dire finalement � l'observateur et � ses instruments observant le monde externe. Ils n'ont donc qu'une v�rit� relative, mais ceci est suffisant pour permettre � l'unit� de naviguer dans le champ de bataille en optimisant ses chances de survie gr�ce aux �changes permanents entre ces divers composants.

Une autre question int�resse le niveau de connaissance du champ de bataille, c'est-�-dire du monde ext�rieur, que peuvent obtenir les diff�rents �chelons hi�rarchiques. Le soldat individuel ne pourra produire qu'une connaissance locale, celle qu'il obtient personnellement ou en communiquant avec ses voisins imm�diats. Mais chaque niveau hi�rarchique sup�rieur produira une connaissance plus �tendue, dont la combinaison au sommet de la division aboutira � une connaissance globale - aussi globale que possible, tout au moins, compte tenu des moyens mis en oeuvre. Dans le sch�ma du cerveau propos� par Hawkins, les patterns ou repr�sentations dot�s d'une certaine permanence et produits aux diff�rents niveaux hi�rarchiques du cortex servent de base aux pr�dictions qui d�terminent les actions et qui sont elles-m�mes soumises � la sanction de l'exp�rience d�coulant de la mise en oeuvre de ces actions.

Il en sera de m�me dans notre exemple. Au re�u des informations provenant des niveaux subordonn�s, le commandant de la division donnera un ordre global qui sera ex�cut� par chaque �chelon subordonn� pour ce qui le concerne. Mais celui-ci n'ob�ira pas en aveugle, si l'on peut dire. Il adaptera l'ex�cution de l'ordre compte tenu des repr�sentations locales du milieu dont il est porteur, et que le commandant de division ne pouvait pas conna�tre. Tout probl�me non pr�vu par le commandement et pouvant remettre en question l'ex�cution de l'ordre remontera imm�diatement vers les �chelons sup�rieurs, si son importance le m�rite. Ainsi la division se comportera comme un ensemble d'agents auto-adaptatifs capables de prendre en compte les �l�ments les plus fins de la r�alit� du monde. Autrement dit, elle aura un comportement intelligent. Les conseils en organisation civils et militaires ont compris cela depuis longtemps, ce qui a condamn� les structures hi�rarchiques � la prussienne, o� le soldat ne doit �tre qu'un ex�cutant aveugle.

Une architecture homog�ne

L’observation selon laquelle, malgr� les diff�rents r�les fonctionnels des aires du n�ocortex, celui-ci pr�senterait partout la m�me structure en 6 couches neuronales elles m�mes organis�es en colonnes verticales m�rite un commentaire. En d�coule l’hypoth�se que les diff�rentes parties du n�ocortex fonctionnent de la m�me fa�on, selon un algorithme de base unique. Les diff�rences entre les fonctions remplies par chacune d'elles tiendraient non � des diff�rences de structure mais � la fa�on dont elles sont reli�es aux autres parties du cerveau. Et de quel type d'algorithme s'agit-il ? Produire � partir des sc�nes et s�quences pr�alablement m�moris�es des pr�dictions sur ce que l'action en cours va faire appara�tre, afin de mettre en �vidence les diff�rences entre ce qui �tait pr�vu et ce qui se produit r�ellement. Une fois ces diff�rences reconnues, de nouvelles m�morisations les int�grant remplacent les pr�c�dentes, ce qui permet au cerveau et plus exactement au n�ocortex d'optimiser en permanence son adaptation aux changements du monde. Or � la base des m�canismes permettant ces pr�dictions, ne retrouvent-t-on pas le Principe d’Auto-Association Stabilis� (PASS) d�crit par Gilbert Chauvet. Nous reviendrons sur ce point dans la derni�re section.

La plupart de ces processus de pr�diction-m�morisation sont inconscients car le n�ocortex traite l'information � la milliseconde et ce sont le plus souvent des d�tails infimes qui font l'objet du m�canisme d'adaptation. De plus, et c'est un point essentiel int�ressant la question de la conscience de soi, le cerveau n'est pas organis� pour s'auto-informer de la fa�on dont ses diff�rents composants fonctionnent - ou cessent de fonctionner (alors que, dans de nombreux cas, il peut �tre inform� de la fa�on dont fonctionnent un certain nombre de composants du corps, organes sensoriels et moteurs notamment. Ainsi lorsque les sens font appara�tre des �l�ments discordants, par exemple un oeil manquant dans un visage, nous �prouvons inconsciemment un choc qui nous oblige � rechercher la cause du conflit et � lever l'incertitude : est-ce le syst�me visuel ou l’objet per�u qui comporte le d�faut ?

Les neurologues modernes ont confirm� que plus de la moiti� des �changes d'information entre les couches sup�rieures du cortex, si�ge des fonctions nobles, et les couches inf�rieures en relation avec les entr�es-sorties endog�nes et exog�nes sont dans le sens descendant et non, comme on le croyait jusque l� dans le sens ascendant (les sens informant la conscience). Pour illustrer le r�le de ces communications descendantes, Hawkins prend l'exemple de l'audition. Pourquoi parvenons � comprendre un interlocuteur dans une foule dont le bruit de fond d�vore la plupart des paroles. Si notre compr�hension se construisait uniquement de bas en haut, � partir des messages brouill�s que nous recevons, nous ne comprendrions pas grand-chose. En r�alit�, notre cortex sup�rieur anticipe, compte tenu de la connaissance que nous avons de notre interlocuteur, ce que sera l'essentiel de son discours. L'information est communiqu�e au syst�me auditif, de haut en bas. Ce dernier n'aura plus qu'� enregistrer, m�me � partir de r�ceptions brouill�es, les quelques diff�rences qui permettront de restituer le sens complet du nouveau discours.

Commentaires

Il est int�ressant de voir gr�ce � ce livre une nouvelle illustration possible de la fa�on dont les entit�s biologiques, � commencer par les plus simples, ont progressivement �labor� sous la pression de s�lection darwinienne des repr�sentations ou mod�les symboliques du monde. Ces repr�sentations leur ont permis de cr�er des r�ponses de plus en plus complexes aux contraintes du milieu et donc d'envahir celui-ci � une vitesse de plus en plus acc�l�r�e. Cette �volution a produit l'homme dot� non seulement d'un cerveau mais d'un n�ocortex. Elle n'est sans doute pas pr�s de s'arr�ter, d'une part parce que les cerveaux humains ne sont que des unit�s au sein d'une soci�t� de milliards d'�quivalents reli�s par les langages et les voies de communication des soci�t�s et cultures modernes. Il n'est d'ailleurs pas impossible que sous la pression de la s�lection culturelle, l'h�ritage g�n�tique commandant l'organisation du cerveau humain, d�s le stade embryonnaire, puisse encore �voluer. Mais d'autre part aussi, comme le sugg�re fort opportun�ment l'auteur, parce que la soci�t� humaine est sur le point de cr�er des cerveaux artificiels qui augmenteront de fa�on sans doute illimit�e les capacit�s des cerveaux biologiques. Il s'agit de ph�nom�nes qui n'int�ressent pas seulement l'avenir de l'homme mais celui de l'intelligence consciente au sein de l'univers global.

Cependant le livre de Hawkins ne se borne pas � r�p�ter ce qui n'est plus pour nous aujourd'hui qu'une constatation triviale. Il essaye de montrer avec pr�cision, en descendant au niveau des neurones individuels, comment l'architecture du cerveau, sous la forme r�cemment apparue du n�ocortex, permet de g�n�rer, d�s le plus jeune �ge, les bases de l'intelligence culminant dans la repr�sentation de soi dans le monde et dans l'�laboration de strat�gies tr�s larges de survie individuelle et collective. Certes, comme l'auteur le rappelle avec justesse, ces bases existent chez tous les animaux, m�me dot�s de simples amorces de syst�mes nerveux centraux. L'intelligence n'est pas le monopole de l'homme. Elle prend des formes tr�s diff�rentes et tr�s subtiles dans l'ensemble des esp�ces. Mais c'est le n�ocortex humain qui en permet le d�ploiement le plus �labor�, du moins tel que nous pouvons en juger � ce jour.

On lira donc avec int�r�t les descriptions anatomiques et fonctionnelles du n�ocortex propos�es par Hawkins, lequel bien que non neurologue, s'est appuy� sur les constations les plus r�centes des neurosciences (4). Mais il nous semble cependant que l'enthousiasme de l'auteur vis-�-vis de la pertinence de ses propres hypoth�ses m�rite un certain recul. On ne peut pas ne pas poser des questions qui ne contrediront certainement pas ces hypoth�ses, mais qui devraient pouvoir au contraire les enrichir et les prolonger. L'auteur d'ailleurs nous invite � le faire, sur le site qu'il a consacr� � son livre et qui est r�f�renc� au d�but de cet article.

Que pourraient �tre ces questions ?

La premi�re concerne la validit� des descriptions du cortex pr�sent�es dans le livre, tant au plan de l'anatomie que du fonctionnement. Sans les contester radicalement, ce dont d'ailleurs nous n'aurions pas la comp�tence, on se bornera � remarquer qu'il ne s'agit encore que d'hypoth�ses, restant � v�rifier par des �tudes fines men�es in vivo. On constate par exemple qu'� toute difficult� int�ressant par exemple les capacit�s de la m�moire et des associations, l'auteur fait appel � la richesse quasi infinie du cerveau en neurones et plus encore en connexions synaptiques. Mais ceci ne suffit pas � montrer comment les associations s'organisent effectivement, certaines pouvant subsister ind�finiment et d'autres dispara�tre. Ce n'est pas parce que notre galaxie comporte cent milliards d'�toiles, autant que de neurones dans le cerveau, qu'elle est intelligente. Or de telles �tudes sont encore tr�s difficiles, compte tenu du manque de pr�cision des m�thodes actuelles d'imageries conduites sur des personnes vivantes en action. L'auteur est conscient de ce probl�me, il sugg�re d'ailleurs des exp�riences qui pourraient �tre men�es dans un proche avenir pour v�rifier ses hypoth�ses. Mais c'est plus g�n�ralement sur la possibilit� pour un observateur confront� � un observ� susceptible de multiples interpr�tations qu'il faut s'interroger. On se trouve un peu dans la situation du physicien quantique face au monde microscopique. La conscience de l'observateur cr�e dans une certaine mesure l'observ�. Tout au moins, elle le qualifie d'une certaine fa�on, qui est fonction des instruments dont il dispose sur le moment. Ce n'est donc pas finalement le monde quantique en soi qui est observ� et d�crit, mais la construction r�sultant de l'interaction de l'observateur/acteur humain et de ses instruments avec un continuum quantique non descriptible. Nous renvoyons sur ce point aux d�veloppements du chapitre 1 de ce livre.

Que conclure de cette premi�re remarque ? C'est que la description des m�canismes du cerveau, de l'intelligence et de la conscience que nous propose Jeff Hawkins est n�cessairement le reflet de la fa�on dont il voit le monde en tant qu'observateur/acteur situ� dans un temps et dans un espace bien d�finis. Ceci ne veut pas dire qu'il faudrait les rejeter, mais les replacer dans la d�marche constructiviste de l'ensemble des sciences occidentales contemporaines. Il ne d�crit certainement pas ni l'intelligence ni le n�ocortex en soi, t�che impossible voire sans objet, mais quelque chose en train de se construire � son insu et dont il est un agent particuli�rement bien inform�. Que voulons-nous dire ? Les entit�s conscientes (dont nous faisons partie) sont sans doute engag�es dans un processus g�n�ral d'extension au sein du cosmos. Tout au moins c'est ainsi qu'elles se con�oivent. Se concevant ainsi, elles font en sorte, sans le vouloir et donc inconsciemment, de transformer le monde naturel au profit du type d'organisation qu'elles repr�sentent. Hawkins, comme nous qui le lisons, sommes donc en train de nous construire de fa�on � augmenter en nous les capacit�s de traitement intelligent et conscient telles que, par �mergence, nous avons appris � nous les repr�senter. Nous projetons donc dans ce que nous croyons observer du monde des processus visant � assurer cette augmentation, processus qui eux-m�mes r�sultent d'une longue �volution biologique dont nous sommes les produits. Les observations du cortex que formulent Hawkins sont � cet �gard des pr�dictions visant � �tre prescriptives de ce que devrait �tre le cortex pour r�pondre � nos ambitions d'�tres en marche vers plus d'intelligence. En d'autres termes, � travers les yeux d'Hawkins, nous ne voyons pas le cortex tel qu'il est (concept d'ailleurs non acceptable aux yeux du non-r�alisme) mais tel qu'il devrait �tre pour r�pondre � nos exigences actuelles en mati�re de syst�me intelligent.

On peut avoir un soup�on de cela en constatant que Hawkins, ne sachant pas dans le d�tail comment se font les �changes d'informations au sein des couches corticales, se comporte comme s'il �tait le responsable d'une organisation sociale (une division d'infanterie pour reprendre l'exemple ci-dessus) dont il aurait mission d'am�liorer l'adaptabilit�. Il disposerait pour ce faire d'une grande quantit� de ressources, les neurones ou soldats, les liaisons synaptiques ou radio entre ceux-ci, et il devrait organiser au mieux l'�mergence d'une entit� intelligente globale, le sujet conscient d'une part, la division d'infanterie d'autre part. A cette fin, il imagine les meilleures solutions possibles, en l'�tat actuel de ses connaissances, pour am�liorer le fonctionnement du cortex. Nous ne voulons pas dire que ces solutions ne correspondent pas � ce qui se passe dans le cortex ou ne sont pas de bonnes solutions en elles-m�mes. Mais le lecteur doit toujours se demander si le cortex, et plus g�n�ralement le cerveau, et plus g�n�ralement encore le corps humain tout entier immerg� dans les relations sociales, ne font pas appel � d'autres solutions pour g�n�rer de l'intelligence et de la conscience. En d'autres termes, pour parler simplement, ne prenons pas les perspectives ouvertes par Jeff Hawkins au pied de la lettre, ce qui risquerait d'emp�cher de voir des solutions profond�ment diff�rentes susceptibles, elles aussi, d'expliciter les faits de conscience et notre propre conscience...� plus forte raison des types d'intelligences non humaines. A fortiori, ne nous appuyons pas exclusivement sur les sch�mas de Hawkins pour r�aliser des automates intelligents.

Nous pouvons faire d'autres observations � l'auteur, dont certaines ont d'ailleurs �t� esquiss�es dans le forum consacr� au livre. En voici quelques-unes dans le d�sordre :

- La question de la conscience de soi, du Je tel que nous le percevons, n'est pas v�ritablement trait�e. L'auteur s'en tire par une pirouette. Dans l'architecture propos�e, on en voit pas comment s'organise ce que Bernard Baars appelle l'espace de travail conscient. M�me si celui-ci n'est pas localis� de fa�on permanente dans le cortex, il doit bien correspondre � des �changes neuronaux sp�cifiques, qui ne se produisent pas dans les traitements inconscients, fussent-ils �intelligents�. Comment dans ce cas distingue-t-on le conscient de l'inconscient et du pr�conscient. Quel apport sp�cifique au syst�me d�crit par l'auteur repr�sente l'intervention du moi conscient et de ce que l'on appelle encore le "libre-arbitre". S'agit-il d'illusions ou non?

- De la m�me fa�on, l'auteur �vacue bien trop cavali�rement la question des sentiments et affects. Pour la plupart des sp�cialistes de la conscience, notamment Damasio et Edelman, �tudi�s dans les sections pr�c�dentes, les sentiments constituent un �l�ment essentiel de la construction des architectures neuronales. Ils modulent souvent de fa�on tr�s profonde les inputs ou entr�es responsables des connexions synaptiques, venant soit de l'ext�rieur soit de l'int�rieur du corps. Ils modulent �galement les expressions �mises en sortie. Aussi bien les concepteurs de conscience artificielle leur font jouer un r�le essentiel dans la r�ponse � une question fondamentale : qu'est-ce qui peut faire penser une machine consciente ? (Voir chapitre 4.)

- Pourquoi ne pas �voquer le r�le des m�mes (Voir chapitre 5) dans la construction de la capacit� associative du cortex ? Les m�mes de type langagier, selon les m�m�ticiens, repr�sentent une bonne explication � la croissance extraordinaire du cortex associatif observ�e depuis 1 ou 2 millions d'ann�es chez l'homme, seule cr�ature capable d'�changes sociaux syst�matiques � base de messages symboliques. La colonisation du cortex et de ses ressources en connexions synaptiques par des m�mes en comp�tition darwinienne pourrait aussi expliquer pourquoi les connexions internes au cortex se sont produites si efficacement, en apparence, bien qu'aucun ing�nieur n'ait pr�vu � l'avance le moindre sch�mas de r�seaux. Ne nous trouvons nous pas en pr�sence de ph�nom�nes d'auto-organisation entra�nant leur propre optimisation, analogues d'ailleurs - et ce ne serait pas une simple co�ncidence - � ce qui se passe au sein du r�seau Internet. Lorsqu'en quelques secondes l’internaute trouve en utilisant un moteur de recherche puissant l'adresse d'un nom pr�cis, fut-il pr�sent en un seul exemplaire au sein du web mondial, il est aussi surpris que lorsque il constate que son cerveau peut se rem�morer subitement un fait de son pass� oubli� depuis longtemps et qui �tait pourtant m�moris� quelque part dans les cent milliards de neurones dudit cerveau.

1 : Jeff Hawkins (inventeur du Palm Pilot). n’est pas un neurobiologiste mais un informaticien s’int�ressant aux neurosciences. Son livre, �crit conjointement avec Sandra Blakeslee, journaliste scientifique, a �t� traduit en fran�ais sous le titre � Intelligence �, Campus Press. 2005. Nous nous sommes demand� s’il n’�tait pas hasardeux, du point de vue scientifique, de consacrer une section enti�re � Jeff Hawkins, consid�r� par beaucoup de neuro-scientifiques comme un amateur. Mais il nous a sembl� que les � images � qu’il propose du fonctionnement du cortex (images qu’il n’a d’ailleurs pas invent�es seul) sont �clairantes pour nous, dans un domaine encore tr�s obscur, o� les �tudes sp�cialis�es sont ininterpr�tables par un profane.

2 : Le n�ocortex est fait de six couches empil�es de neurones aux fonctions sp�cifiques, sur une �paisseur qui ne d�passe pas 2 mm, mais qui recouvre, chez l'homme, l'ensemble de la surface de l'enc�phale. Le n�ocortex ne regourpe qu’un petit nombre des 100 milliards de neurones dont dispose le cerveau et qui tous contribuent (en association avec les cellules gliales ou astrocytes, comme on l’a montr� r�cemment), au bon fonctionnement du corps et de l’esprit.

3 : (Dans The Wisdom Paradox: how your mind can grow stronger as your brain grows older (Free Press 2005) le professeur de neurologie clinique � la New York University School of Medecine Elkhonon Goldberg montre que le cerveau des personnes vieillissantes conserve ou augmente sa capacit� � r�soudre des probl�mes, ceci m�me si l'�ge inflige d'autres pertes de cognition, notamment en termes de m�moire imm�diate. Cette propri�t� d�coule du fait que la fonction dite "pattern recognition" ou aptitude � reconna�tre des patterns ne fait que s'accro�tre au fur et � mesure que s'accro�t l'exp�rience des personnes �g�es. La fonction est complexe et mal comprise, que ce soit chez l'homme ou dans les robots. Cependant, elle appara�t comme g�n�rique � la plupart des esp�ces dot�es d'un enc�phale et par cons�quent ne subirait pas la d�gradation des autres fonctions du cerveau humain. Encore faut-il l'exercer, aussi bien par des activit�s intellectuelles que par des activit�s physiques obligeant � r�soudre des probl�mes. Acceptons en l'augure (voir New Scientist 13 Ao�t 2005, p. 51).

4 : A l’�poque tout au moins o� le livre fut �crit. Or les connaissances �voluent vite en la mati�re. Dans ses derni�res publications (voir la bibliographie de son livre Comprendre l’organisation du vivant , Gilbert Chauvet a montr� que les neurones ne sont pas les seuls � intervenir dans la m�morisation. Le r�le des astrocytes (cellules gliales) et capillaires est consid�rable. Le couplage entre les trois r�seaux neurones, astrocytes et capillaires (sans oublier les neurohormones ) est n�cessaire � une explication de la m�moire et de l’apprentissage. Il reste que, pour les non-sp�cialistes, des livres comme ceux de Hawkins ont l’int�r�t de proposer des interpr�tations ais�ment compr�hensibles. Leur danger, par contre, est de laisser croire que tout les probl�mes sont r�solus. Ils emp�chent le lecteur de comprendre que de v�ritables th�ories (math�matiques) du fonctionnement du cerveau restent n�cessaires � une compr�hension en profondeur. Voir � ce sujet la section 5.

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