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Revue n° 6
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Publiscopie

Couverture du livre Machine-esprit, d'Alain Prochiantz

Alain Prochiantz: Machine-esprit 
(Editions Odile Jacob, janvier 2001)

Notes par Jean-Paul Baquiast 21/01/01

Alain Prochiantz dirige le laboratoire de développement et évolution du système nerveux (CNRS) à l'Ecole Normale Supérieure.

Il a précédemment publié, outre de nombreux articles:
- L'anatomie de la pensée : à quoi pensent les calamars? Éditions Odile Jacob, 1997.
- La biologie dans le boudoir, Éditions Odile Jacob.
- Claude Bernard, la Révolution physiologique
- Stratégies de l'embryon, Éditions PUF.

Voir également, sur le web:
- Les inattendus du développement http://www2.pourlascience.com/numeros/pls-236/inattendus.htm

Le nouveau livre d'Alain Prochiantz poursuit et amplifie les propositions présentées dans un livre précédent, qui fut déjà très remarqué : "Les anatomies de la pensée, A quoi pensent les calamars ? Odile Jacob 1997 "

Stricto sensu, l'auteur résume pour nous, outre de nouvelles réflexions relatives à la philosophie des sciences, les travaux qu'il mène dans son laboratoire concernant le développement phylogénétique (au travers des espèces) et embryogénétique du système nerveux dans le monde vivant. Alain Prochiantz a d'ailleurs consacré à une partie de ce thème la 24e conférence de l'Université de tous les savoirs (Editions Odile Jacob).

Mais les évènements se précipitent, et les esprits évoluent très vite, dans le domaine plus général de la génétique. Nous pouvons noter, dans le désordre :

Ajoutons à cela les perspectives de la robotique et de la vie artificielle, incluant les symbioses de plus en plus fréquemment envisagées entre cellules vivantes et substrats électroniques. Ce point mérite un développement un peu long dont nous nous excusons d'avance. Quelques-uns de nos lecteurs s'étonnent de voir, sur un site consacré à la robotique, présenter les travaux de biologistes, physiologistes ou neurologues plutôt que les détails du chien Aibo ou de la maison intelligente. C'est qu'à nos yeux il faut prendre en considération le long terme, où nous pensons, peut-être à tort, que " tout se mélangera "... La vie artificielle, telle qu'elle est partie, n'aura pas de limites à ses ambitions. Tout ce qui fonctionne dans la nature sera analysé, d'aussi près que possible, afin d'être éventuellement reproduit ou copié. L'ouvrage excellent d'Alain Prochiantz, dont nous vous parlons, fait le point des connaissances de son auteur en matière d'embryogenèse : comment se déroule le " programme " contenu dans l'ADN de la cellule germinale, résultant de la fusion de la mi-hélice maternelle et de la mi-hélice paternelle ? Comment agissent, notamment, ces fameux gènes de croissance qui téléguident, si l'on peut dire, la spécialisation cellulaire et l'assemblage des organes du nouvel individu, depuis la cellule fécondée initiale jusqu'à la mort ?

Or ceci comporte un rapport assez évident avec la robotique, que suggère d'ailleurs le titre " Machine-esprit " où le lecteur ne verra pas un simple coup de chapeau à Turing, inventeur du mot. Aujourd'hui, les roboticiens ont pour l'essentiel renoncé à programmer a priori les automates. Ils les obligent à se donner eux-mêmes, par compétition darwinienne dans un environnement sélectif, les programmes les mieux adaptés aux contraintes hic et nunc du milieu. Mais les chercheurs en vie artificielle n'ont pas encore essayé de créer, sauf sous des formes très simplifiées, des automates dont, non seulement les programmes s'adapteraient, mais dont l'ensemble de la machinerie, capteurs, effecteurs, moteurs, pourrait se construire au fur et à mesure que grandirait l'expérience de l'automate, et que s'accroîtraient les exigences de réponse nécessaires à sa survie. Il faudra bien y venir pourtant, si l'on veut que les machines puissent par exemple grandir et se complexifier en milieux hostiles à l'homme. Il sera donc nécessaire de disposer de programmes déroulants qui, d'une petite machine limitée et pas très intelligente, feront une grande machine puissante et très maligne, en captant à l'extérieur et assemblant les éléments qui lui seront nécessaires, ainsi qu'en transformant en contenus cognitifs les entrées-sorties de ses senseurs et effecteurs.

Comme ceci ne serait pas possible dans le cadre d'une programmation initiale incapable de prévoir les futurs affrontements de l'automate avec le milieu, il faudra bien que des algorithmes génétiques complexes, découlant d'un plan initial global, mais non spécifié au départ dans le détail, se mettent en place progressivement, en fonction des besoins du moment et des réactions du milieu. Pour ce faire, il ne sera pas inutile d'avoir bien compris le mécanisme des actions-réactions entre gènes morphogénétiques dans l'ontogenèse biologique, pour le transposer au profit des programmes morphogénétiques supposés entrer en action successivement ou en réseau, afin de construire notre automate, si possible en dehors de toute intervention humaine.


Venons-en, après ces préambules, à Machine-esprit.

L'auteur n'a pas l'ambition de tracer les plans d'un automate auto-adaptatif dont le concept même paraît à beaucoup relever de la science-fiction. Le livre est d'abord, nous l'avons dit, le compte-rendu très professionnel des travaux et des réflexions d'un biologiste généticien s'intéressant plus particulièrement à l'ontogenèse, c'est-à-dire à l'élaboration d'un individu par actualisation de son génotype. Il s'agit de mieux comprendre et faire comprendre des mécanismes restant encore très mystérieux. Si possible, le biologiste espère en tirer des enseignements pouvant servir en génétique et, plus particulièrement en médecine. Ceci serait déjà très bien, à ses yeux et aux nôtres.

Les difficultés de la question ne sont pas esquivées, après le rappel historique indispensable à comprendre l'état actuel des connaissances. Alain Prochiantz insiste sur le fait que, contrairement à ce que l'on croit, le 19e siècle et la première partie du 20e ont posé les bases de la génétique moderne, au cours de débats passionnés entre les savants de l'époque, bien avant la découverte de Crick et Watson. Le problème lui-même est traité, en simplifiant la présentation, certes, mais dans toute son ampleur. L'ensemble des solutions retenues par l'évolution dans le domaine de la phylogenèse et de l'ontogenèse du vivant sont évoquées. Rien n'est caché de la complexité des problèmes rencontrés, ni des obscurités qui demeurent. Le livre fait ce faisant un grand effort de pédagogie, pour aider le lecteur à s'y retrouver. Un glossaire très clair précise les principaux termes techniques. Il s'agit donc d'un ouvrage qui, sans être facile, est tout à fait abordable.. Une des premières conclusions, un peu naïve mais utile, que l'on retire de la lecture d'un tel travail est que les choses sont loin d'être aussi simples que les discours triomphalistes de la génétique industrielle peuvent le laisser croire. Une chose est de modifier le site d'un gène, une autre de comprendre à quoi servent ou ne servent pas tous les sites géniques, et surtout comment s'exprime leur action, tout au long de la vie du sujet.

Le livre ne se limite pas à l'ontogenèse des organismes relativement simples, ne disposant que de ganglions nerveux en place de cerveau. Il montre les voies spécifiques suivies par le génome pour la mise en place de la tête, du cerveau et finalement de la pensée, en liaison permanente avec le reste du corps, mais aussi en réaction permanente avec les entrées sensorielles. Les mécanismes de production d'un individu aussi multiple que l'homme, par expression des gènes de son génome, en interaction avec un environnement chaque fois différent, sont éclaircis en partie, par comparaison avec ce qui se passe chez les espèces plus simples, arthropodes par exemple. Le livre nous rappelle à ce sujet des choses fort utiles, que sous l'influence de l'anthropocentrisme ordinaire, nous avons tendance à oublier : ce sont les mêmes gènes qui commandent le développement de la plupart des espèces vivantes, depuis la drosophile jusqu'à l'homme.

Un tel sujet peut porter à d'innombrable développement touchant les sciences connexes ou la philosophie. L'auteur, très honnêtement, refuse de trop s'éloigner de sa discipline. Il indique quelque part que l'interdisciplinarité, quoique à l'ordre du jour aujourd'hui, incite à parler de ce que l'on connaît mal, plutôt qu'approfondir ce que l'on connaît mieux. Il craint aussi les métaphores pouvant en résulter. Nous ne sommes pas certains qu'il ait totalement raison, mais là n'est pas le propos. Notons cependant que l'auteur, tant dans cet ouvrage que dans ses précédents, n'a pas hésité à aborder des domaines relevant de la philosophie des sciences et de la philosophie en général. Ses études sur Claude Bernard, D'Arcy Thompson, Léon Brillouin, Alan Turing et bien d'autres, montrent son aptitude à traiter des sujets relevant de l'histoire des sciences et de la philosophie.

Revenons au fond du problème abordé par Machine-esprit, déjà posé dans ses précédents ouvrages. Alain Prochiantz peut, nous semble-t-il, être considéré comme l'un des représentants français de l'Evo-dévo. Ce terme désigne une méthode inspirée d'un principe reconnu comme faux popularisé par Haeckel au 19e siècle, " l'ontogenèse récapitule la phylogenèse " c'est-à-dire que l'embryon passe par toutes les phases de développement suivis par l'espèce, le phylum, auquel il appartient au cours de l'histoire. L'Evo-dévo sans se rallier au jugement d'Haeckel, se borne à constater qu'il y a interaction permanente entre le développement d'un individu à partir de l'œuf, le milieu auquel se trouve confronté cet individu, et l'évolution de l'espèce à laquelle il appartient, elle-même façonnée au plan génétique par la nécessitée d'une adaptation à un milieu exerçant des contraintes sélectives à plus long terme. Peut-être pourrait-on résumer cette approche en disant qu'elle cherche à éviter les excès du tout-génétique déjà évoqués ci-dessus (tout chez l'individu est commandé par les gènes de son génotype) en réhabilitant l'individuation, autrement dit les acquis évolutifs, y compris leurs répercussions sur le génome, susceptibles d'être apportés par l'invention dont fait preuve l'individu au cours de sa vie.

Les excès du tout-génétique ne peuvent être contrés qu'en montrant que durant l'ontogenèse, la mise en place des constituants de l'organisme tolère une certaine souplesse. Tout n'est pas rigidement programmé par le déroulement implacable du programme génétique, tout au moins chez les animaux d'une certaine complexité, notamment les vertébrés dont l'homme fait partie. Le génome, à part les accidents de réplications, survenant notamment lors de la méiose, ne se borne pas à faire des clones. Il produit des individus. Pour démontrer cela, Alain Prochiantz insiste sur le rôle des gènes dits de développement. Certains commandent avec une relative rigidité, depuis la mouche jusqu'à l'homme, la mise en place des segments du corps, des membres, de certains organes tels que l'œil. Mais d'autres au contraire, responsables de l'implémentation du tronc cérébral et du cerveau, installent dès le début de la vie embryonnaire, une plate-forme neurale malléable, non spécifiée, qui recevra progressivement les réentrées neuronales venant du reste du corps, mais aussi les messages recueillis par la périphérie, au contact de l'extérieur. En reprenant l'image de l'homoncule, l'auteur nous dit que le génome peut, dans une certaine mesure, être considéré comme l'imago ou homoncule du futur corps, mais ne peut pas l'être pour le cerveau. Il n'y a pas d'homoncule ou plan du cerveau dans le génome. L'homoncule, si l'on veut conserver cette image, est constitué, au niveau du cerveau, par les remontées vers le cortex des entrées sensorielles : aires somatique, visuelle, auditive, etc. qui s'organisent en machines computationnelles supportant les représentations durables ou passagères dont l'individu se sert pour survivre.

Une des applications la plus spectaculaire de cette approche est la proposition selon laquelle le cerveau, notamment chez l'homme, n'est pas entièrement façonné à la naissance par les gènes de développement. L'on savait qu'il pouvait tenir compte de l'expérience en complexifiant ses synapses, mais Alain Prochiantz va plus loin en indiquant que, si le milieu, notamment l'insertion dans un milieu culturel stimulant l'exige, de nouveaux neurones peuvent se mettre en place dans le cerveau, et cela jusqu'à la mort…perspective très appréciée du grand public. " Ce n'est pas le cerveau qui génère la pensée, c'est la pensée qui génère le cerveau ". Or la pensée correspond, que ce soit chez le calmar ou l'homme, au traitement des informations reçues du milieu par l'appareil sensori-moteur. Ce sont les corps et, finalement, si l'on peut dire, les caractéristiques perceptibles du milieu elles-mêmes, qui pensent.


Nous voudrions maintenant poser quelques questions qui nous ont paru rester sans réponses suffisantes dans le livre :

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