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robotique, vie artificielle, réalité virtuelle


information, réflexion, discussion
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Jean-Paul Baquiast Jean-Paul.Baquiast@wanadoo.fr
Christophe Jacquemin christophe.jacquemin@admiroutes.asso.fr
maj le 16/01/01

N° 7
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logo Revue les automates intelligents - © image : Anne Bedel

Le feuilleton
Eléments de définition
J.P.Baquiast

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Eléments de définition précédents  
catégorisation ; information  ; darwinisme ; théorie computationnelle de l'esprit ; émergence ; intelligence ; intelligence artificielle
; cybionte ; automate ; paradigme de l'automate

Avertissement: ces définitions n'ont aucun caractère vraiment scientifique, ni même philosophique ou politique.
Elles visent seulement à illustrer les propos parfois sibyllins ou trop rapides de nos deux amis Alain et Bernard. Nous les modifierons éventuellement au fil des discussions.

La conscience

Conscience : perception plus ou moins claire que chacun peut avoir de son existence et du monde extérieur (Larousse).

Aptitude d'un organisme à s'auto-représenter dans son environnement, plus ou moins complètement, et sur des durées de temps variables incluant le présent, le passé et le futur. L'aptitude à la conscience semble dépendre d'organisations ou plutôt de processus spécifiques encore mal connus, mais en voie d'éclaircissement, caractérisant l'unité centrale de traitement de l'information des animaux dits supérieurs (le système nerveux central chez l'homme) en relation éventuelle avec divers organes périphériques. La conscience se vit d'abord de l'intérieur de l'organisme doté de cette fonction. Mais ledit organisme peut inférer son existence quand d'autres organismes se disent eux-mêmes conscients, et réagissent de façon identique ou voisine au premier.

Ses formes les plus développées se rencontrent chez les individus humains, et dans un moindre degré, avec des formes sans doute différentes, dans les groupes humains, lorsque les individus constituant ces groupes prennent conscience d'appartenir à un ensemble cohérent spécifique se distinguant d'autres groupes. Dans ce cas, les relations s'établissant entre ces individus génèrent des contenus de conscience différents de ceux existant au niveau de l'individu isolé. Il est probable que certaines formes frustres ou différentes de conscience soient présentes chez d'autres êtres vivants. Elles n'existent pas encore chez les automates machines. Mais rien n'empêcherait a priori que des facultés conscientes soient progressivement introduites par l'homme, ou se mettent en place spontanément, chez ces derniers.

Il est important de ne pas considérer la conscience comme un tout ou boite noire, mais de la décomposer en ses éléments tels qu'ils apparaissent à la neurologie. Les progrès de celle-ci sont rapides (examens cliniques de malades frappés par divers accidents cérébraux, complétés d'observations utilisant notamment l'imagerie médicale). Il s'agit d'une révolution scientifique, aux conséquences philosophiques et politiques aussi importante que celle actuellement enregistrée en matière de génétique. Malheureusement, il en est moins parlé. Plusieurs ouvrages récents, dus notamment à Antonio Damasio et Gérald Edelman, nous paraissent devoir être, en ces années 2000-2001, la bible de ceux qui s'intéressent à la conscience, que ce soit pour l'étude du cerveau, ou pour les investissements qui seront faits dans les laboratoires s'intéressant à la vie artificielle, afin de simuler la conscience au sein d'automates. Il n'est pas question de résumer ici ces ouvrages, résument eux-mêmes de nombreux travaux provenant des Instituts de neurosciences, notamment aux Etats-Unis, mais seulement d'essayer d'en retenir quelques cadres conceptuels utiles pour la réflexion sur les automates intelligents.

Nous proposons d'abord de retenir avec Damasio plusieurs niveaux de conscience aux performances croissantes, faisant appel à des cartographies et réseaux de neurones superposés :

L'homme valide et adulte dispose de ces différents niveaux. Il est probable, nous l'avons dit, que de nombreuses espèces animales soient dotées de certains d'entre eux, sous forme fruste (ou différente de celles que nous connaissons, et qu'il nous faudrait découvrir).

Pour approfondir ces descriptions, et entrer véritablement au cœur des mécanismes conscients, nous ferons appel à Edelman et Tononi.

Pour ces auteurs, la conscience primaire (celle par laquelle tout commence) résulte d'un ensemble de processus qui ne peuvent s'établir que sur des architectures cérébrales caractérisées par la complexité, elle-même définie comme "une synthèse optimale de spécialisation fonctionnelle et d'intégration fonctionnelle au sein d'un système", c'est-à-dire comportant des milliards de neurones, des millions (?) de cartes fonctionnelles et de groupes de neurones entrant, sortant et réentrant, des milliards aussi (?), selon l'expérience du sujet, de connexions entre neurones acquises par cette expérience et "mémorisées" pour être éventuellement réactivées. Le tout est le produit de la sélection, sélection génétique en ce qui concerne les grandes structures, aires, cartes, groupes de neurones de liaison, sélection au cours de la vie du sujet pour les connexions spécifiques à l'individu.

L'hypothèse de la complexité fonctionnelle n'est pas nouvelle, encore que dans cette présentation elle devienne une condition sine qua non de l'établissement d'un processus de conscience. De l'uniformité ou de la faible diversité fonctionnelle ne pourrait en principe émerger aucune conscience.. L'hypothèse qui est par contre plus nouvelle est celle dite de la sélection des groupes neuronaux et de l'intégration fonctionnelle entre ceux-ci. Le processus est darwinien. Lors du développement du tissu nerveux, un répertoire primaire de structures neuronales apparaît (sélection développementale). L'expérience reçue de l'environnement extérieur renforce certains liens entre neurones et synapses et en fait disparaître d'autres (sélection comportementale ou par l'expérience). Ceci donne des répertoires, primaires et secondaires, qui s'associent eux-mêmes, dans la suite du développement modulé par l'apprentissage), en sites ou cartes traitant la perception, notamment sensorielle, d'une façon cohérente.

La poursuite de l'apprentissage (au cours duquel la perception d'un objet extérieur constituant un tout oblige le cerveau à le reconnaître comme tel) sélectionne enfin des fibres associatives entre cartes différentes mais obligées de converger pour donner une image cohérente du monde. Il s'agit, pour reprendre les termes d'Edelman, de liaisons massivement ré-entrantes, dégénérées (au sens mathématique) et redondantes assurées par des faisceaux ou groupes de neurones des aires du cortex associatif (thalamo-cortical), que complètent d'autres voies projetées vers différentes autres parties du système sensori-moteur. Ces faisceaux ou groupes de neurones peuvent mettre en relation en temps quasi réel (dizaines ou centaines de millisecondes) toutes les parties du cerveau accessibles par elles. Elles sont de ce fait susceptibles de contribuer à l'élaboration des processus conscients. Plus il y a de sites différents, et plus ils sont interliés par des ponts ré-entrants et redondants à très court délai de réponse, plus la conscience a de probabilités d'émerger - ceci même s'agissant de la conscience primaire et fugitive, survenant éventuellement par flashs, dont certains animaux doivent être capables.

Mais le problème de l'apparition de la conscience ne s'explique pas seulement par l'existence de groupes neuronaux convenablement sélectionnés en termes de cartes, ni par les groupes de neurones de liaison. Le cerveau n'est pas conscient de tout en même temps. La conscience, primaire et surtout évoluée, observée de l'extérieur ou de l'intérieur du sujet, apparaît comme un processus bien défini, dont il faut expliquer la genèse. Elle est unitaire, cohérente et sélective (une seule chose à la fois dans le même instant), de faible débit mais puissamment informative (capable en quelques fractions de secondes de faire appel et d'évoquer l'un des plusieurs milliards d'états pré-conscients, ou plutôt disponibles dans les mémoires accessoires dont dispose le système nerveux). Elle est aussi continue (elle ne s'arrête jamais, même dans certains états de sommeil), en perpétuelle réactivité et changement suite aux messages exogènes et endogènes reçus par le sujet. Finalement aussi elle est "privative" (propre au sujet conscient, qui ne peut la communiquer sous aucune forme à un autre sujet). La combinaison de ces caractères fait de la conscience un processus à la fois limité, fragile, mais extrêmement puissant. Malgré ses limitations, elle a pu assurer jusqu'à ce jour le succès compétitif des espèces animales qui en ont été dotées par l'évolution sélective.

Or ces caractères, selon Edelman, résultent de l'existence d'un noyau dynamique de réseaux de neurones, dans le système thalamo-cortical, qui animent et informent par ré-entrance, en permanence, un certain nombre de sites constituant le cœur momentané de la conscience primaire. Ce noyau n'est pas stable ni localisé, en ce sens qu'il pourrait être identifié comme le siège de la conscience. Il s'établit, sans doute sous la pression sélective immédiate des évènements mobilisant l'attention du sujet, en regroupant les faisceaux les plus aptes à répondre aux besoins de prise de conscience imposés au sujet par l'environnement. Peut-être pourrait-on comparer ce processus au faisceau d'une lampe de poche, qui éclaire successivement et en se déplaçant sans cesse un certain nombre d'objets différents d'une pièce, et réussit à donner de cette pièce une image utilisable pour celui qui veut s'y mouvoir. Le noyau dynamique ne se limiterait pas à l'interconnexion des zones relevant de la mémoire immédiatement accessible, mais il pourrait projeter des fibres, via des ports de communication entrants et sortants, vers les immenses portions du système nerveux relevant des cartographies globales sensori-motrices spécialisées, ou des routines motrices et cognitives intéressant ce que l'on appelle l'inconscient. Par apprentissage, le champ de l'inconscient peut se trouver réduit au profit du champ des circuits mobilisables épisodiquement ou durablement par le noyau dynamique générateur des faites de conscience.

Edelman rejoint Damasio en montrant l'émergence, sous la pression sélective, de consciences de niveaux supérieurs, introduisant des proto-concepts dérivant de la catégorisation perceptive propre à tout système sensoriel et moteur même le plus primitif. Ceci pose le problème du statut de l'information dans le monde. L'organisme ne peut accéder à d'éventuelles réalités externes à lui caractérisant le monde extérieur, à partir duquel il construirait des modèles ou descriptions fidèles. L'organisme ne peut que conserver, par sa propre organisation, la mémoire des occurrences statistiques selon lesquelles ses organes se heurtent à un réel inconnaissable en soi, mais seulement perceptible par son expérience sensorielle et motrice. A partir de catégorisations perceptives mémorisées (J.P. Changeux parle de pré-représentations) puis régulièrement renouvelées, l'on peut imaginer que le cerveau lui-même élaborera des constantes ou concepts qu'il utilisera dans le cadre de la conscience comme des entrées endogènes complétant les entrées exogènes, et servant à reconnaître ces dernières. Ce seront d'abord des gestes ou phrases stéréotypées, objets d'échanges entre individus au sein des groupes.

Parmi eux pourra s'introduire le concept de soi, autour duquel se réorganisera très vite l'ensemble des autres concepts. La représentation du soi dans son environnement est évidemment la pierre de touche de la conscience évoluée, celle à partir de laquelle, si l'on peut dire, s'est construite toute la civilisation humaine. Mais les origines du soi (ou du "nous", c'est-à-dire du groupe intégrant le soi) ne semblent pas très différentes de celles des premiers proto-concepts, précédemment évoqués. La réentrance du concept de soi dans de nombreux registres associés par le noyau dynamique confortera évidement très vite la conscience de soi ou celle du groupe, en l'enrichissant des innombrables associations informatives déjà accessibles par le noyau dynamique, et en "repolarisant" ces associations. L'animal ainsi enrichi passera alors de la "mémoire du présent" (conscience primitive) à celle du passé et à celle du futur. Le statut du langage préalable ou consécutif à ces constructions fait encore l'objet de discussions. L'on considère généralement que le langage, moyen d'échange formalisé entre deux individus, suppose la conscience chez ceux-ci, et notamment la conscience de soi. A plus forte raison lorsqu'il s'agira de langages relevant de la science ou connaissance scientifique. Mais des définitions plus réductrices des langages peuvent être données. On parlera de pré- ou proto-langages.

L'intéressant de tous ces travaux, qui devront évidemment être affinés et mieux démontrés dans un proche avenir, notamment par l'exploration en profondeur, impossible actuellement du fait des limitations de l'imagerie cérébrale, des couches profondes du cerveau, est que rien n'interdit - obstacles technologiques mis à part- de réaliser des artefacts électroniques ou enrichis de bio-puces, présentant l'amorce des conditions signalées comme nécessaires à l'apparition de la conscience: extrême complexité, extrême variabilité, forte réentrance et redondance, etc. Ou bien ensuite il sera possible d'injecter sur de telles plates-formes des flux d'échanges de type voisin de ceux prêtés au noyau dynamique décrit ci-dessus ou bien, mieux encore, l'on mettra ces plates-formes en situation de survie compétitive, pour observer comment elles réagiraient à la pression de sélection, suite à des flux d'évènements sélectifs envoyés par l'homme ou produits de façon aléatoire. Les automates se donneraient alors, si l'on peut dire, des proto-consciences en défense aux agressions du milieu qui leur seraient imposées. L'implémentation de proto-conscience (ou l'élaboration d'automates proto-conscients) pourrait donc se faire conjointement par voie descendante (l'homme introduisant progressivement les fonctions et les contenus nécessaires à chaque niveau) et par voie ascendante (l'automate, pour survivre, se dotant des réseaux et contenus adéquats par auto-complexification spontanée, dans le cadre du développement de ce que l'on schématise par le terme de "réseaux neuronaux"  ou "réseaux de neurones formels" dotés d'une plasticité et d'une complexité comparables, en beaucoup moins performants évidemment, à celles du cerveau.


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