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Publiscopie
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A
propos de "Intelligence" de Jeff Hawkins
(avec Sandra Blakeslee)
Edition francaise Campus Press,
2005
Edition américaine: On intelligence, Henry
Holt 2004
Commentaire par Jean-Paul
Baquiast et Christophe Jacquemin, 10/08/05
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 Bien
connu pour être le créateur du PalmPilot
(fondateur des sociétés Pal Computing
et de Handspring), Jeff Hawkins, 48 ans, est également
à l'origine du Redwood Neuroscience Institute
(créé en 2002), institut de recherche
"non profit" qui cherche à comprendre
comment fonctionne le cerveau et en à produire
des modèles mathématiques appropriés.
Il est également directeur de la société
Numenta, start-up récemment créée,
dont l'objet vise à finaliser des mémoires
d'ordinateurs basées sur la façon
dont fonctionne le cerveau
Pour
en savoir plus :
Site
www.onintelligence.org, site qui présente
le livre (dont on peut notamment lire le prologue)
Redwood
Neuroscience Institute : http://www.rni.org/
Société
Numenta http://www.numenta.com/
 Journaliste
scientifique, Sandra Blakeslee collabore depuis
plus de trente ans avec le New York Times. Ses
domaines de prédilections vont des neurosiences
à la génétique, en passant
par la biologie cellulaire et les sciences de
la Terre. Elle est notamment co-auteur, avec V.
S Ramachandran de l'ouvrage "Phantom in the
Brain - Probing the Mysteries of the Human Mind
"
Pour en savoir plus :
http://sandrablakeslee.com/
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Jeff
Hawkins, dans Intelligence, propose une nouvelle
vision de la façon dont fonctionne le cerveau humain.
Il montre que celui-ci n'est pas un ordinateur (une machine
de Turing) mais un vaste système de mémoires
qui engrange les expériences accumulées
par chaque personne depuis sa naissance (voire depuis
le stade foetal). Ces expériences accumulées
reflètent la structure du monde tel qu'il est apparu
au sujet possesseur du cerveau tout au long de sa vie,
sous la forme de séquences d'événements
et des relations entre ces séquences. A partir
de ces contenus de mémoire, le cerveau fait à
tout instant des prédictions qui sont confrontées
aux nouvelles expériences et mémorisées
à leur tour après modifications éventuelles.
C'est ce système de mémoire-prédiction
qui constitue l'essentiel de l'intelligence humaine, en
organisant les perceptions, la créativité
et même la conscience.
Résumé
de la thèse
Le
siège de ces propriétés se trouve
selon l'auteur dans le néocortex, dont il donne
une description dont la précision (nous y reviendrons
dans la suite de cet article) surprendra ceux qui n'imaginaient
pas que les neurosciences, même assistées
des instruments modernes de l'imagerie, aient pu atteindre
un tel niveau de détail dans la description aussi
bien anatomique que physiologique de cette partie essentielle
du cerveau. Il présente les six couches empilées
de neurones aux fonctions différentes constituant
le néo-cortex, sur une épaisseur qui ne
dépasse pas 2 mm mais qui recouvre, chez l'homme,
l'ensemble de la surface de l'encéphale. Grâce
à sa structure hiérarchique, le néocortex
reçoit en parallèle les messages envoyés
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
présentant une cohérence au plan géographique
et au plan temporel (séquences chronologiques).
Ces patterns correspondent, après diverses opérations
destinées à éliminer l'accessoire
pour garder le permanent, aux représentations que
nous nous faisons du monde.
Mais le point essentiel, souvent négligé
par les modèles courants du cerveau, est que le
néocortex ne fonctionne pas seulement du bas vers
le haut. Les patterns se forment dans chacune des six
couches de neurones et sont restitués à
la couche inférieure en même temps qu'ils
sont adressés à la couche supérieure.
Ce rétro-feedback prend la forme d'une prédiction
renvoyée à la couche inférieure et
instantanément comparée et modifiée
si besoin ést compte tenu des nouvelles informations
provenant de l'extérieur. Dans ce modèle
d'architecture, on pourrait dire que chaque couche de
neurones du néocortex se comporte comme un néocortex
à elle seule, à la différence qu'intégrée
dans un système hiérarchique, ce qu'elle
reçoit et émet influence en parallèle
ce que reçoivent et émettent les autres
couches. C'est cette architecture qui permet notamment
de ne pas confondre le cerveau avec un ordinateur classique.
Contrairement à celui-ci qui produit une information
en sortie à chaque entrée d'information
venant de l'extérieur, le cerveau fait, à
diverses échelles de complexité, des prédictions
basées sur les expériences et les séquences
préalablement enregistrées. Ces prédictions
provoquent des sorties motrices qui modifient le monde
environnant et provoquent en retour de nouvelles informations
au niveau des entrées sensorielles. L'interaction
avec l'extérieur résulte du fait que le
système global est doté d'organes sensoriels
et d'organes effecteurs. Mais ces organes ne fonctionnent
pas isolément. Ils s'auto-influencent à
tous les niveaux de complexité du cortex, du fait
des nombreuses liaisons synaptiques qui les relient.
Deux autres caractères différencient le
néocortex des autres fibres et structures neuronales.
L'une est l'organisation en colonnes verticales de quelques
millimètres de diamètres qui mettent les
neurones de chaque couche, à l'intérieur
de ces colonnes, en communication avec ceux situés
au dessus et au dessous. Ces colonnes (ou groupes de colonnes,
car rien n'est unique dans le cerveau) sont en principe
dédiées, du fait d'une architecture acquise
par l'évolution et commandée à la
naissance par les gènes de structure, à
des types spécifiques de messages, par exemple
transmettre via le cortex visuel, l'information relative
à la perception d'une ligne verticale. Mais si
nécessaire, en cas d'accident, elles peuvent se
remplacer l'une l'autre. Le cerveau n'est donc pas au
départ un amas indifférencié de neurones,
un «tas de nouilles». Le deuxième caractère
est opposé au précédent, ou plutôt
complémentaire de celui-ci. Dans toutes les couches,
avec une densité de plus en plus grande lorsqu'on
s'élève dans la hiérarchie de ces
couches, il existe des fibres de liaison qui, grâce
aux synapses, permettent d'associer les mémoires
et donc les prédictions formulées à
chaque niveau hiérarchique. Ce sont ces fibres
horizontales qui ont donné d'ailleurs au cortex
son qualificatif d'associatif. L'existence de liaisons
horizontales était connue depuis longtemps, mais
Hawkins montre qu'elles jouent un rôle permanent
dans la modulation tant des informations émises
en sortie que des informations reçues en entrée,
ceci quelle que soit la complexité des patterns
et des séquences transitant au sein des couches
et à travers elles.
Un autre point important, qui permet au cerveau, malgré
la lenteur de ses composants primaires, de réagir
vite et de façon régulière, est l'invariance
des patterns stockés à chaque niveau du
cortex. Il s'agit d'une invariance relative, puisque les
séquences mémorisées peuvent être
modifiées si elles sont contredites par de nouvelles
expériences. Mais lorsque ce n'est pas le cas,
elles peuvent être immédiatement mobilisées
pour produire des prédictions et entraîner
des actions s'appuyant sur ces productions. Ceci ne constitue
pas une observation nouvelle. On sait depuis longtemps
que le cerveau commande de nombreux comportements sur
le mode automatique, par exemple dans le cas de la conduite
automobile, l'appel à des solutions plus complexes
ne survenant qu'en cas de difficulté inattendue.
Cette invariance des patterns ne doit pas être confondue,
évidemment, avec les boucles sensori-motrices automatiques
caractérisant l'ensemble de la vie organique et
ne faisant pas intervenir le cortex. Mais le point sur
lequel Hawkins insiste est que ce phénomène
de l'invariance des patterns au niveau du néocortex
est absolument général. C'est pourquoi il
caractérise le cortex comme un ensemble de mémoires
prédictives. Dans chacune des couches et des colonnes,
le néocortex stocke des séquences de patterns.
Il s'agit d'un stockage auto-associatif, tel élément
de séquence pouvant suffire à faire apparaître
la séquence entière ou des séquences
différentes dans lesquelles il figure. Là
encore, c'est l'extrême connectivité synaptique
du cerveau qui rend possible ces associations.
Enfin, les patterns sont stockés sous une forme
invariante et hiérarchique. C'est ce caractère
qui assure la permanence bien connue de la mémoire
et le fait que les représentations primaires que
nous nous donnons du monde s'articulent dans notre esprit
en représentations de plus en plus complexes. Plus
on s'élève dans la hiérarchie, plus
les détails, importants dans les niveaux inférieurs,
s'atténuent au profit des lignes générales.
On voit ainsi apparaître, au sommet des couches
néocorticales, des représentations correspondant
à ce que l'on appellera en linguistique des concepts
ou des noms. Les concepts sont seulement des abstractions
épurées des détails. Ils n'ont pas
besoin d'être nommés par le langage social
pour exister et servir à orienter le comportement
intelligent supérieur. Au plus haut de la pyramide,
c'est le concept de « moi » qui synthétisera
l'ensemble des expériences passées et actuelles
enregistrées par le sujet. Mais de nouveau, on
rappellera que la permanence et la hiérarchie ne
sont que relatives. Elles peuvent laisser place à
des variantes de représentations ou de hiérarchies
si de nouvelles expériences imposent ces changements
et si la plasticité d'ensemble du système
permet d'en tenir compte pour assurer la réadaptation
du système à un milieu profondément
changé.
Comment s'élaborent les abstractions, au fur et
à mesure que les patterns s'élèvent
dans la hiérarchie corticale ? L'auteur évoque
des processus statistiques (hebbiens), le niveau supérieur
ne mémorisant que les données les plus fréquentes
et ne tenant pas compte des données plus occasionnelles.
Ceci ne paraît pas poser de difficulté conceptuelle,
sauf qu'il faudra pour bien faire préciser dans
chaque cas le processus neuronal à l'oeuvre dans
la fabrication de l'abstraction. Ce pourra être
le renforcement des liaisons synaptiques les plus souvent
ou les plus fortement sollicitées.
Finalement, on pourra se représenter l'organisation
du cortex comme un modèle du monde acquis par le
sujet au fur de son développement et tout au long
de sa vie. Par organisation, on entendra les patterns
et associations entre patterns qui ont été
mémorisés dans les couches et colonnes corticales
sous forme d'associations de plus en plus stables et hiérarchisées
au fur et à mesure que l'on s'élève
vers les couches corticales supérieures. Il s'agit
de représentations du monde et du sujet lui-même
qui sont propres à ce dernier. Mais l'auteur rappelle,
sans insister suffisamment pensons-nous, que l'architecture
de base du cerveau lui a été transmise par
l'hérédité. Elle correspond à
un modèle du monde acquis non plus par l'individu
mais par l'espèce au cours de son évolution
darwinienne. Les cortex des dauphins ne sont pas analogues
à ceux des humains car ces espèces vivent
dans des mondes différents. Nous dirions presque,
en nous appuyant sur l'hypothèse constructiviste,
sur laquelle nous reviendrons, qu'elles ont construit
des mondes différents. Pour prendre une comparaison
informatique, on dira que l'individu reçoit dès
le stade foetal, comme tous les membres de son espèce,
un ordinateur et un système d'exploitation vides,
et qu'il les garnira de logiciels d'application, de fichiers
et de données de plus en plus riches tout au long
de sa vie. Ces contenus lui seront propres. Ils matérialiseront
le monde particulier dans lequel vit le sujet. Mais il
s'agit d'un modèle du monde qui est aussi un modèle
du «moi» du sujet, ou plus exactement qui
constitue très exactement le «moi»
du sujet. On retrouve là le "rêve"
des nouvelles générations de moteurs de
recherche sur Internet: représenter extensivement
une personne par la collection de tous les messages émis
et reçus par lui pendant une période déterminée.
Nous sommes évidemment là en présence
d'une description matérialiste ou physicaliste
de l'intelligence et de la conscience, c'est-à-dire
d'une position philosophique dont Jeff Hawkins (qu'il
en soit loué) ne se cache pas d'être un représentant
particulièrement averti.
Comparons
le cortex avec une division d'infanterie
L'architecture
neuronale décrite par Hawkins rappelle, en infiniment
plus complexe, celle des réseaux de neurones formels
ou réseaux neuronaux artificiels. Mais l'auteur
réfute cette comparaison, tout au moins dans l'acception
donnée aujourd'hui à de tels réseaux
par les informaticiens. Les réseaux de neurones
formels produisent des patterns mais ils n'ont que peu
de couches et fonctionnent essentiellement dans un sens,
soit en entrée, soit en sortie. De plus ils ne
sont pas conçus pour enregistrer des séquences
temporelles. Une comparaison plus parlante, bien qu'éloignée
de la neurologie, est proposée par l'auteur. C'est
celle que l'on peut tirer de l'architecture et du fonctionnement
d'une entreprise hiérarchique ou mieux, d'une unité
militaire, par exemple une division d'infanterie, manoeuvrant
sur le terrain.
On peut regretter que Hawkins n'ait abordé cette
comparaison qu'en quelques lignes, au lieu de la développer.
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 organisées que l'on peut en donner conduisent
inévitablement à des réflexions d'ordre
épistémologiques que l'auteur n'a pas faites
et qui manquent à son ouvrage, comme nous le dirons
dans la seconde partie de cet article.
Développons la comparaison du cortex avec une unité
militaire manoeuvrant sur le champ de bataille. Chaque
soldat individuel peut être considéré
comme un neurone. Il dispose de nombreux organes sensoriels
spécialisés qui lui permettent de collecter
des informations sur ce qui se passe autour de lui et,
dans un premier temps, de les traiter à son niveau.
Ainsi il confirmera une image visuelle par la recherche
d'un son ou d'une odeur. S'avançant vers l'ennemi,
il fait constamment des prédictions sur ce qu'il
va trouver, en s'appuyant sur son expérience antérieure.
Il confronte ces prédictions à ce qu'il
constate. S'il observe des phénomènes correspondants
à des séquences classées dans sa
mémoire comme non significatives (par exemple l'envol
d'un oiseau qu'il dérange), il ne leur donne pas
suite. S'il remarque un événement important,
auquel il s'attendait, comme la vue d'une mine isolée,
mais s'il peut traiter lui-même cet événement,
par exemple en neutralisant la mine, il n'alertera pas,
en principe, l'échelon hiérarchique supérieur.
Il pourra par contre prévenir ses voisins immédiats
en utilisant les moyens de communications à courte
portée dont il dispose. Si enfin il observe un
fait auquel il s'attendait également mais auquel
il ne pourra pas faire face seul, comme l'apparition d'un
char d'assaut, il alertera aussitôt son chef de
section. Il fera de même, a fortiori, s'il note
un événement grave auquel il ne s'attendait
pas, par exemple une incapacité physique subite
pouvant laisser penser qu'il est soumis à une agression
chimique.
Le chef de section, à son niveau, fait de même.
Tant que le soldat en avant-garde ne signale rien, il
ne prend pas de mesures particulières. Mais il
s'attend, en fait, à ce que son groupe rencontre
une résistance ennemie. Dès que le compte-rendu
du soldat lui parvient, il peut préciser l'image
théorique de l'ennemi qu'il avait formée
dans sa mémoire suite à des expériences
précédentes et donner des ordres en conséquence.
Ces ordres impliquent l'ensemble des hommes de la section
et circulent entre eux immédiatement, de façon
horizontale, grâce aux moyens de communication propres
à cette dernière. Si la section, en tant
qu'unité, peut traiter l'événement,
le chef de section n'alertera pas le capitaine. Il le
fera au contraire si l'occurrence se révèle
dépasser les dimensions de l'événement
qu'il avait mémorisées et auquel il était
préparé à faire face. Le processus
se répète à tous les niveaux de la
hiérarchie, jusqu'au général commandant
la division. Celui-ci avait prédit le fait, parmi
d'autres occurrences possibles déjà mémorisées
elles aussi, que sa division rencontrerait une forte résistance.
Si les différents niveaux inférieurs lui
signalent qu'une résistance effective est observée,
il prend un ordre global en conséquence. Cet ordre
pourra être de stopper la progression et de s'abriter.
L'ordre redescend tous les échelons et est traité,
de façon différente, en fonction du terrain,
c'est-à-dire des retours d'expérience, par
chaque niveau. Le fantassin de base l'exécute à
son tour et rend compte, en signalant au besoin les événements
nouveaux pouvant rendre l'ordre inopportun.
On voit que dans une telle architecture, chaque niveau
est en principe spécialisé. Mais la spécialisation
peut s'adapter aux retours d'expérience. Cette
possibilité d'adaptation résulte du fait
que chaque niveau émet à la fois vers le
haut (rendre compte, voire prendre des initiatives) et
vers le bas (transmettre les ordres). Elle résulte
aussi du fait qu'il existe des communications horizontales
entre niveaux permettant aux unités composant ceux-ci
de coopérer entre elles et se remplacer si nécessaire.
Ces communications sont assurées par des liaisons
radio ou autres spécialisées à chaque
niveau. Si les soldats étaient dotés d'émetteurs
Internet personnels, ils pourraient en principe, comme
dans l'Internet civil, correspondre avec tous les autres
abonnés au réseau, quel que soit leur niveau
hiérarchique. Mais ils ne le feraient que pour
des raisons exceptionnelles, signalant l'émergence
d'occurrences profondément inattendues.
Si nous poursuivons la comparaison entre le cerveau et
une unité militaire opérant sur le champ
de bataille, que pouvons-nous ajouter ? La constatation
essentielle qui s'impose est la suivante : l'unité,
à chaque instant, constitue une mémoire
d'ensemble représentant le champ de bataille tel
qu'il est à cet instant. D'autres points de vue
sur le champ de bataille pourraient être obtenus
par d'autres observateurs situés à l'extérieur,
mais ces points de vue ne seraient pas plus «vrais»
que ceux obtenus par les différents éléments
de l'unité, depuis le fantassin à la base
jusqu'au commandant de division au sommet, qui interagissent
en temps réel avec les évènements
du monde survenant dans le cours de la progression de
l'unité sur le terrain, au contact de l'ennemi.
Ceci ne veut pas dire que l'unité obtient une description
objective du champ de bataille, c'est-à-dire du
monde en soi hypothétique qui correspond à
ce terme. Les patterns ou représentations stables
obtenues par l'unité ne sont pas imaginaires, puisqu'elles
sont testées en permanence par les différents
capteurs sensoriels et actuateurs physique dont dispose
l'unité. Mais ils restent relatifs à ces
capteurs et actuateurs, c'est-à-dire finalement
à l'observateur et à ses instruments observant
le monde externe. Ils n'ont donc qu'une vérité
relative, mais ceci est suffisant pour permettre à
l'unité de naviguer dans le champ de bataille en
optimisant ses chances de survies grâce aux échanges
permanents entre ces divers composants.
Une autre question intéresse le niveau de connaissance
du champ de bataille, c'est-à-dire du monde extérieur,
que peuvent obtenir les différents échelons
hiérarchiques. Le soldat individuel ne pourra produire
qu'une connaissance locale, celle qu'il obtient personnellement
ou en communiquant avec ses voisins immédiats.
Mais chaque niveau hiérarchique supérieur
produira une connaissance plus étendue, dont la
combinaison au sommet de la division aboutira à
une connaissance globale - aussi globale que possible,
tout au moins, compte tenu des moyens mis en oeuvre. Dans
le schéma du cerveau proposé par Hawkins,
les patterns ou représentations dotés d'une
certaine permanence et produits aux différents
niveaux hiérarchiques du cortex servent de base
aux prédictions qui déterminent les actions
et qui sont elles-mêmes soumises à la sanction
de l'expérience découlant de la mise en
oeuvre de ces actions.
Il
en sera de même dans notre exemple.Au reçu
des informations provenant des niveaux subordonnés,
le commandant de la division donnera un ordre global qui
sera exécuté par chaque échelon subordonné
pour ce qui le concerne. Mais celui-ci n'obéira
pas en aveugle, si l'on peut dire. Il adaptera l'exécution
de l'ordre compte tenu des représentations locales
du milieu dont il est porteur, et que le commandant de
division ne pouvait pas connaître. Tout problème
non prévu par le commandement et pouvant remettre
en question l'exécution de l'ordre remontera immédiatement
vers les échelons supérieurs, si son importance
le mérite. Ainsi la division se comportera comme
un ensemble d'agents auto-adaptatifs capables de prendre
en compte les éléments les plus fins de
la réalité du monde. Autrement dit, elle
aura un comportement intelligent. Sans avoir nécessairement
lu Hawkins, les organisateurs civils et militaires ont
compris cela depuis longtemps, ce qui a condamné
les structures hiérarchiques à la prussienne,
où le soldat ne doit être qu'un exécutant
aveugle.
Hawkins explique qu'il a eu la révélation
de l'existence de l'architecture «interactive»
et adaptative qu'il décrit en lisant une étude
du neurologue Vernon Mountcastle, de la Johns Hopkins
University (voir http://www.jhu.edu/~gazette/aprjun98/apr2098/20mount.html).
Ce dernier avait observé que, malgré les
différents rôles fonctionnels des aires du
néocortex, celui-ci présentait partout la
même structure en 6 couches neuronales elles mêmes
organisées en colonnes verticales. D'où
l'idée que les différentes parties du néocortex
fonctionnent de la même façon, selon un algorithme
de base unique. Les différences entre les fonctions
remplies par chacune d'elles tiennent non à des
différences de structure mais à la façon
dont elles sont reliées aux autres parties du cerveau.
Et de quel type d'algorithme s'agit-il ? Produire à
partir des scènes et séquences préalablement
mémorisées des prédictions sur ce
que l'action en cours va faire apparaître, afin
de mettre en évidence les différences entre
ce qui était prévu et ce qui se produit
réellement. Une fois ces différences reconnues,
de nouvelles mémorisations les intégrant
remplacent les précédentes, ce qui permet
au cerveau et plus exactement au néocortex d'optimiser
en permanence son adaptation aux changements du monde.
La plupart de ce processus de prédiction-mémorisation
sont inconscients car le néocortex traite l'information
à la milliseconde et ce sont le plus souvent des
détails infimes qui font l'objet du mécanisme
d'adaptation. De plus, et c'est un point essentiel intéressant
la question de la conscience de soi, le cerveau n'est
pas organisé pour s'auto-informer de la façon
dont ses différents composants fonctionnent - ou
cessent de fonctionner (alors que, dans de nombreux cas,
il peut être informé de la façon dont
fonctionnent un certain nombre de composants du corps,
organes sensoriels et moteurs notamment. Mais lorsque
les sens font apparaître des éléments
importants, par exemple un oeil manquant dans un visage,
nous éprouvons inconsciemment un choc qui nous
oblige à rechercher la cause du conflit et à
lever l'incertitude. Les neurologues modernes ont confirmé
que plus de la moitié des échanges d'information
entre les couches supérieures du cortex, siège
des fonctions nobles, et les couches inférieures
en relation avec les entrées-sorties endogènes
et exogènes sont dans le sens descendant et non,
comme on le croyait jusque là dans le sens ascendant
(les sens informant la conscience). Pour illustrer le
rôle de ces communications descendantes, Hawkins
prend l'exemple de l'audition. Pourquoi parvenons à
comprendre un interlocuteur dans une foule dont le bruit
de fond dévore la plupart des paroles. Si notre
compréhension se construisait uniquement de bas
en haut, à partir des messages brouillés
que nous recevons, nous ne comprendrions pas grand-chose.
En réalité, notre cortex supérieur
anticipe, compte tenu de la connaissance que nous avons
de notre interlocuteur, ce que sera l'essentiel de son
discours. L'information est communiquée au système
auditif, de haut en bas. Ce dernier n'aura plus qu'à
enregistrer, même à partir de réceptions
brouillées, les quelques différences qui
permettront de restituer le sens complet du nouveau discours.
Premiers
commentaires
Le
livre s'inscrit dans un domaine de recherche bien connu
de nos lecteurs et généralement accepté
aujourd'hui par tous les scientifiques et philosophes
qui rejettent le dualisme, c'est-à-dire le fait
que l'esprit puisse relever d'un tout autre ordre d'explication
que le corps et soit en fait d'origine divine et non matérielle.
On doit saluer à cet égard le courage de
Jeff Hawkins à affirmer son matérialisme
au sein d'une société, la société
américaine, de plus en plus soumises aux pressions
de groupes religieux prônant, même en sciences,
le retour aux Ecritures et à leur vision du monde.
Pour
nous qui n'avons heureusement pas ces préjugés,
il est intéressant de voir grâce à
ce livre une nouvelle illustration possible de la façon
dont les entités biologiques, à commencer
par les plus simples, ont progressivement élaboré
sous la pression de sélection darwinienne des représentations
ou modèles symboliques du monde. Ces représentations
leur ont permis de créer des réponses de
plus en plus complexes aux contraintes du milieu et donc
d'envahir celui-ci à une vitesse de plus en plus
accélérée. Cette évolution
a produit l'homme doté non seulement d'un cerveau
mais d'un néocortex. Elle n'est sans doute pas
près de s'arrêter, d'une part parce que les
cerveaux humains ne sont que des unités au sein
d'une société de milliards d'équivalents
reliés par les langages et les voies de communication
des sociétés et cultures modernes. Il n'est
d'ailleurs pas impossible que sous la pression de sélection
culturelle, l'héritage génétique
commandant l'organisation du cerveau humain, dès
le stade embryonnaire, puisse encore évoluer. Mais
d'autre part aussi, comme le suggère fort opportunément
l'auteur, parce que la société humaine est
sur le point de créer des cerveaux artificiels
qui augmenteront de façon sans doute illimitée
les capacités des cerveaux biologiques. Il s'agit
de phénomènes qui n'intéressent 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 à
répéter ce qui n'est plus pour nous aujourd'hui
qu'une constatation triviale. Il essaye de montrer avec
précision, en descendant au niveau des neurones
individuels, comment l'architecture du cerveau, sous la
forme récemment apparue du néocortex, permet
de générer, dès le plus jeune âge,
les bases de l'intelligence culminant dans la représentation
de soi dans le monde et dans l'élaboration de stratégies
très larges de survie individuelle et collective.
Certes, comme l'auteur le rappelle avec justesse, ces
bases existent chez tous les animaux, même dotés
de simples amorces de systèmes nerveux centraux.
L'intelligence n'est pas le monopole de l'homme. Elle
prend des formes très différentes et très
subtiles dans l'ensemble des espèces. Mais c'est
le néocortex humain qui en permet le déploiement
le plus élaboré, du moins tel que nous pouvons
en juger à ce jour.
On lira donc avec le plus vif intérêt les
descriptions anatomiques et fonctionnelles du néocortex
proposées par Hawkins, lequel bien que non neurologue,
s'est appuyé sur les constations les plus récentes
des neurosciences. Mais il nous semble cependant que l'enthousiasme
de l'auteur vis-à-vis de la pertinence de ses propres
hypothèses mérite un certain recul. On ne
peut pas ne pas poser des questions qui ne contrediront
certainement pas ces hypothèses, mais qui devraient
pouvoir au contraire les enrichir et les prolonger. L'auteur
d'ailleurs nous invite à le faire, sur le site
qu'il a consacré à son livre et qui est
référencé au début de cet
article.
Que pourraient être ces questions ?
La première concerne la validité des descriptions
du cortex présentées 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 compétence, on se bornera à remarquer
qu'il ne s'agit encore que d'hypothèses, restant
à vérifier par des études fines menées
in vivo. On constate par exemple qu'à toute difficulté
intéressant par exemple les capacités de
la mémoire et des associations, l'auteur fait appel
à la richesse quasi infinie du cerveau en neurones
et plus encore en connexions synaptiques. Mais ceci ne
suffit pas à montrer comment les associations s'orgnaisent
effectivement, certains pouvant subsister indéfiniment
et d'autres disparaître. Ce n'est pas parche que
notre galaxie comporte cent milliards d'étoiles,
autant que de neurones dans le cerveau, qu'elle est intelligente.
Or de telles études sont encore très difficiles,
compte tenu du manque de précision des méthodes
actuelles d'imageries conduites sur des personnes vivantes
en action. L'auteur est conscient de ce problème,
il suggère d'ailleurs des expériences qui
pourraient être menées dans un proche avenir
pour vérifier ses hypothèses. Mais c'est
plus généralement sur la possibilité
pour un observateur confronté à un observé
susceptible de multiples interprétations qu'il
faut s'interroger. On se trouve un peu dans la situation
que celle du physicien quantique face au monde microscopique.
La conscience de l'observateur crée dans une certaine
mesure l'observé. Tout au moins, elle le qualifie
d'une certaine façon, qui est fonction des instruments
dont il dispose sur le moment. Ce n'est donc pas finalement
le monde quantique en soi qui est observé et décrit,
mais la construction résultant de l'interaction
de l'observateur/acteur humain et de ses instruments avec
un continuum quantique non descriptible. Nous renvoyons
sur ce point aux articles consacrés dans cette
revue au non-réalisme en physique et aux travaux
de Mme Mugur-Schächter (voir http://www.automatesintelligents.com/echanges/2004/juin/mrc.html
).
Que conclure de cette première observation ? C'est
que la description des mécanismes du cerveau, de
l'intelligence et de la conscience que nous propose Jeff
Hawkins est nécessairement le reflet de la façon
dont il voit le monde en tant qu'observateur/acteur situé
dans un temps et dans un espace bien définis. Ceci
ne veut pas dire qu'il faudrait les rejeter, mais les
replacer dans la démarche constructiviste de l'ensemble
des sciences occidentales contemporaines. Il ne décrit
certainement pas ni l'intelligence ni le néocortex
en soi, tâche impossible voire sans objet, mais
quelque chose en train de se construire à son insu
et dont il est un agent particulièrement bien informé.
Que voulons-nous dire ? Les entités conscientes
dont nous sommes sont (sans doute) engagées dans
un processus général d'extension au sein
du cosmos. Tout au moins c'est ainsi qu'elles se conçoivent.
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 représentent.
Hawkins, comme nous qui le lisons, sommes en train de
nous construire de façon à augmenter en
nous les capacités de traitement intelligent et
conscient telles que, sans doute par émergence,
nous avons appris à nous les représenter.
Nous projetons donc dans ce que nous croyons observer
du monde des processus visant à assurer cette augmentation,
processus qui eux-mêmes résultent d'une longue
évolution biologique dont nous sommes les produits.
Les observations du cortex que formulent Hawkins sont
à cet égard des prédictions visant
à être prescriptives de ce que devrait être
le cortex pour répondre à nos ambitions
d'êtres en marche vers plus d'intelligence. En d'autres
termes, à travers les yeux d'Hawkins, nous ne voyons
pas le cortex tel qu'il est (concept d'ailleurs non acceptable
aux yeux du non-réalisme) mais tel qu'il devrait
être pour répondre à nos exigences
actuelles en matière de système intelligent.
On peut avoir un soupçon de cela en constatant
que Hawkins, ne sachant pas dans le détail comment
se font les échanges d'informations au sein des
couches corticales, se comporte comme s'il était
le responsable d'une organisation sociale (une division
d'infanterie pour reprendre l'exemple ci-dessus) dont
il aurait mission d'améliorer l'adaptabilité.
Il disposerait pour ce faire d'une grande quantité
de ressources, les neurones ou soldats, les liaisons synaptiques
ou radio entre ceux-ci, et il devrait organiser au mieux
l'émergence d'une entité 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'état actuel de ses connaissances,
pour améliorer le fonctionnement du cortex. Nous
ne voulons pas dire que ces solutions ne correspondent
pas à ce qui se passe dans le cortex ou ne sont
pas de bonnes solutions en elles-mêmes. Mais le
lecteur doit toujours se demander si le cortex, et plus
généralement le cerveau, et plus généralement
encore le corps humain tout entier immergé dans
les relations sociales, ne font pas appel à d'autres
solutions pour générer 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'empêcher
de voir des solutions profondément différentes
susceptibles, elles aussi, d'expliciter les faits de conscience
et notre propre conscience...à plus forte raison
des types d'intelligences non humaines. A fortiori, ne
nous appuyons pas exclusivement sur les schémas
de Hawkins pour réaliser des automates intelligents.
Les travaux d'Alain Cardon visent, dans l'ensemble, cet
objectif, mais ne partent pas tout à fait des mêmes
prémisses (voir par exemple http://www.automatesintelligents.com/labo/2005/jui/cardon1.html).
Nous pouvons faire d'autres observations à l'auteur,
dont certaines ont d'ailleurs été esquissées
dans le forum consacré au livre. En voici quelques-unes
dans le désordre :
La question de la conscience de soi, du Je tel que nous le
percevons, n'est pas véritablement traitée.
L'auteur s'en tire par une pirouette. Dans l'architecture
proposée, on en voit pas comment s'organise ce que
Bernard Baars appelle l'espace de travail conscient. Même
si celui-ci n'est pas localisé de façon permanente
dans le cortex, il doit bien correspondre à des échanges
neuronaux spécifiques, 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 préconscient. Quel apport spécifique au
système décrit par l'auteur représente
l'intervention du moi conscient et de ce que l'on appelle
encore le "libre-arbitre". S'agit-il d'illusions
ou non? (voir notre article consacré à Plus
vaste que le ciel de Gerald Edelman http://www.automatesintelligents.com/biblionet/2004/aout/edelman.html)
De la même façon, l'auteur évacue bien
trop cavalièrement la question des sentiments et affects.
Pour la plupart des spécialistes de la conscience,
notamment Damasio (voir notre article http://www.automatesintelligents.com/biblionet/2003/sep/damasio.html
) et Edelman, les sentiments constituent un élément
essentiel de la construction des architectures neuronales.
Ils modulent souvent de façon très profonde
les inputs ou entrées responsables des connexions synaptiques,
venant soit de l'extérieur soit de l'intérieur
du corps. Ils modulent également les expressions émises
en sortie. Aussi bien les concepteurs de conscience artificielle,
tel Alain Cardon, leur font jouer un rôle essentiel
dans la réponse à une question fondamentale
: qu'est-ce qui peut faire penser une machine consciente ?
Posons une question incidente : pourquoi Hawkins ne cite-t-il
pas les auteurs évoqués ici ?
Pourquoi ne pas évoquer le rôle des mèmes
dans la construction de la capacité associative du
cortex ? Les mèmes de type langagier, selon les méméticiens,
représentent une bonne explication à la croissance
extraordinaire du cortex associatif observée depuis
1 ou 2 millions d'années chez l'homme, seule créature
capable d'échanges sociaux systématiques à
base de messages symboliques. La colonisation du cortex et
de ses ressources en connexions synaptiques par des mèmes
en compétition darwinienne pourrait aussi expliquer
pourquoi les connexions internes au cortex se sont produites
si efficacement, en apparence, bien qu'aucun ingénieur
n'ait prévu à l'avance le moindre schémas
de réseaux. Ne nous trouvons nous pas en présence
de phénomènes d'auto-organisation entraînant
leur propre optimisation, analogues d'ailleurs - et ce ne
serait pas une simple coïncidence - à ce qui se
passe au sein du réseau Internet. Lorsqu'en quelques
secondes je trouve en utilisant un moteur de recherche puissant
l'adresse d'un nom précis, fut-il présent en
un seul exemplaire au sein du web mondial, je suis aussi surpris
que lorsque je constate que mon cerveau peut se remémorer
subitement un fait de mon passé oublié depuis
longtemps et qui était pourtant mémorisé
quelque part dans les cent milliards de neurones dudit cerveau.
(Sur les mèmes, voir Susan Blackmore http://www.automatesintelligents.com/biblionet/2002/avr/blackmore.html
et Robert Aunger http://www.automatesintelligents.com/biblionet/2002/sep/aunger.html
).
Les questions soulevées ici et d'autres mériteraient
plus de discussion. Nous ne le ferons pas pour ne pas
donner à cet article une taille déraisonnable.
Mais nous y reviendrons sans doute. Le livre de Jeff Hawkins
n'est pas en effet un de ceux qui peut s'abandonner facilement.
Nous incitons donc nos lecteurs à le lire d'abord,
à en débattre ensuite et, s'ils veulent
bien, à nous communiquer leurs réflexions.
L'article est à cette fin édité sur
notre blog du Monde http://automatesintelligent.blog.lemonde.fr/
Note:
Dans The Wisdom Paradox: how your mind can grow stronger
as your brain grows older (Free Press 2005) le professeur
de neurologie clinique à la New York University
School of Medecine Elkhonon Goldberg montre que le cerveau
des personnes viellissantes conserve ou augmente sa capacité
à résoudre des problèmes, ceci même
si l'âge inflige d'autres pertes de cognition, notamment
en termes de mémoire immédiate. Cette propriété
découle du fait que la fonction dite "pattern
recognition" ou aptitude à reconnaître
des patterns ne fait que s'accroître au fur et à
mesure que s'accroît l'expérience des personnes
âgées. La fonction est complexe et mal comprise,
que ce soit chez l'homme ou dans les robots. Cependant,
elle apparaît comme générique à
la plupart des espèces dotées d'un encéphale
et par conséquent ne subirait pas la dégradation
des autres fonctions du cerveau humain. Encore faut-il
l'exercer, aussi bien par des activités intellectuelles
que par des activités physiques obligeant à
résoudre des problèmes. Acceptons en l'augure
(source New Scientist 13 Août 2005, p. 51).
