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Editorial
Une perspective révolutionnaire: étudier l'autonomie des cellules au sein des organes
par Jean-Paul Baquiast et Christophe Jacquemin
18/05/2010

Brian J. FordBrian J. Ford est un chercheur en biologie rattaché au Gonville and Caïus Collège de l'Université de Cambridge. Il avait publié il y à 10 ans «Sensitive Souls» (Little, Brown & Company, mars 1999) dans lequel il montrait Sensitive soulsque les formes de vie animales et même végétales apparemment les plus simples font preuve en réalité d'activités de sensibilité, d'affectivité et d'intelligence dont les humains s'attribuent le monopole.
Ce livre participait d'un mouvement de plus en plus répandu chez les biologistes évolutionnaires, mettant en évidence les origines biologiques primitives des cultures humaines et de leurs manifestations les plus évoluées.

Dans un article édité par les «Interdisciplinary Sciences Reviews » (vol 34, p. 350) et qu'il résume dans le NewScientist du 24 avril, p. 26 (The secret power of the single cell), il reprend et élargit cette approche, d'une façon qui, si elle se révélait fondée, ouvrirait des perspectives de recherche inédites, pouvant éventuellement se révéler stupéfiantes. Brian J. Ford y fait d'une certaine façon le procès de l'approche globalisante résultant de l'analyse de la complexité en biologie et en physiologie. Pour les tenants de la complexité, le tout est plus que la somme des parties. Contrairement aux postulats du réductionnisme, qui avaient cours précédemment, l'analyse des parties ne permet pas de faire progresser la compréhension du tout, car elle ne met pas assez en évidence les relations entre ces parties. Ainsi on ne peut comprendre comment fonctionne le cerveau si l'on s'en tient à l'étude des cellules individuelles qui le composenti, c'est-à-dire les neurones. Il en est de même concernant l'étude des organismes plus complets, tels que le corps tout entier.

Certes celui-ci est constitué d'organes aux cellules spécialisées dont il faut connaître évidemment les différences et les rôles spécifiques, mais le fonctionnement global du corps ne peut se déduire du fonctionnement de chacun de ses organes et moins encore de celui de chacune des cellules participant au fonctionnement de ces organes. C'est là un des fondements de ce que l'on a nommé la physiologie intégrative(1). A un niveau plus élevé, le fonctionnement d'un groupe d'animaux ne peut se déduire de celui des individus composant ce groupe. Il résulte d'une relation holistique s'établissant entre ces individus, et pouvant prendre la forme de comportements globaux et de cultures spécifiques.

Ceci est évident et il ne saurait être question d'en revenir à un réductionnisme simpliste, prétendant déduire le fonctionnement du tout de celui des parties individuelles. Mais à l'inverse, souligne Brian J. Ford, il apparaît comme méthodologiquement dangereux de considérer les parties, en l'espèce les différentes cellules individuelles constitutives de l'organisme complexe, comme des composants neutres ne jouant aucun rôle en propre, en dehors de celui lié à la fonction spécialisée dans laquelle l'évolution semble les avoir cantonnées. Ce qui est admissible dans des machines telles que l'ordinateur ne l'est pas en biologie. L'ordinateur est constitué de transistors électroniques qui, dans leurs états le plus simple, se limitent à basculer du – au +. Il est inutile de se demander s'ils peuvent jouer un autre rôle que celui-ci(2).

Quoiqu'il en soit, pour Brian J. Ford, les cellules individuelles sont des organismes capables d'une bien plus grande autonomie qu'imaginée, qu'elles soient procaryotes (sans noyau) ou eucaryotes. Elles sont capables, à titre individuel - c'est-à-dire lorsqu'elles évoluent librement dans la nature - de comportements qui sont très comparables à ceux des organismes complexes. Certes, en général, elles vivent en sociétés nombreuses et en réseaux diversifiés, mais à l'intérieur de ces sociétés, et a plus forte raison, lorsqu'elles se trouvent isolées, elles manifestent individuellement une sorte d'intelligence individuelle générant des comportements partiellement aléatoires. Refuser de le voir conduirait à l'erreur des sociologues pour qui les groupes sociaux sont constitués d'individus tous semblables, définis par des moyennes statistiques, dont il n'est pas utile d'étudier les variantes individuelles. Or chacun sait pourtant qu'en histoire des événements surprenants peuvent survenir du fait d'actes hors normes. Seule l'étude particulière des auteurs de ces actes pourrait les laisser prévoir.

Paradoxalement, pour faire apparaître l'autonomie des cellules individuelles, il faut selon Brian J. Ford, se départir de l'analyse réductionniste dont il défend les mérites dans d'autres domaines. Il faut en revenir à un certain holisme en étudiant l'organisme cellulaire tout entier, plus donc que la somme de ses composants. Les spécialistes des cellules ont depuis longtemps identifié les différents organes internes qui les constituent, ainsi que leur rôle. Mais pour aller plus loin, la biologie moléculaire ou la génétique ne sont d'aucun secours. Il faut considérer la cellule, telle l'algue rouge qu'il cite en exemple, comme un organisme global susceptible de comportements analogues à ceux des organismes multicellulaires. Brian J. Ford voit alors, ou croit voir, la cellule montrer des capacités pour la recherche de nourriture, l'auto-réparation, la construction d'abris que l'on retrouve chez les insectes ou d'autres espèces supérieures, mais qui chez elle se manifestent sans faire appel à des organes sensoriels et moteurs visibles.

Ces mêmes propriétés définissant ce qu'il nomme une intelligence cellulaire individuelle se manifestent chez toutes les espèces de cellules, y compris parmi les nombreuses catégories d'entre elles incluses dans des organes spécialisés. Ceci voudrait dire que chacune de ces cellules ne se comporte pas en robot asservi, mais en agent capable de créer et réguler ses propres activités, répondre aux contraintes courantes de façon autonome et, mieux encore, prendre de bonnes décisions pour faire face à des difficultés inattendues.

Selon Ford, il n'existei aucun programme central qui commande aux cellules du foie de remplacer leurs voisines détruites, aux cellules folliculaires de créer de nouveaux cheveux, aux cellules de la moelle osseuse d'ajuster aux besoins le nombre des globules rouges. Le cerveau n'intervient en rien dans ces activités, car 90% d'entre elles ne sont pas perçues et, par conséquent, pas commandées par le cerveau(3).

De quel intérêt, objectera-t-on, pourrait être cette hypothèse ? On peut sans risques estimer qu'elle pourrait entraîner des retombées nombreuses. Dans la mesure où les moyens modernes d'observation et d'intervention sur des cellules isolées, soit in vitro soit in vivo, se perfectionnent constamment, mieux connaître le fonctionnement de ces cellules, être mieux à même de mobiliser leurs ressources, pourrait avoir des conséquences thérapeutiques fructueuses.

Plus généralement la connaissance de la physiologie des organes et des organismes pourrait être considérablement améliorée. Brian J. Ford, à la fin de son article, évoque le cas des neurones. Si l'on cessait de les considérer comme des transistors informatiques primaires analogues à ceux évoqués plus haut, mais comme de petites unités analogues à des calculateurs, capables de comportements «intelligents» leur permettant de traiter de l'information pour leur compte, voire de communiquer avec leurs voisins en échangeant des signaux électriques autres que ceux déjà identifiées, beaucoup des mystères qui demeurent dans le fonctionnement cérébral pourraient être éclaircis. Plus généralement, le fonctionnement des 100 milliards de neurones du cerveau pourrait en être profondément amélioré.

Il est difficile de dire ce qu'il adviendra de cette hypothèse. On peut cependant penser que, sur cette base, des chercheurs pourront faire de nombreuses découvertes en application du principe simple que, lorqu'on cherche, on trouve. Il est certain de toutes façons que pour progresser, la science aura de plus en plus besoin de scientifiques suggérant, à partir d'idées finalement simples, des changements paradigmatiques importants.
Nous pensons que le travail mené actuellement par Brian J. Ford fait partie des nouveaux regards qui permettront à la science de demain de progresser à moindre frais.

Notes
(1) Pour en savoir plus sur la physiologie intégrative, on réécoutera avec intérêt l'interview de Gilbert Chauvet.
(2) Encore que, diront les informaticiens... Les composants électroniques peuvent à titre individuel générer des bruits ou perturbations qui retentissent sur le fonctionnement d'ensemble du système, justifiant ainsi que l'on étudie le cas échéant les variations aléatoires dans les comportements de chacun d'entre eux.
(3) Nous pourrions pour notre part suggérer que les cellules réagissent en partie à des informations générées par leurs voisines proches, comme dans le cas du quorum sensing permettant aux populations de bactéries de coordonner leurs offensives contre les organismes qu'elles attaquent.

Pour en savoir plus
Sur Brian J. Ford voir : http://www.brianjford.com/wcurcom.htm


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