Article.
Considérations générales
relatives à l'avenir du cerveau humain
Jean-Paul
Baquiast 08/09/2011
Poser
le problème
La
question de l'avenir du cerveau humain est régulièrement
posée, que ce soit en termes scientifiques ou
philosophiques. En matière d'évolution
des organismes biologiques, il est dorénavant
admis que deux séries de facteurs causaux interviennent,
dans des proportions variables. Il s'agit des facteurs
génétiques, qui dans l'ensemble se transmettent
d'ascendant à descendants, en laissant intervenir
la possibilité de mutations qui sont conservées
si elles sont favorables à la survie de la lignée.
Il s'agit d'autre part des facteurs liés au milieu
(on parlera aussi de culture), qui en principe n'ont
pas d'effets sur le génome mais qui influencent
le mode de vie des organismes et peuvent par répercussion
apporter des facteurs sélectifs ayant une répercussion
sur les génomes. L'ensemble définit ce
que l'on nomme généralement l'épigénétique.
Concernant
l'évolution biologique, des études de
paléobiologie de plus en plus précises
permettent aujourd'hui de dessiner, à partir
des premières espèces multicellulaires,
l'évolution globale des systèmes nerveux
et de leurs centres coordinateurs, lesquels ont pris
la forme de cerveaux de plus en plus complexes. Or on
constate, chez les homo sapiens récents,
une diminution du poids du cerveau par rapport au reste
du corps. On illustre ceci en disant par exemple que
l'homo sapiens neandertalensis avait un plus
gros cerveau, dans l'absolu et relativement, que l'homo
sapiens sapiens. Cette tendance à la réduction
se poursuit-elle et qu'en seront les conséquences
?
Concernant
l'évolution culturelle, il paraît indéniable,
au regard de l'idée que nous nous faisons de
l'intelligence produit du cerveau et des formes sociétales
par lesquelles celle-ci s'exprime, que les productions
culturelles résultant principalement de l'activité
des aires corticales du cerveau, n'ont cessé
d'augmenter en nombre et en diversité. Le mouvement
s'est accéléré récemment,
depuis 10.000 ans environ et plus particulièrement
depuis les deux derniers siècles. Les humains
en ont retiré, au plan de la compétition
darwinienne globale avec les autres espèces,
des avantages pour le moment décisifs. Ceci leur
a permis de tenir en échec, voire aujourd'hui
de commencer à éliminer une grande partie
des espèces animales supérieures.
En
ce qui concerne les performances des cerveaux individuels,
sur la très longue période, (50 à
100.000 ans), il paraît vraisemblable, mais non
prouvé, qu'en dépit de la tendance à
la stabilisation voire à une légère
diminution de la taille relative du cerveau, les performances
de celui-ci se soient globalement accrues. Ceci pourrait
s'expliquer par le fait que dès l'enfance les
cerveaux sont plongés dans des environnements
très favorables au développement des activités
cognitives. Une diminution possible de la compétence
des aires corticales associées aux activités
sensori-motrices pourrait avoir été compensée
par de plus grandes aptitudes au maniement des informations
symboliques.
Plus
récemment encore, depuis la seconde moitié
du XXe siècle, la véritable explosion
manifestée par les produits et agents culturels
pose la question de savoir s'ils ne vont pas devenir
si nombreux et efficaces qu'ils s'autonomiseraient par
rapport aux cerveaux biologiques, pouvant éventuellement
réduire progressivement le rôle de ces
derniers. Aujourd'hui, la robotique évolutionnaire,
dotée de formes d'intelligences artificielles
de plus en plus performantes, est présentée
comme susceptible de compléter voire remplacer
l'homo sapiens dans la plupart de ses activités
fonctionnelles. Cependant une invention récente,
consistant à greffer dans les cerveaux des puces
électroniques intelligentes pourrait permettre
de "re-augmenter" le cerveau biologique de
sorte qu'il reprendrait une importance qu'il aurait
perdu ces derniers temps au profit des intelligences
artificielles.
Nous
allons pour préciser ces interrogations, apporter
quelques précisions tirées de l'actualité
des sciences. Avant cela, évacuons d'emblée
l'objection selon laquelle nous risquons de confondre
dans cette approche le cerveau et l'intelligence, celle-ci,
qu'elle soit individuelle ou collective, étant
la seule qui importe pour l'avenir tant de l'humanité
que du cosmos. Nous répondrons qu'il est certes
bon d'être intelligent, mais nous n'allons pas
ici nous engluer dans une énième définition
de l'intelligence sous ses 8 à 10 formes. Bornons
à constater que le cerveau est un bon indicateur
du niveau d'intelligence. Privez un organisme de son
cerveau et il ne lui restera plus guère d'intelligence.
Le
passé de l'évolution biologique du cerveau(1)
Tous
les organismes, monocellulaires ou pluricellulaires,
comportent, contrairement semble-t-il aux composés
chimiques, des mécanismes permettant de réaliser
des échanges d'information avec rétroaction
entre leurs différentes parties. Il s'est agi
dès les origines de potentiels électriques
et de signaux chimiques Ce sont ces échanges
qui distinguent un corps vivant d'un non-vivant. Mais
ici nous nous intéressons à l'apparition
et au développement d'organes spécialisés
dans la transmission et le traitement computationnel
de tels messages: ajouter, soustraire, comparer. Ceux-ci
ne se trouvent que chez les pluricellulaires ayant acquis
un niveau suffisant de complexité. On dira pour
simplifier qu'il s'agit des neurones dont les axones
peuvent transmettre et échanger des signaux sur
de longues distances, les dendrites assurant l'interconnexion
électrique et/ou chimique.
Beaucoup
d'organismes contemporains, très compétitifs,
se satisfont de neurones limités à la
transmission de messages simples. C'est le cas des méduses,
nos futurs successeurs dans les océans quand
nous en auront éliminé poissons et cétacés.
Mais dans la plupart des autres organismes sont très
vite apparu des groupes de neurones jouant le rôle
de centrales de coordination et de traitement. Ceci
leur a permis de se doter, à l'interface des
entrées sensorielles et les sorties motrices,
de modèles représentatifs de l'environnement
dans lesquels ces organismes sont immergés et
avec lesquels ils interagissent. Ce furent des organismes
dits urbilatériens (image) qui les premiers,
au vu des fossiles identifiés, présentèrent
de tels groupes de neurones autour des yeux et de la
bouche. Les urbilatériens remonteraient à
la fin de la période dite des édiacarans,
vers – 570 millions d'années.
Cependant
l'histoire du cerveau aurait pu s'arrêter là
si les urbilatériens ou leurs homologues avaient
persisté dans la mauvaise habitude, conservée
par leurs successeurs, tels l'actuel lancelet ou amphioxus,
consistant à se nourrir en filtrant le planton
apporté par les courants. Cela en faisait de
mauvais nageurs, quand ils ne s'attachaient pas simplement
aux rochers. Ils pouvaient donc survivre convenablement
avec des cerveaux élémentaires mais tous
autres milieux leur étaient interdits.
Heureusement
pour nous et nos gros cerveaux, rien ne pouvait dès
lors arrêter la diversification génétique.
Lorsque, du fait notamment de l'apparition de la reproduction
sexuée, les cartes génétiques furent
rebattues, une intense compétition pour l'accès
aux ressources ou pour éviter les prédateurs
opposa les multiples espèces marines en ayant
résulté, par exemple lors de l'explosion
dite du Cambrien (-545 à - 524 millions d'années
environ). Les cerveaux se développèrent
en conséquence. Ils se dotèrent de parties
de plus en plus spécialisées, que nous
retrouvons dans nos propres cerveaux: les aires optiques
couplées aux yeux, les ganglions de la base qui
contrôlent les mouvements, l'amygdale qui gère
les émotions, le système limbique qui
contribue à la mémorisation.
Les
organismes marins envahirent les terres émergées
vers – 400 millions d'années. Ce furent
les reptiles, aujourd'hui représentés
par les crocodiles, les tortues et les serpents (nous
simplifions) qui occupèrent les continents, suivis
par les dinosaures. Ces divers animaux, se livrant eux-aussi
à une intense compétition, régnèrent
avec succès sur la Terre pendant des centaines
de millions d'années. Ils développèrent
des formes très différentes. Cependant,
aucun ne disposèrent de cerveaux très
importants et très performants.
Ce
ne fut pas chez eux mais chez les premiers mammifères
que les précurseurs des cerveaux modernes ont
été identifiés. La compétition
entre ces mammifères et les espèces alors
dominantes a de facto conduit à l'enrichissement
des cerveaux tant en poids relatif qu'en zones fonctionnelles.
On notera que le premier mammifère placentaire
identifié à ce jour est le Juramaia sinensis,
découvert récemment en Chine, qui daterait
de -155 millions d'années (image: reconstitution).
Ceci ferait remonter la date de l'ancêtre commun
entre placentaires et marsupiaux à - 60 millions
d'années (limite entre le jurassique moyen et
inférieur). Il s'agissait d'un animal insectivore
arboricole de la taille d'une musaraigne (La Recherche,
n° 456, p. 22).
On
peut considérer que le développement et
la complexification des cerveaux modernes a découlé
du succès compétitif de ces premiers placentaires
minuscules mais très mobiles. Autant que l'on
puisse en juger par de nouvelles techniques d'imagerie
non destructrices des crânes fossilisés,
ce furent les bulbes olfactifs qui prirent d'abord de
l'importance, suivis des régions du néocortex
enregistrant notamment les messages venus des poils
sensoriels. Il s'agissait donc d'animaux nocturnes circulant
dans les niches écologiques laissées libres
par les dinosaures. On peut considérer que ce
fut dans leur descendance que se précisèrent
les modèles de cerveaux dont nous sommes aujourd'hui
détenteurs.
Cependant,
l'évolution semble une nouvelle fois s'être
ralentie à partir de la fin du crétacé,
après la disparition des dinosaures. Dans l'immense
variété des mammifères terrestres
et marins étant apparus alors, la taille relative
et les performances des cerveaux n'évoluèrent
de nouveau que très lentement. La compétition
permanente entre prédateurs et proies, les pressions
sélectives en découlant, ne semblèrent
pas avoir provoqué comme l'on aurait pu s'y attendre
l'explosion de cortex associatifs capables de générer
de vastes représentations symboliques. Ce furent
plutôt les cortex spécialisés, sensori-moteurs,
qui en bénéficièrent. Peut-être
fut-ce aussi la rigidité générale
des boites craniennes qui freina le développement
des cerveaux.
L'importance
du cerveau cognitif, caractérisée par
un développement relativement plus rapide des
zones frontales, n'a repris sa marche ascendante que
chez les primates, et encore chez certains d'entre eux
seulement. Cette évolution fut bien antérieure
à l'hominisation, puisqu'elle a été
identifiée chez les ancêtres des grands
singes, vivant vers – 15 ou - 14 millions d'années.
Certains chercheurs attribuent ce développement
à la vie en groupes sociaux importants, dans
des environnements forestiers très complexes.
Ces deux facteurs conjugués auraient notamment
stimulé la croissance des aires associatives.
Là
encore cependant, une nouvelle pause a été
observée. Chez certains des descendants de ces
grands singes (orangs-outangs, gorilles, chimpanzés),
partageant ce mode de vie, les cerveaux cessèrent
d'évoluer sensiblement. Il en fut pratiquement
de même dans les lignées ayant donné
naissance aux premiers hominiens, australopithèques
notamment. Ces derniers avaient pourtant adopté
très largement la bipédie et la vie en
savane.
On
ne remarque une nouvelle croissance des cerveaux que
très récemment, vers 2,5 millions d'années,
chez les différents homo erectus et faber.
Elle a pris depuis une forme accélérée,
que l'on a bien documentée aujourd'hui. Les préhistoriens
s'interrogent sur la raison de ce phénomène.
Certaines mutations ont sans doute joué un rôle,
produisant par exemple le gène FOXP2 dit du langage.
Mais plus généralement on considère
que le facteur déterminant fut la généralisation
de l'usage des outils et du feu, ayant permis une meilleure
alimentation et toute une série d'enrichissements
socio-culturels. Il s'est dès les origines agi
d'une co-évolution ou association symbiotique
entre le matériel et le biologique. Nous avons
explicité ce thème dans notre essai « Le
paradoxe du Sapiens » où nous
employons le terme de systèmes anthropotechniques.
Inutile d'y revenir ici.
Arrivé
à ce stade de l'évolution du cerveau humain,
il convient pour rester dans le cadre du présent
article, de s'interroger sur l'avenir dudit cerveau,
au regard tant de l'évolution génétique
qui ne peut que se poursuivre, même si elle est
très lente et peu manifeste, et de l'évolution
des outils produits par l'activité du cerveau,
dont les performances ne cessent d'augmenter.
Internet
rend-il idiot ?
Cette
question (que certains jugent elle-même idiote)
est de plus en plus posée. Par le mot Internet,
on désigne en fait l'ensemble des produits et
activités numériques, bien connues de
nos lecteurs. Il faut y ajouter des agents numériques
encore émergents et mal connus: consciences artificielles
individuelles et surtout, consciences artificielles
en réseau, se co-activant et finissant pas de
comporter comme un cerveau collectif. Celui-ci, encore
hypothétique, pourrait se trouver doté
de capacités infiniment supérieures à
celles, individuelles et collectives, des humains. La
question ci-dessus, « Internet rend-il idiot? »
ne concernerait alors que les utilisateurs humains de
l'Internet. Des sociétés, de plus en plus
a-humaines, se construisant autour des usages anthropotechniques
de l'Internet et des autres outils numériques,
seraient à l'opposé d'une redoutable intelligence,
pouvant prendre des formes encore jamais apparues sur
Terre.
Il
est très difficile de juger des conséquences
sur les cerveaux humains de l'utilisation des outils
interactifs qui prolifèrent de plus en plus.
Il est très vraisemblables que des fonctions
traditionnelles, intéressant les aires sensorielles
et motrices héritées du monde animal,
soient en voie de dépérissement, au moins
partiel. A quoi bon, dans un monde de plus en plus virtuel,
développer les aires sensorielles et motrices
permettant d'échapper aux prédateurs ou
de capturer des proies. Par contre les capacités
d'attention et surtout de traitement des informations
symboliques complexes ne peuvent que s'enrichir. Chacun
d'entre nous le constate plus ou moins empiriquement
dans son propre cas. Etre actif sur Internet, c'est-à-dire
ne pas se limiter à la réception mais
se comporter en émission-production, mobilise
nécessairement les aires associatives correspondantes
du cerveau. Certaines études menées actuellement
sur le bon effet qu'auraient ces activités au
regard de la lutte contre la sénescence pourront
sans doute le montrer un peu mieux. La pratique de l'Internet
interactif devrait à cet égard être
distingué d'un usage passif de la télévision,
qui n'aurait pas les mêmes effets stimulants.
On
peut alors se demander pourquoi faire un procès
particulier à Internet. Celui-ci, chez les jeunes
ou chez les adultes, pourrait faciliter certaines addictions,
comme le jeu en ligne, mais il n'en serait pas la cause
première. Pour perturber un tant soit peu gravement
le fonctionnement du cerveau et du corps qui lui est
associé, il faut des facteurs beaucoup plus énergiques.
Au plan social la même constatation s'impose.
Les sociétés sont trop diverses pour que
l'on puisse craindre des troubles généraux
des modes de pensées. Répétons-le,
nous n'en dirions peut-être pas de même
de la télévision, dont la consommation
passive paraît beaucoup plus importante, avec
l'effet déstructurant de programmes publicitaires
visant à priver le spectateur de ses capacités
critiques.
Quoi
qu'il en soit, en termes évolutionnaires, les
effets positifs ou négatifs d'une fréquentation
intense des réseaux numériques sur le
poids relatif et la densité de câblage
des cerveaux ne pourront être appréciés
que dans plusieurs générations. Rappelons
par ailleurs, comme l'enseigne le néo-darwinisme,
qu'il faudrait pour que ces effets deviennent perceptibles
que des parents internautes transmettent à leurs
enfants des modifications dans l'expression des gènes
de la cognition. Ces modifications devraient être
capables de s'insérer durablement dans les génomes
(ce que la théorie de l'ontophylogenèse
permet en principe d'envisager).
Mais
il faudrait aussi que les descendants porteurs de telles
modifications se révèlent mieux adaptés
que les autres face aux critères de sélection
imposés par les nouvelles conditions d'environnement.
Ceci demanderait du temps. Il paraît donc illusoire
d'envisager que les jeunes générations
des prochaines années ou décennies soient
dotés de cerveaux rendus plus « idiots »
ou au contraire plus intelligents que ceux des populations
restées à l'écart de l'Internet
– s'il en reste. Les seuls changements, pouvant
être massifs, tiendront aux usages culturels,
correspondant au préfixe épi- dans le
mot "épigénétique".
Des
modules numériques implantés à
demeure dans les cerveaux 2
Nous
devons signaler cependant une évolution technologique
qui pourra entraîner rapidement des modifications
en taille ou en performance des cerveaux humains. Elles
découleront des « augmentations »
(enhancements) diverses apportées aux
humains par des greffes plus ou moins durables de modules
numériques susceptibles de compléter le
potentiel cognitif des aires cérébrales
ayant « bénéficié »
de telles greffes. Celles-ci sont déjà
courantes quand il s'agit d'interfacer avec le cerveau
de certains patients des prothèses extérieures
destinées à combattre telle ou telle déficience.
On connaît ainsi le cas répandu des implants
cochléaires dans le traitement de la surdité
par paralysie du nerf auditif. Ces implants ont d'ailleurs
demandé beaucoup de tâtonnement avant de
devenir efficaces.
Aujourd'hui
pourtant les neurologues roboticiens nourriraient des
projets beaucoup plus ambitieux. Il s'agira d'implanter
dans des aires corticales superficielles ou profondes
du cerveau ou dans le tronc cérébral des
"puces électroniques intelligentes",
susceptibles d'améliorer les performances de
la zone choisie (image: tronc cérébral).
Il faudra pour cela que les neurones biologiques en
place puissent être connectés, voire qu'ils
puissent se connecter spontanément, avec les
entrées-sorties de ces puces. Celles-ci pourraient
alors réaliser des traitements d'information
hors de portée des cerveaux hôtes. Les
résultats en seraient réinjectés
dans ces cerveaux dont les compétences (et peut-
être la taille relative globale) devraient s'en
trouver augmentées. Les puces pourraient aussi
servir d'interfaces avec des ordinateurs externes qui
se chargeraient de tâches cognitives hors de leur
portée – et hors de la portée, par
définition, des cerveaux hôtes.
Une
expérience de cette nature a été
conduite avec des rats. Une équipe de l'université
de Tel Aviv conduite par le Pr Matti Mintz vient de
présenter un cervelet artificiel capable de restaurer
chez les rongeurs des fonctions cérébrales
détruites. L'équivalent pourra sans doute
être envisagé pour traiter des patients
humains privés de ces fonctions à la suite
d'accidents ou du simple vieillissement. Au contraire
des implants actuels, cochléaires ou destinés
à mouvoir des membres artificiels, qui n'opèrent
que dans le sens cerveau-prothèse, les cervelets
artificiels réalisés sont bi-directionnels:
ils reçoivent des données sensorielles
provenant du tronc cérébral, les interprètent
et renvoient des ordres adéquats aux différentes
régions du tronc cérébral commandant
les neurones moteurs concernés. L'inverse est
possible.
Il
conviendra de suivre l'avenir de telles recherches,
dont les conséquences politiques et philosophiques
pourraient être considérables.
Références
(1) Voir David Robson, A brief history of the brain
http://www.newscientist.com/article/mg21128311.800-a-brief-history-of-the-brain.html
(2) Voir Linda Geddes "Rat cyborg gets digital
cerebellum" :
http://www.newscientist.com/article/mg21128315.700-rat-cyborg-gets-digital-cerebellum.html
(3) Sur les recherches du Pr Matti Mintz,
on consultera le site http://freud.tau.ac.il/~mintz/
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