... l'esprit est-il dans la machine ?

Le livre cerveau

D'après Vues de l'esprit : Conversation avec le cerveau d'Einstein

Supposons que nous trouvions un gros livre contenant une description schématique, au niveau cellulaire, du cerveau d'Albert Einstein. Ce livre a été rédigé par quelque neurologue appliqué et légèrement fou après la mort d'Einstein qui, comme vous le savez, a légué son cerveau à la science.

Vous savez sans doute qu'un cerveau se compose de neurones, ou cellules nerveuses, qui reliés entre eux par des fibres appelées axones forment un réseau fortement interconnecté.

On sait que ces neurones s'excitent, ce qui signifie qu'un courant électrique très léger (régulé par la résistance de l'axone) passe d'un axone dans le neurone voisin où il peut s'unir à d'autres signaux dans un effort combiné pour inciter ce neurone adjacent à s'exciter à son tour. Ce voisin ne coopérera toutefois que si la somme des courants entrants a atteint un certain seuil (déterminé par sa structure interne) ; sans quoi, il refusera totalement de s'exciter [2] .

Chaque page de ce livre qui contient à peu près cent milliards de pages numérotées correspond à un neurone et contient des nombres représentant certaines caractéristiques de ce neurone comme : les autres neurones auxquels aboutissent ses axones, le seuil de courant nécessaire à son excitation, etc.

Une pensée se produit (dans le cerveau ou dans l'esprit, comme vous préférez) lorsqu'une série de neurones connectés s'excitent les uns après les autres ; mais il peut ne pas s'agir d'une longue chaîne de neurones individuels s'excitant comme une suite de dominos se faisant tomber l'un après l'autre, mais plutôt de plusieurs neurones à la fois tendant à déclencher l'excitation de quelques autres, et ainsi de suite. Il peut très bien arriver que quelques chaînes neurales parasites soient accessoirement touchées par ce flux, mais elles ne tardent pas à retomber dans l'oubli, les niveaux des courants de seuil n'étant pas atteints. On aura donc, pour finir, une équipe nombreuse ou réduite de neurones excités qui transmettent leur énergie à d'autres, formant ainsi une chaîne dynamique évoluant dans le cerveau en fonction des différentes résistances des axones rencontrés en chemin. On pourrait tout à fait dire que le courant "suit le chemin de moindre résistance" (pour en savoir plus, vous pouvez consulter n'importe quel livre de vulgarisation sur le cerveau).

pour conclure cette description de l'activité neurale, brossons en quelques traits le tableau de la mémoire, tout au moins tel qu'il a été établi jusqu'ici. Pensez à un "point d'activité clignotant" se promenant dans le cerveau "là où se passe l'action". Ce "point chaud" du cerveau provoque, derrière lui, des perturbations : les neurones qui viennent d'être traversés par le signal d'excitation continuent à connaître une certaine activité interne probablement de nature chimique pendant quelques secondes. Il en résulte alors un changement permanent au sein du neurone. Ce changement est précisément reflété dans certains des nombres dont nous avons déjà parlé, comme la valeur su seuil d'excitation, les résistances des axones, etc. La façon précise dont ces nombres se modifient dépend évidemment de certains aspects de la structure interne en question, et ces aspects peuvent eux-mêmes être codés numériquement. C'est pourquoi, ces nombres ont été soigneusement notés sur chaque page. Ces nombres modificateurs de structure n'indiquent pas seulement comment d'autres nombres de la page vont changer, mais également comment eux-mêmes vont changer au prochain passage de l'éclair neural.

Ce livre contient donc enregistrés numériquement sur chaque page toutes les données importantes du cerveau d'Albert Einstein le jour de sa mort, neurone par neurone.

Sur chaque page, nous avons :

• une valeur de seuil,
• un ensemble de numéros de pages indiquant les neurones reliés au neurone actuellement considéré,
• les valeurs des résistances des axones connecteurs,
• un ensemble de nombres indiquant comment les effets qui se produisent sur le neurone considéré par suite de son excitation vont modifier les nombres notés sur cette page.

On peut rajouter quelques caractéristiques à ce livre, du style :

Quand un son frappe l'oreille, les oscillations engendrées dans la caisse du tympan sont retransmises aux structures de l'oreille interne qui sont reliées à des neurones qui traitent l'information auditive. De même, il y a des neurones chargés de transmettre des instructions codées à des muscles bien précis. Ainsi, les mouvements de la bouche et des cordes vocales sont causés par l'excitation de certains neurones du cerveau indirectement reliés aux muscles correspondants. Un autre chapitre essentiel de ce livre est celui qui indique comment l'excitation d'un neurone de commande de la bouche ou d'un neurone de commande des cordes vocales affectera le muscle en question. Dans ce gros livre, il y aurait certainement des tables de conversion numérique donnant la réaction de chaque neurone auditif à chaque son (caractérisé par sa puissance, son spectre de fréquence etc.) ainsi que les changements de la forme de la bouche et de la tension des cordes vocales en fonction des neurones connectés à ces organes par des nerfs du corps d'Einstein [3] .

Pour la suite de cette histoire, nous allons supposer que les données du livre sont écrites au crayon et non pas à l'encre, de sorte qu'il est possible d'en modifier le contenu.

On pourrait alors se demander ce qu'Einstein pense de tout ça !

Le plus simple est de le lui demander, par l'intermédiaire du livre.

Supposons que nous disions :

— Bonjour, Dr. Einstein !

Les sons que nous venons d'utiliser, grâce aux tables de conversion, vont exciter un certains nombres de neurones et modifier leurs caractéristiques (ce que nous allons soigneusement reporter au crayon dans le livre). Ces neurones vont, à leur tour, exciter d'autres neurones etc. Et ainsi de suite jusqu'à la fin de la phrase. A la fin de cette opération, le livre décrit le cerveau d'Einstein dans l'état où il serait si le vrai Einstein avait lui-même entendu cette phrase. Il est clair qu'Einstein (en fait le livre) en personne bien élevée (et son cerveau en témoigne) va répondre à notre salut en excitant les neurones de parole correspondant (nous allons, bien entendu, noter soigneusement toutes les transformations nécessaires sur le livre) :

— Bonjour, comment allez-vous ? suis-je mort ?

En fait, pour peu qu'on soit patient et méticuleux, rien n'empêche de tenir une conversation avec le livre.

En fait, le livre est associé à un mode d'emploi très strict sans lequel il n'a pas de sens. Le cerveau d'Einstein est donc l'association d'un livre et d'un processus, c'est à dire d'une machine à suivre les pages et à noter les modifications.

Si la machine s'arrête, le cerveau s'arrête de vivre. Si la machine tombe en panne, le cerveau est-il mort pour autant ? Ressuscite-t-il si on répare la machine ? En fait, tant que le livre et son mode d'emploi sont intacts, le cerveau est susceptible de fonctionner.

Nous parlons d'un livre depuis le début de ce texte, mais les différentes pages de ce livre n'ont pas besoin d'être reliées ensembles. Et si c'était une machine unique qui faisait fonctionner tous les cerveaux ? Et si tous les cerveaux du monde étaient décrits dans un seul livre ? Qui joue le rôle de la machine ?

Notes

1. (retour) English philosopher, mathematician, and linguist. Thomas Hobbes (1588-1679) was born of an impoverished clerical family in Malmesbury, Wiltshire. At school he quickly excelled, making a reputation as a linguist and fluent poet and translator. After Oxford he entered the the employment of William Cavendish, and except for a short interval remained secretary, tutor, and general advisor to the family for the rest of his career. His employment included several Grand Tours during which he met the leading European intellectuals of his time (:cell PQA(PSS(les travaux de Galilée en physique semblent avoir été une source d'inspiration très féconde):). As a spokesman for the royalist Devonshires, Hobbes was caught up in the turmoil preceding the Civil War, and fled to France in 1640, remaining there until 1651. Because of his writings, especially Leviathan, Hobbes lived in serious danger of prosecution after the restoration of Charles II. Hobbes's principal interests in his later years were translations, and he lived out his old age at the Devonshire's home.
2. (retour) Ce modèle de fonctionnement a donné naissance à une structure particulière : les réseaux neuronaux. Ces réseaux sont utilisés comme modèle pour des programmes utilisés en intelligence artificielle dans des domaines variés tels : la reconnaissance de caractères, la reconnaissance de sons etc. Ces réseaux miment une forme rudimentaire d'apprentissage ce qui les rend utilisables dans un contexte de problème un peu flou.
3. (retour) Cette description de la structure et du comportement du cerveau est simplement la description imagée de ce qu'on appelle un système dynamique markovien (à mémoire finie) qu'on peut représenter par un modèle d'état de la forme .