Comment le cerveau reconnaît-il les gens?

Entre les super-reconnaisseurs et les personnes incapables de reconnaître un visage, nous ne sommes pas égaux quant à la reconnaissance des visages. Plongeons dans le cerveau pour comprendre ce mécanisme essentiel à notre vie sociale.

Rencontrer une personne, c’est d’abord voir son visage.

Qu’exprime-t-il? Est-il sympathique ou pas? Très vite le cerveau interprète cette image et cherche alors à l’identifier. Parmi les centaines de personnes que je connais, me rappelle-t-elle quelqu’un de familier? L’ai-je déjà croisée?

Plongeons-nous dans les arcanes de nos capacités cérébrales pour comprendre les secrets de la reconnaissance des visages.

Chez l’humain, la reconnaissance du visage d’autrui est une fonction essentielle aux interactions sociales. Si cette aptitude existe chez nos cousins les grands singes, l’humain en a développé largement les performances au fur et à mesure de son évolution sociale. Ainsi, tout être humain est capable de reconnaître, le genre, l’âge, l’ethnie, l’expression émotionnelle, jusqu’à l’identité d’une personne, de façon très performante, rapide et automatique.

Le cerveau s’est spécialisé, au fur et à mesure de l’évolution des hominidés procurant à Sapiens une aptitude exceptionnelle non seulement à reconnaître un visage humain, mais aussi à en comprendre immédiatement l’expression.

Chaque humain est capable de reconnaître un visage humain, d’analyser son expression et d’en déduire son identité en trois dixièmes de seconde.

Cette performance perceptive permet à chacun de mémoriser des milliers de visages et de reconnaître l’un des siens le plus familier dans une foule de centaines de personnes. Les progrès de la médecine, l’analyse des conséquences de lésions cérébrales et les données de l’imagerie cérébrale permettent de distinguer précisément les régions spécialisées du cerveau impliquées dans la reconnaissance des visages, et d’en comprendre les mécanismes.

LE CERVEAU DISTINGUE D’ABORD UN VISAGE D’UN OBJET

Deux systèmes cérébraux sont responsables de cette fonction. L’un est impliqué dans la perception rapide de l’image d’un visage, et l’autre dans son interprétation permettant de retrouver le nom de la personne reconnue. Le premier système permet la détection immédiate d’un visage et met en jeu le gyrus occipital inférieur, capable de distinguer un visage d’un objet en un dixième de seconde. Pour cela, des signaux essentiels tels le triangle formé par les yeux et la bouche constituent le premier indice. Puis, s’y ajoutent la détection d’autres éléments: le front au-dessus et les oreilles sur les côtés.

Ce premier système différencie un visage d’un objet mais ne permet pas la reconnaissance. Entre alors en jeu le deuxième système qui implique deux régions différentes. D’abord celle localisée dans le sillon temporal supérieur qui détecte l’expression du visage: le regard, et l’émotion suscitée, ainsi que le mouvement des lèvres, des éléments variables selon la situation. Ensuite, une deuxième région intervient, responsable de la perception des éléments fixes et caractéristiques d’un visage (la largeur du nez, la hauteur du front, la forme globale du visage et les détails des sourcils) permettant d’en déduire son identité: le gyrus fusiforme latéral droit.

Dans un second temps, le cerveau reconnaît le visage

Une aire du cerveau est spécialisée dans la reconnaissance de l’identité: le gyrus fusiforme. C’est un repli de la face inférieure du lobe temporal droit, dont les neurones sont spécialisés dans la reconnaissance de l’identité d’un visage. C’est l’une des rares régions du cerveau dont le volume augmente après l’adolescence au fur et à mesure de la rencontre d’un grand nombre de personnes.

Utilisant les informations envoyées par le système initial de perception d’un visage, cette région décode les traits morphologiques statiques d’un visage connu et mémorisé, se focalisant sur les infos apportées par les yeux, les sourcils et la bouche. Entre 300 millisecondes et une seconde, ses neurones communiquent avec la région temporale antérieure, pour interroger nos souvenirs et donner rapidement le nom de la personne identifiée. Des lésions spécifiques de cette région entraînent un trouble connu sous le nom de prosopagnosie, ou incapacité à reconnaître l’identité d’un visage.

Les deux régions clés, l’une impliquée dans la perception de l’expression du visage et l’autre dans son identité, collaborent activement avec plusieurs aires du cerveau cognitif. Ainsi, les neurones du sillon temporal supérieur interrogent le lobe pariétal et l’aire auditive pour interpréter les mouvements et les mimiques du visage ainsi que le timbre de la voix. De plus, mimiques et expressions du visage sont traduites par le cerveau des émotions, pour en interpréter la charge émotive. L’ensemble de ces infos est partagé avec les neurones du gyrus fusiforme qui les utilise pour les comparer à des visages mémorisés. De même, ces informations interrogent la mémoire des noms de personnes connues pour y retrouver l’identité précise du visage reconnu.

L’INCAPACITE A RECONNAITRE UN VISAGE: LA PROSOPAGNOSIE

La prosopagnosie est un trouble de reconnaissance des visages, rendant impossible l’identification de visages familiers. Les sujets présentant ce trouble sont capables de voir, mais pas de reconnaître.

Le sujet atteint doit alors utiliser des subterfuges cognitifs pour reconnaître la personne rencontrée: démarche, corpulence, coiffure, détails vestimentaires. La proportion mondiale de personnes présentant ce trouble reste encore mal connue, même si on l’estime à environ 2%. Il existe des causes innées et acquises responsables de ce trouble. La prosopagnosie innée est liée à un défaut de développement congénital et postnatal du gyrus fusiforme. La prosopagnosie acquise s’observe souvent à la suite d’un accident vasculaire cérébral siégeant dans le lobe temporal ventral, ou au décours d’un TRAUMATISME CRANIEN, NON RAPIDEMENT PRIS EN CHARGE.

LES SUPER-RECONNAISSEURS

Contrairement aux sujets présentant un défaut de reconnaissance des visages ou prosopagnosie, il existe des personnes très performantes à reconnaître des visages déjà mémorisés. Selon les experts ayant étudié les qualités visuelles de ces personnes, elles possèdent une capacité supérieure à la moyenne à percevoir de subtiles différences entre les visages.

Si elles ne développent pas toutes des capacités mémorielles supérieures aux autres, leurs acuités perceptives des détails d’un visage sont accrues. Par exemple, elles possèdent cette capacité étonnante à reconnaître aisément une personnalité célèbre, en visualisant des images de leur visage enfantin.

Auteur: Bernard Sablonnière - Neurobiologiste, professeur des universités − praticien hospitalier, faculté de médecine, Inserm U1172, Université de Lille

The Conversation - CC BY ND

 

Et si certaines IA étaient déjà conscientes… sans qu’on le sache?

À l'ère des intelligences artificielles toujours plus sophistiquées, une question fondamentale émerge: comment pourrions-nous détecter l'apparition d'une conscience dans ces systèmes? Des experts en neurosciences et en IA tentent d'établir des critères objectifs pour identifier cette frontière cruciale. Entre science-fiction et réalité scientifique, les enjeux éthiques d'une telle découverte seraient considérables.

La possibilité qu'une intelligence artificielle développe une forme de conscience n'est plus cantonnée aux œuvres de science-fiction comme 2001: l'Odyssée de l'espace. Des chercheurs de premier plan, dont certains travaillent pour les entreprises leaders du secteur, s'interrogent désormais sérieusement sur les méthodes qui permettraient de détecter l'émergence d'une conscience artificielle. Cette question soulève des enjeux éthiques majeurs qui pourraient redéfinir notre relation avec les machines et notre responsabilité envers elles.

LES DEFIS DE L'IDENTIFICATION D'UNE CONSCIENCE ARTIFICIELLE

La détection d'une conscience dans un système d'IA se heurte d'abord à un obstacle fondamental: définir ce qu'est la conscience elle-même. Parmi les différentes approches, la "conscience phénoménale", cette expérience subjective d'être et de ressentir, constitue le centre d'attention principal des chercheurs.

Un groupe de dix-neuf scientifiques, incluant des neuroscientifiques, des philosophes et des informaticiens comme Yoshua Bengio, pionnier de l'apprentissage profond, a récemment proposé une méthodologie pour évaluer la présence de conscience dans les systèmes d'IA. Plutôt que de s'appuyer sur des tests comportementaux facilement trompeurs (les IA excellent dans l'imitation), ils ont adopté une approche fondée sur des théories neuroscientifiques de la conscience.

Cette démarche repose sur deux principes essentiels:

    Le fonctionnalisme computationnel: l'idée que la conscience dépend du traitement de l'information, indépendamment du support physique.

    L'application aux IA des théories neuroscientifiques de la conscience humaine et animale.

THEORIES ET INDICATEURS DE CONSCIENCE

Parmi les différentes théories examinées par les chercheurs, celle de "l'espace de travail global" occupe une place importante. Cette théorie suggère que la conscience émerge lorsque différents modules cognitifs spécialisés (vision, audition, etc.) partagent et intègrent leurs informations dans un système unifié.

Pour détecter des signes de conscience dans une IA selon cette théorie, Robert Long, philosophe au Centre pour une IA sécurisée, propose d'analyser " l'architecture du système et la façon dont l'information y circule ". Cette approche permet d'établir des indicateurs objectifs, indépendants des déclarations que pourrait faire le système sur sa propre conscience.

De façon intéressante, les chercheurs ont délibérément exclu la théorie de l'information intégrée (TII), pourtant populaire. Cette théorie contredit le principe du fonctionnalisme computationnel en affirmant que la conscience dépend nécessairement d'un substrat biologique, ce qui exclurait par définition les ordinateurs numériques.

APPLICATIONS AUX SYSTEMES ACTUELS

En appliquant leurs critères aux systèmes d'IA existants comme ChatGPT, les chercheurs ont identifié certains indicateurs associés à la théorie de l'espace de travail global. Pourtant, leurs analyses suggèrent qu'aucun système actuel ne se rapproche véritablement du seuil de conscience.

Les implications éthiques d'une telle découverte seraient considérables. Comme le souligne Megan Peters, neuroscientifique à l'université de Californie à Irvine: "Si quelque chose est qualifié de conscient, cela change beaucoup de choses sur la façon dont nous pensons que cette entité devrait être traitée".

LES ETAPES A FRANCHIR POUR UNE DETECTION FIABLE INCLUENT:

 

    développer des théories de la conscience plus précises et consensuelles;

    créer des protocoles d'évaluation standardisés pour les systèmes d'IA;

    établir un cadre éthique anticipant l'émergence potentielle de conscience artificielle;

    impliquer davantage les entreprises technologiques dans cette réflexion.

RESPONSABILITE ET ANTICIPATION

Paradoxalement, alors que des dirigeants comme Ilya Sutskever (co-fondateur et ancien scientifique en chef d'OpenAI) ont évoqué la possibilité que certains systèmes avancés soient déjà "légèrement conscients", les entreprises semblent réticentes à s'engager pleinement dans cette réflexion. Interrogé sur ce sujet, Microsoft a indiqué se concentrer davantage sur l'aide à la productivité humaine que sur la reproduction de l'intelligence humaine.

Cette prudence contraste avec l'urgence exprimée par les chercheurs indépendants. Robert Long déplore que "les entreprises qui proposent des systèmes d'IA avancés ne fassent pas assez d'efforts pour évaluer la conscience de leurs créations et anticiper les décisions à prendre si elle advenait".

Le travail collectif de ces dix-neuf experts constitue une première étape importante, mais ils reconnaissent eux-mêmes les limites de leur approche et appellent la communauté scientifique à poursuivre et affiner cette recherche fondamentale. Leur démarche transparente et méthodique ouvre la voie à une évaluation plus rigoureuse de ce qui pourrait constituer l'une des plus grandes révolutions technologiques et philosophiques de notre histoire

Futura

Vos décisions, vous les prendrez avec ou sans émotions?

On pense encore trop souvent que prendre une décision rationnelle nécessite de s’extraire de ses émotions. De les faire taire. Elles ne seraient là que pour nous faire dévier du chemin indiqué par la raison. Cette perspective dite cartésienne – car inspirée de la pensée du philosophe René Descartes – a pourtant été remise en cause par trois décennies de recherches sur le cerveau.

Dans une perspective anticartésienne, en effet, la meilleure décision est celle qui évalue correctement ce qui nous est bénéfique en faisant appel à un ressenti de type émotionnel ou affectif. Sans ce ressenti, impossible de prendre une décision juste. Cette approche a été popularisée dans les années 1990 par le neuroscientifique Antonio Damasio à travers son livre L’erreur de Descartes (Odile Jacob).

Et si la réalité, en fait, se situait… entre les deux? La somme des travaux menés en sciences cognitives montre aujourd’hui que nos émotions, si elles peuvent nous guider vers la décision la meilleure compte-tenu de nos expériences passées, peuvent aussi nous leurrer. Des limites dont nous pouvons tenir compte au moment de faire des choix importants – à condition d’en être averti.

Le Cas Phineas Gage

Dans son livre au sous-titre explicite,"la raison des émotions", Antonio Damasio appuie son argumentation sur un cas historique, celui d’un américain ayant vécu au milieu du XIXe siècle. Selon la légende, Phineas Gage était un contremaître sérieux et sans histoire travaillant à la construction des voies de chemin de fer est-ouest. Un jour, une barre à mine a été propulsée au travers de son crâne, accident spectaculaire qui allait faire de lui un "cas" médical.

À la surprise générale, Phileas Gage n’était pas mort. Et en plus, il parlait toujours. Il ne semblait avoir perdu ni ses capacités intellectuelles, ni ses capacités motrices. Par contre, il avait changé de personnalité! Il était devenu grossier, bagarreur, impulsif et prenait beaucoup de mauvaises décisions." Phineas Gage n’est plus Phineas Gage", disait son médecin.

Un siècle plus tard, Antonio Damasio a reconstitué la trajectoire de la barre à mine dans le cerveau de Gage. Le chercheur a montré que le métal avait traversé les régions orbitaires médianes du cortex préfrontal. Pour expliquer les changements observés chez Gage après son accident, il estime que cette région est le siège de sensations corporelles liées au ressenti affectif. Ainsi, la mémoire de nos expériences passées serait soutenue par des repères émotionnels qualifiés de" marqueurs somatiques". Ceux-ci entrent en jeu lorsque nous considérons différentes options avant de prendre une décision.

UNE SENSATION DEPLAISANTE, OPTION REJETEE

Au moment de faire un choix, nous prenons en compte plusieurs options possibles, et chacune va susciter des sensations particulières dans notre corps – ce dont nous n’avons pas forcément conscience. C’est le" marquage somatique", produit de notre histoire personnelle. Cette phase nous oriente vers une option privilégiée, celle associée à la sensation la plus positive. Une option associée à une sensation déplaisante au niveau du corps est interprétée comme néfaste par notre cerveau, et automatiquement rejetée.

Dans une perspective cartésienne relevant de la théorie de la décision standard en économie, la prise de décision intervient différemment. Confronté à plusieurs options, l’individu assigne une valeur à chacune, sur une même échelle. Il peut ensuite comparer les valeurs entre elles. L’option affichant la plus grande valeur attendue emporte alors sa décision.

Il est probable, à la lumière des travaux les plus récents, que des modes de prise de décision cartésien et non cartésien se combinent dans notre cerveau. Le modèle dessiné par la communauté internationale des chercheurs s’affine et s’affinant… il devient plus complexe. Aussi, l’apport de la théorie des perspectives s’avère important. Élaborée par deux professeurs israélo-américains de psychologie, Daniel Kahneman et Amos Tversky, elle a valu au premier le prix Nobel d’économie en 2002 – le second étant décédé.

VOIR LES GAINS POTENTIELS, OU BIEN LES PERTES

Cette théorie s’efforce de décrire le comportement des individus face à des choix risqués. Si elle a trouvé son application majeure dans la finance, elle décrit des ressorts qui ne sont pas spécifiques à la bourse et aux traders. En fait, les expériences réalisées par ses deux fondateurs montrent que, pour un même problème, la décision prise diffère selon la manière dont le problème est présenté: sous l’angle de ses gains potentiels, ou celui de ses pertes, là aussi potentielles. Selon que l’individu adopte l’une ou l’autre de ces perspectives, pourtant équivalentes, il n’aboutit pas à la même décision.

Derrière ce paradoxe, il y a une explication. Lorsqu’un individu calcule la valeur de chaque option avant de prendre une décision, ces valeurs ne sont pas objectives. Il se produit un certain nombre de distorsions qui les rendent subjectives. Et dans ces distorsions, les émotions entrent en jeu, selon Daniel Kahneman et Amos Tversky.

Une première expérience, vue sous l’angle des gains, a été réalisée par les deux chercheurs et publiée dans la revue Science en 1981. La question y est posée ainsi: vous êtes un médecin et avez le choix entre deux possibilités, soit sauver 200 personnes à coup sûr, soit sauver 600 personnes mais avec seulement une chance sur trois de réussir.

Une aversion pour le risque

Quand la problématique est présentée sous l’angle des gains – ici les personnes sauvées – la plupart des sujets favorisent le sauvetage de 200 personnes à coup sûr, plutôt que de prendre un risque. Cela met en évidence leur aversion pour le risque.

Le même principe s’applique pour des loteries avec des gains monétaires: entre toucher 50 euros à coup sûr, ou une chance sur deux de gagner 100 euros, la majorité des sujets choisissent 50 euros à coup sûr.

La troisième expérience des deux chercheurs amène les sujets à regarder un choix sous l’angle des pertes. La question est posée de la manière suivante: vous avez le choix entre deux possibilités, tuer 400 personnes à coup sûr, ou tuer 600 personnes mais avec seulement deux chances sur trois que cela arrive vraiment.

Quand la problématique est présentée sous l’angle des pertes, les sujets n’acceptent pas la perte certaine. La majorité choisit les 2 chances sur 3 de tuer 600 personnes.

L’explication avancée par Daniel Kahneman et Amos Tversky se situe au niveau des émotions. L’idée de tuer est trop rebutante sur le plan émotionnel, ce qui explique le changement d’option de la majorité des sujets. Le fait d’exprimer tantôt une préférence tantôt une autre, selon la façon dont le problème est formulé, est un cas flagrant d’irrationalité, selon les deux psychologues.

L’AMYGDALE ACTIVEE LORS DE LA PRISE DE DECISION

Des expériences de neuro-imagerie réalisées dans des IRM ont montré que l’amygdale, une région du cerveau impliquée dans les réactions émotionnelles, s’active lorsque le sujet prend des décisions. Cette dernière découverte, rapportée dans la revue Science en 2006, constitue un argument en faveur d’un rôle important des émotions dans la prise de décision.

Il existe sans aucun doute des variations selon les individus. Ainsi, des études intégrant la réaction face au risque ont été menées en comparant les traders et la population générale. Les traders ont une aversion au risque moins grande – une caractéristique qui serait liée à des réactions émotionnelles moindres. Ainsi, il semble que plus les réactions émotionnelles sont intenses, plus les personnes ont une aversion marquée pour le risque.

Des travaux en cours à l’Institut du cerveau et de la moelle épinière (ICM) testent l’hypothèse selon laquelle notre humeur influence la façon dont nous pondérons les gains et les pertes. Un peu comme dans la parabole du verre à moitié vide et à moitié plein… Une personne de bonne humeur mettrait davantage l’accent sur les gains alors qu’une personne de mauvaise humeur aurait tendance à mettre l’accent sur les pertes.

En attendant d’autres avancées dans la connaissance, comment prendre des décisions en tenant compte de nos émotions, mais sans les laisser nous" berner" pour autant? À nous de jouer finement sur la régulation émotionnelle. Une technique consiste à se convaincre, au moment de prendre la décision, que c’est seulement une parmi beaucoup d’autres, pour ne pas se laisser gagner par l’émotion. C’est ce qu’aurait sans doute conseillé René Descartes…

Attention, toutefois, à ne pas basculer dans l’excès inverse. Trop de froideur, trop d’indifférence ne sont pas non plus la solution, comme l’a rappelé Antonio Damasio. Trouvons une voie moyenne en prenant conscience de notre ressenti émotionnel pour pouvoir prendre des décisions en conséquence, sans verser dans des réactions automatiques qui s’avèrent très souvent inadaptée

Auteur: Mathias Pessiglione - Chercheur en sciences cognitives, psychologue clinicien, Inserm, Institut du Cerveau (ICM)

The Conversation - CC BY ND