Penser à ses propres pensées ou comment le cerveau s’observe

En 1884, alors qu’ils tentaient de définir les limites de la perception humaine, Charles Pierce et Joseph Jastrow ont découvert autre chose: les limites de notre introspection. Les participants à leurs expériences sous-évaluaient systématiquement leur capacité à juger correctement leurs propres sensations, ce que Pierce et Jastrow ont proposé comme explication de " l’intuition des femmes ainsi que de certains phénomènes télépathiques ". Ces implications pratiques particulières ont heureusement été laissées de côté (ainsi que la relation conceptuelle entre la télépathie et l’intuition féminine).

À la fin des années 1970, cette approche consistant à demander aux participants d’évaluer leurs propres performances est devenue un domaine de recherche à part entière: l’étude de la "métacognition".

Cette capacité d’auto-réflexion et de réflexion sur nos propres pensées nous permet d’avoir plus ou moins confiance en nos décisions: nous pouvons agir avec conviction lorsque nous sommes sûrs d’avoir raison, ou être plus prudents lorsque nous pensons avoir peut-être fait une erreur. La métacognition influence tous les aspects de notre comportement: elle détermine comment nous définissons nos objectifs de vie, mais aussi comment nous jugeons nos propres sensations (ce que nous voyons, entendons, sentons, goûtons et touchons).

Nous ne sommes pas toujours doués pour la métacognition. Certaines personnes sont en général trop ou pas assez confiantes, la plupart des gens se sentent occasionnellement très confiants dans un mauvais choix, et tous les réseaux sociaux ont été accusés de propager des croyances fortes alimentées par des infox. On sait que la métacognition se développe au cours de l’enfance et de l’adolescence, et une métacognition déficiente a été impliquée dans plusieurs troubles psychiatriques, comme l’émergence de croyances délirantes dans la schizophrénie ou encore les troubles obsessionnels compulsifs (TOC).

Il est donc nécessaire de concevoir des outils pédagogiques et des traitements pour améliorer la métacognition. Mais nous sommes encore loin de la comprendre réellement.

JUGER SES PROPRES EMOTIONS

Pour penser à ses propres pensées, le cerveau doit effectivement s’observer. En théorie, chaque fois que certaines des centaines de milliards de cellules du cerveau s’assemblent pour donner naissance à une pensée, un sentiment ou une action, elles signalent également dans quelle mesure elles y sont parvenues. Tous les processus cérébraux sont suivis et évalués, ce qui donne lieu à la métacognition. L’une des grandes questions est: comment?

Dans notre département, nous étudions la métacognition dans sa forme la plus élémentaire, notre capacité à juger nos propres sensations. Nous utilisons toujours des méthodes similaires à celles de Pierce et Jastrow: dans une expérience typique, nous montrons une image aux participants et leur demandons de prendre une décision simple sur ce qu’ils voient, puis nous évaluons dans quelle mesure ils sont sûrs d’avoir fait le bon choix. Par exemple, nous pourrions leur montrer une ligne légèrement inclinée et leur demander de juger si elle est inclinée vers la gauche ou la droite. Le participant devrait se sentir plus confiant lorsqu’il sent qu’il n’a pas besoin de regarder la ligne à nouveau pour vérifier qu’il a fait le bon choix, quand les évidences sont fortes pour sa décision. Tout comme dans un tribunal, un jury décide s’il y a suffisamment de preuves pour condamner un criminel, le cerveau décide s’il y a suffisamment d’évidences pour être confiant dans un choix.

SEPARER L’ACTIVITE DE DECISION ET DE CONFIANCE

C’est en fait un gros problème pour étudier ce qui se passe dans le cerveau lorsque les gens se sentent plus ou moins sûrs d’eux, car une différence de confiance est également une différence de preuves de décision. Si nous trouvons une différence dans l’activité cérébrale pour une confiance élevée par rapport à une confiance faible, cela pourrait en fait être dû à plus ou moins de preuves (la ligne est perçue comme plus ou moins inclinée). Nous devons séparer l’activité cérébrale liée au processus d’évaluation de l’inclinaison de la ligne de l’activité cérébrale liée au processus de confiance dans l’évaluation de cette inclinaison.

Nous avons récemment trouvé un moyen de distinguer ces processus, en les séparant dans le temps. Dans l’expérience, nous avons mesuré l’activité cérébrale des participants (avec électroencéphalographie) pendant qu’ils prenaient des décisions concernant une séquence entière d’images montrées les unes après les autres.

Illustration de la tâche.

Nous avons pu observer ce qui se passait dans le cerveau lorsque les participants regardaient les images et prenaient leur décision. Parfois, les participants prenaient leur décision avant que toutes les images aient été montrées. Dans ce cas, l’activité liée à la prise de décision s’arrêtait. Mais d’autres activités continuaient. Même quand les participants avaient pris leur décision tôt, ils vérifiaient quand même les images supplémentaires pour évaluer leur confiance. Dans ces cas, l’activité cérébrale liée à la prise de décision s’était arrêtée, et l’on pouvait donc étudier l’activité cérébrale liée à la confiance indépendamment.

Activité cérébrale pendant la tâche (localisée au cortex à l’aide d’une technique appelée " localisation de la source ").

Notre première constatation concorde avec de nombreuses recherches antérieures: nous avons trouvé une activité liée à la confiance dans les zones frontales du cerveau qui sont aussi associées au comportement axé sur les objectifs. Mais en examinant de près cette activité cérébrale, en essayant de répondre à la question de savoir comment le cerveau s’observe, nous nous sommes posé une autre question: quand?

L’opinion par défaut est que l’on prend d’abord sa décision, puis que l’on vérifie la quantité de preuves dont on dispose pour se sentir en confiance; on pense d’abord, puis on pense à penser. Mais lorsque nous avons examiné le schéma d’activité cérébrale lié à la confiance, nous avons constaté qu’il évoluait avant même que les participants ne prennent leur décision: c’est mettre la charrue avant les bœufs. Le cerveau est l’ordinateur le plus efficace que nous connaissions, il est donc étrange de penser qu’il puisse faire quelque chose d’aussi inutile.

Le paradigme habituel suggère un rôle important de la métacognition dans la modération du comportement futur: nos actions ultérieures sont influencées par la confiance que nous avons dans nos décisions, nos pensées et nos sentiments, et nous utilisons une faible confiance pour apprendre et nous améliorer à l’avenir. Mais il y a une autre possibilité: nous pourrions utiliser la confiance en direct, au moment où nous délibérons, pour savoir si nous devrions chercher plus de preuves ou si nous en avons assez pour prendre une décision. Dans une autre expérience, nous avons en effet constaté que les personnes qui sont plus douées pour la métacognition sont également les plus aptes à savoir quand arrêter de délibérer et prendre une décision. Le cerveau pourrait s’observer en permanence, surveiller et évaluer ses processus afin de contrôler leur efficacité; un système de micro-management sévère, en somme.

137 ans après les interrogations de Pierce et Jastrow sur le rôle de la métacognition, nous continuons à découvrir à quel point ce type d’autoréflexion est important. Ce faisant, nous en apprenons également à chaque nouvelle étude un peu plus sur le cerveau et son étonnante capacité à s’observer.

Auteurs: Tarryn Balsdon - Postdoctoral researcher, École normale supérieure (ENS) – PSL

Pascal Mamassian: chercheur CNRS en psychologie expérimentale, École normale supérieure (ENS) – PSL

Valentin Wyart; Directeur de recherche en neurosciences, Inserm

The Conversation - CC BY ND

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