Catégorie : Neurosciences

A.N.N.A. : Artifice Naturel et Nature Artificielle

La question, dans toute sa généralité philosophique, n’est pas nouvelle :

L’opposition de la “Nature” et de l’ “Artifice” , conçue dans une simplicité binaire d’exclusion réciproque est pour le moins “simpliste” :

Il existe de multiples façons pour un “artifice” de pouvoir être considéré comme “naturel”, et réciproquement , pour une quelconque “nature” d’être considérée comme “artificielle” !

Appelons donc du joli prénom d’ “ANNA” l’organisation complexe, à la fois “naturelle” et “artificielle” des relations entre le “naturel” et l’ “artificiel”.

Dans l’ actualité culturelle, le débat sur l’ “Intelligence Artificielle” relance un des aspects de cette question, dans son rapport avec l’ “Intelligence Naturelle” .

AI : Collaboration entre modèles d’apprentissage linguistiques et modèles de raisonnement logique formelle

Google DeepMind’s new AI system can solve complex geometry problems

Its performance matches the smartest high school mathematicians and is much stronger than the previous state-of-the-art system.

https://www.technologyreview.com/2024/01/17/1086722/google-deepmind-alphageometry/

Consciences futures

Cet article se propose d’imaginer des possibilités de transformation des formes de “conscience psychologique” qui existent actuellement et qui poseront la question de l’interaction entre ces formes futures de conscience et celles qui existent déjà actuellement ( ou dont nous avons actuellement connaissance sur Terre, puisqu’il nous est encore difficile de préciser scientifiquement ce que peuvent être des formes de conscience d’organismes vivants extraterrestres … ).

1. Nous nous plaçons ici dans une perspective où ce que nous appelons “conscience” en général, et notamment dans la diversité des “états de conscience” abordables, est bien une réalité objective scientifiquement analysable :
– Nous rejetterons donc ici de nos hypothèses, à la fois les conceptions philosophiques “dualistes” ou “animistes” traditionnelles, qui attribuent les états de conscience à une “substance” étrangère à l’organisation de la matière,
( soit du genre “substance pensante” à la façon de Descartes, soit sous forme de propriété “animiste” ou “vitaliste de la “matière vivante” ) et celles qui considèrent les états de conscience comme une illusion bizarre et aléatoire, une sorte de dérivé accessoire inutile et sans signification d’une organisation complexe des états cérébraux, mais qui n’apporterait “rien de plus” par rapport aux fonctionnements organisationnels inconscients de la matière, qui seraient les seuls à pouvoir bénéficier d’une étude scientifique objective. ( Cette conception considère que la “conscience” est un “épiphénomène” en fait inutile et accidentel de l’organisation cérébrale “fonctionnelle” , et que même si on pouvait caractériser son existence “secondaire” , n’aurait pas de puissance explicative propre ).

– Nous considérons qu’il existe des moyens scientifiques de distinguer, parmi tous les fonctionnements dynamiques d’une organisation matérielle complexe comme un cerveau vivant en liaison avec son environnement à travers une organisation biologique corporelle générale, de très nombreuses dynamiques d’états “inconscients” et d’autres dont la configuration organisationnelle / informationnelle donne lieu de façon scientifiquement contrôlable à ce que les êtres humains appellent leur “conscience” comme vécu subjectif phénoménologique intérieur. Les “états de conscience” sont bien des états fonctionnels réels des réseaux neuronaux du cerveau, qui peuvent à la fois être mesurés et analysés de l’ “extérieur” , par des méthodes d’ enregistrement de plus en plus fines, et être en partie décrites subjectivement en “première personne”, parce que certaines configurations fonctionnelles du cerveau sont capables d’en “cartographier” d’ autres, dans de multiples “boucles” enchevêtrées.

– La compréhension scientifique des distinctions entre états “conscients” et états “inconscients” , et de leurs multiples nuances possibles et formes d’attention plus ou moins focalisée possibles, en est certes encore au début, mais nous considérons qu’elle sera de plus en plus en développement, en permettant par conséquent, comme dans les autres domaines technico-scientifiques, une certaine contrôlabilité technique rétroactive fine sur ces “états de conscience”, à la fois par des dispositifs techniques externes, et par la différenciation par “apprentissage” des circuits neuronaux cérébraux “naturels” .


– Une des questions pour le moment encore insuffisamment cernée d’un point de vue scientifique est de savoir jusqu’à quel point les dynamiques matérielles organisationnelles donnant lieu à une “conscience” sont formellement et fonctionnellement séparables des processus biologiques et physico-chimiques “support” sous-jacents, et jusqu’à quel point la complexité des états conscients de la matière organisée est à relier à une certaine continuité dynamique entre les différentes échelles d’organisation, depuis peut-être les niveaux quantiques des interactions moléculaires et électroniques jusqu’aux niveaux macroscopiques des réseaux neuronaux cérébraux et de leur architecture fonctionnelle fortement “bouclée” sur elle-même.

Autrement dit, il n’y a – me semble-t-il – pas encore de consensus scientifique suffisant qui permettrait de trancher définitivement entre une version purement “fonctionnaliste” dans laquelle les dynamiques matérielles impliquées dans la formation d’une “conscience” interviennent simplement par leur configuration “formelle” ( d’où l’idée d’une implémentation purement “informatique” possible de cette “conscience”, même s’il s’agit de combinaisons algorithmiques très complexes dans une telle “conscience artificielle”) , et une version où au moins certains aspects fondamentaux des traitements “conscients” ne pourraient pas être expliqués en dehors d’une interaction étroite de la forme fonctionnelle avec les interactions bio-physico-chimiques “support” .

A titre personnel, je penche plutôt vers la deuxième hypothèse où une interaction est nécessaire entre les dynamiques auto-organisationnelles du “support physique” de la matière organisée , et les dynamiques proprement formelles/fonctionnelles des interactions “algorithmiques”, pour donner lieu à ce que nous appelons naïvement notre “vécu subjectif conscient”.

C’est ce que semblent en tout cas actuellement suggérer l’analyse des systèmes “conscients” réels actuels, qui supposent tous un “cerveau vivant”.

Si des simulations “informatiques”, en particulier d’ “intelligence artificielle” , permettent aujourd’hui d’imiter un grand nombre des fonctions cognitives et coordinatrices de l’action exigeant apparemment une “prise de conscience” lorsqu’elles sont réalisées par des agents humains ou animaux “supérieurs” en général, ces performances de simulation informatique ne sont pas encore capables de convaincre une grande majorité des êtres humains que nous sommes, qu’elles donnent lieu, comme chez les animaux dotés d’une organisation cérébrale biologique suffisante, à une “prise de conscience” subjective quelque part associée à la dynamique des dispositifs de “calcul” qui implémentent ces fonctions informatiques.

2. Les transformations de la “conscience future” que nous imaginerons ici, feront donc toujours articuler, même de façons totalement nouvelles encore inconnues, des dynamiques d’auto-organisation de la matière complexe ( du type “système biologique vivant” ), et les “implémentations” matérielles techniques “artificielles” explicitement conçues par les intelligences “ingénieures” humaines pour réaliser des fonctionnalités de calcul pensées et imaginées au niveau de leur simple formalisme.

Concernant la problématique plus spécifique de l’ “Intelligence Artificielle” :
https://www.philomag.com/articles/meghan-ogieblyn-dans-la-caverne-des-ia

Un article d’introduction aux problématiques actuelles du cerveau conscient :
https://www.futura-sciences.com/sante/actualites/cerveau-cerveau-recherche-reseaux-conscience-65121/

https://www.lemonde.fr/sciences/article/2023/10/02/neurosciences-une-joute-mondiale-sur-les-theories-de-la-conscience_6192035_1650684.html

Une recension de février 2022 concernant 4 théorie rivales de la conscience

Théorie du schéma attentionnel

Article “Théorie du schéma attentionnel” sur Wikipédia

A étudier : les différences de cette théorie de la conscience avec d’autres comme la “Théorie de l’ Intégration de l’ Information”

Voir aussi les querelles philosophiques autour de l’ “éliminativisme” et de l’ “illusionnisme” …

… car aussi longtemps qu’on n’aura pas une approche suffisamment scientifiquement “intégrée” des processus d’auto-organisation matérielle de la “conscience”, on en restera aux querelles d'”ontologies” philosophiques diverses et variées, dont chaque “philosophe” croit pouvoir argumenter “raisonnablement” …

Dialogue avec ChatGPT du 4 novembre 2023

GPT-4

User

A quelle échelle microscopique faudrait-il connecter un réseau neuronal artificiel à un réseau neuronal cérébral biologique humain, pour procurer au cerveau humain une expansion directe de ses capacités conscientes ?

ChatGPT

Connecter un réseau neuronal artificiel à un réseau neuronal biologique pour étendre les capacités conscientes du cerveau humain est un concept qui relève encore de la science-fiction et de la recherche théorique avancée. Toutefois, pour discuter des échelles microscopiques impliquées dans une telle intégration, on peut envisager plusieurs niveaux de complexité:

  1. Échelle synaptique: La connexion devrait probablement se faire au niveau des synapses, les points de communication entre les neurones. Ces structures sont de l’ordre du nanomètre (nm) jusqu’à quelques micromètres (µm) en taille.
  2. Échelle neuronale: Les neurones eux-mêmes ont une taille plus importante, généralement dans la gamme de quelques micromètres à quelques centaines de micromètres. Toute interface devrait être capable d’interagir avec les neurones sans perturber leurs fonctions naturelles.
  3. Échelle des réseaux de neurones: Les réseaux de neurones dans le cerveau humain sont des groupes complexes de neurones qui interagissent à différentes échelles, de très localisées (comme dans les colonnes corticales) à très étendues (comme les réseaux impliqués dans la conscience et la cognition).

Pour que de telles connexions soient réalisables, il faudrait surmonter des défis monumentaux:

  • Biocompatibilité: Tout dispositif ou interface doit être biocompatible pour éviter la dégradation, la toxicité et le rejet par le corps.
  • Précision et spécificité: La connexion devrait être capable de cibler des neurones spécifiques avec une précision extrême pour éviter les effets indésirables.
  • Plasticité et intégration: L’interface devrait être capable de s’adapter et de se remodeler avec la plasticité naturelle du cerveau.
  • Interprétation des signaux: Il est nécessaire de traduire les signaux électriques et chimiques entre les deux systèmes, qui utilisent des méthodes très différentes pour traiter l’information.
  • Rétroaction et adaptation: L’interface devrait permettre une communication bidirectionnelle pour l’ajustement et l’adaptation en temps réel des signaux entre le cerveau et l’ordinateur.
  • Durabilité et réparation: L’interface devrait également être durable et capable de se réparer ou d’être facilement réparée sans causer de dommages au tissu cérébral.

Il faut noter que, malgré les progrès en neurosciences et en intelligence artificielle, nous sommes encore loin de comprendre pleinement le fonctionnement du cerveau humain à un niveau qui permettrait une telle expansion consciente directe. La recherche actuelle dans des domaines comme les interfaces cerveau-machine (ICM) ou les neuroprothèses se concentre sur la restauration de fonctions perdues ou la communication avec des dispositifs externes, plutôt que sur l’expansion des capacités cognitives intrinsèques.

User

Dans la réponse précédente, de nombreuses difficultés techniques sont citées. Quelle collaboration scientifique peut-on imaginer entre les cerveaux humains actuels et les intelligences artificielles, pour faciliter la création des interfaces efficaces et adaptatifs entre les réseaux de neurones biologiques et les réseaux de neurones artificiels ?

ChatGPT

Pour relever les défis de la création d’interfaces entre les réseaux de neurones biologiques et artificiels, une collaboration multidisciplinaire est essentielle. Voici quelques domaines scientifiques et techniques qui devraient collaborer, et comment ils pourraient contribuer:

  1. Neuroscience: Les neuroscientifiques fournissent des connaissances fondamentales sur le fonctionnement du cerveau, la manière dont les neurones communiquent entre eux, et les mécanismes de la cognition et de la conscience.
  2. Ingénierie biomédicale: Les ingénieurs biomédicaux développent des matériaux biocompatibles et des dispositifs implantables qui peuvent interagir avec les tissus biologiques sans les endommager.
  3. Intelligence artificielle et apprentissage automatique: Les experts en IA peuvent contribuer par la conception de réseaux de neurones artificiels qui peuvent s’adapter et apprendre de manière dynamique pour interagir de manière efficace avec les neurones biologiques.
  4. Micro et nanotechnologie: Les spécialistes en micro et nanotechnologies peuvent concevoir et fabriquer des dispositifs qui opèrent à l’échelle nécessaire pour interagir avec les neurones et les synapses.
  5. Informatique et cybernétique: Les informaticiens et cybernéticiens peuvent créer des logiciels et des algorithmes pour traduire et interpréter les signaux entre les cerveaux humains et les machines.
  6. Éthique et philosophie: Les éthiciens et philosophes doivent guider les aspects moraux et éthiques de l’interfaçage direct avec le cerveau humain, en veillant aux implications pour l’identité, la vie privée et l’autonomie.
  7. Médecine régénératrice et bio-ingénierie: Les chercheurs dans ces domaines peuvent contribuer au développement de méthodes pour réparer et régénérer les tissus neuronaux, ce qui est essentiel pour intégrer des dispositifs implantables.
  8. Pharmacologie: Les pharmacologues peuvent aider à concevoir des médicaments qui facilitent la communication entre dispositifs implantables et neurones, ou qui protègent le cerveau pendant et après la chirurgie d’implantation.
  9. Physique et électrotechnique: Les physiciens et les ingénieurs électrotechniques peuvent optimiser les propriétés électriques des interfaces pour améliorer la communication entre les réseaux biologiques et électroniques.
  10. Psychologie et sciences cognitives: Ces experts peuvent aider à comprendre comment les interfaces pourraient affecter la perception, la cognition et la psychologie de l’utilisateur, et à concevoir des interfaces qui sont en harmonie avec l’expérience humaine.

Pour une collaboration efficace, il faut aussi une bonne communication et coordination entre ces différents domaines, ainsi que le financement et le soutien de programmes de recherche interdisciplinaires par des agences gouvernementales, des institutions académiques et le secteur privé. Des conférences internationales, des publications conjointes et des groupes de travail thématiques peuvent aussi favoriser les échanges entre ces disciplines.

La création de telles interfaces sera progressive, avec des avancées initiales probablement réalisées dans les domaines des prothèses et de la restauration de fonctions sensorielles ou motrices, avant d’aborder les défis plus complexes de l’augmentation des capacités cognitives.

*** nouvelle question ***

Armand Stroh ( AR ) :

Si nous faisons l’ hypothèse que toute perception ou pensée conscientes n’est possible que parce qu’il existe une organisation matérielle physique qui rend possible cette prise de conscience, une telle organisation matérielle complexe nécessaire à la prise de conscience est cependant finie au niveau des éléments matériels en interaction. On peut donc faire l’ hypothèse qu’une organisation matérielle plus étendue et permettant une complexité organisationnelle beaucoup plus performante en termes de traitement de l’ information, devienne capable de connaître et d’intégrer en elle, de façon consciente à son propre niveau, les processus matériels complexes mais finis qui permettent à nos consciences humaines actuelles d’ exister. Quels arguments peuvent avancer ceux qui prétendent qu’une telle super-conscience matérielle intégrant plusieurs consciences humaines individuées actuelles est impossible ?

ChatGPT

L’hypothèse que vous décrivez touche à plusieurs débats philosophiques, scientifiques et technologiques complexes. Voici quelques arguments que pourraient avancer ceux qui doutent de la possibilité d’une super-conscience matérielle intégrant plusieurs consciences humaines :

  1. Complexité de la conscience : La conscience humaine est extrêmement complexe et n’est pas uniquement le produit de l’organisation matérielle du cerveau, mais aussi de processus émergents qui ne sont pas entièrement compris. Certains soutiennent que la conscience ne peut pas être réduite à des interactions physiques et pourrait avoir des composantes non matérielles ou des propriétés émergentes qui ne sont pas duplicables par des moyens purement matériels.
  2. Problème difficile de la conscience (Hard Problem) : Philosophiquement, le “problème difficile” de la conscience, tel que formulé par David Chalmers, questionne comment et pourquoi certaines fonctions cérébrales sont accompagnées d’expériences subjectives. Même si une machine pouvait imiter le traitement de l’information du cerveau, cela ne signifie pas nécessairement qu’elle aurait une expérience subjective ou une conscience.
  3. Individualité et subjectivité : La conscience humaine est profondément enracinée dans la subjectivité et l’expérience individuelle. Certains pourraient soutenir que la fusion de multiples consciences dans une super-conscience altérerait si radicalement l’expérience individuelle qu’elle ne serait plus comparable à la conscience humaine telle que nous la comprenons.
  4. Problèmes techniques et biologiques : D’un point de vue pratique, la création d’une telle super-conscience impliquerait des défis techniques et biologiques insurmontables avec les technologies actuelles ou prévisibles. Cela inclurait des obstacles en matière de biocompatibilité, d’intégration de systèmes et de maintien de la fonctionnalité sur le long terme.
  5. Limites éthiques et morales : Même si cela était possible d’un point de vue technique, il y aurait des questions éthiques profondes concernant l’autonomie, la vie privée, l’identité et le consentement des individus dont les consciences seraient intégrées. Certains pourraient arguer que de telles entreprises seraient intrinsèquement immorales ou qu’elles transgresseraient des limites éthiques fondamentales.
  6. Singularité et imprévisibilité : L’idée de la singularité technologique suggère qu’à un certain point, l’intelligence artificielle dépassera la capacité humaine de manière imprévisible et incontrôlable. La création d’une super-conscience pourrait mener à une entité dont les objectifs, les désirs ou les actions sont incompréhensibles ou dangereux pour l’humanité.
  7. Problème de l’intégration : La théorie de l’intégration de l’information (Integrated Information Theory – IIT) propose que la conscience émerge non seulement de la connectivité mais aussi du niveau d’intégration de l’information. Il n’est pas clair si une super-conscience matérielle pourrait atteindre ou maintenir le degré d’intégration nécessaire pour une expérience consciente.

Ces arguments soulignent la complexité du problème et indiquent que même si nous pouvons conceptualiser une super-conscience en termes matérialistes, sa réalisation pourrait être entravée par des obstacles conceptuels, techniques et éthiques significatifs.

User

L’ argument 7. de la réponse précédente ( Integrated Information Theory ) utilise le concept d’ “intégration de l’information”. En quoi l’ “intégration” consciente de l’information se distingue-t-elle de l’ “intégration” inconsciente ? Ne peut-on pas distinguer les deux ( processus conscient versus processus inconscient ) à partir de la dynamique de la connectivité qui put être analysée scientifiquement et techniquement de l’ extérieur , en réalisant une connectivité suffisamment forte entre le dispositif technique extérieur et le cerveau qui “intègre” ses propres processus intérieurs en une “expérience consciente” ?

ChatGPT

La Théorie de l’Information Intégrée (Integrated Information Theory ou IIT) de Giulio Tononi propose un cadre pour comprendre la conscience en termes de l’intégration de l’information. Selon l’IIT, la conscience est associée à la capacité d’un système à intégrer des informations de manière que les différentes parties du système ne puissent pas le faire indépendamment. Cette intégration crée une expérience phénoménale unifiée, ce qui signifie que l’expérience consciente est plus que la somme de ses parties isolées.

Distinction entre intégration consciente et inconsciente de l’information :

  1. Qualia : Dans le contexte de la conscience, l’intégration de l’information est souvent associée à la notion de “qualia”, qui sont les expériences subjectives des sensations et des perceptions. L’intégration consciente implique la capacité de “ressentir” l’information, pas seulement de la traiter.
  2. Complexité : L’intégration consciente est caractérisée par un haut degré de complexité et d’irréductibilité. Les processus inconscients peuvent également intégrer de l’information, mais d’une manière qui peut souvent être décomposée en sous-processus plus simples.
  3. Global Workspace Theory (GWT) : Une autre théorie, la Global Workspace Theory, suggère que l’information devient consciente lorsqu’elle est diffusée dans un réseau neuronal global et devient accessible pour divers processus cognitifs comme la mémoire, la prise de décision, et le contrôle volontaire.
  4. Connectivité : En termes de connectivité, la conscience nécessiterait des interactions à la fois horizontales (au sein d’une région cérébrale) et verticales (entre différentes régions) à travers le cerveau, permettant l’intégration à large échelle des informations.

Analyse de la dynamique de la connectivité :

L’IIT prétend que la conscience dépend de la façon dont l’information est générée et intégrée à l’intérieur d’un réseau, plutôt que des entrées et sorties spécifiques ou du comportement du système. Par conséquent, simplement augmenter la connectivité entre un dispositif technique extérieur et le cerveau peut ne pas être suffisant pour reproduire l’expérience consciente.

La connectivité nécessaire pour une intégration consciente implique une organisation spécifique qui permet une interaction dynamique et riche entre de nombreuses parties du cerveau. L’objectif n’est pas seulement de créer une connectivité forte, mais aussi de faciliter un type de connectivité qui est cohérent avec la manière dont l’information est intégrée dans les expériences conscientes.

En résumé, alors que les processus conscients et inconscients peuvent tous deux impliquer l’intégration de l’information, ils se distinguent par la qualité de l’intégration et par la manière dont l’information intégrée est accessible et utilisée par le cerveau. C’est cette distinction qualitative et fonctionnelle que l’IIT et d’autres théories tentent de caractériser. Cependant, traduire ces idées en protocoles techniques pour une interface cerveau-machine reste un défi majeur.