{"id":2022,"date":"2021-06-07T16:53:51","date_gmt":"2021-06-07T15:53:51","guid":{"rendered":"https:\/\/www.blog-lecerveau.org\/?p=9513"},"modified":"2022-01-04T21:02:47","modified_gmt":"2022-01-04T20:02:47","slug":"le-cerveau-une-machine-a-faire-des-predictions-jusque-dans-ses-aires-sensorielles","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.blog-lecerveau.org\/debutant\/2021\/06\/07\/le-cerveau-une-machine-a-faire-des-predictions-jusque-dans-ses-aires-sensorielles\/","title":{"rendered":"Le cerveau, une machine \u00e0 faire des pr\u00e9dictions\u2026 jusque dans ses aires sensorielles\u00a0!"},"content":{"rendered":"

\"\"Parfois, de l\u2019activit\u00e9 nerveuse quelques secondes plus t\u00f4t que pr\u00e9vu \u00e0 un endroit dans le cerveau peut \u00eatre consid\u00e9r\u00e9 comme un r\u00e9sultat \u00e9tonnant qui confirme une id\u00e9e g\u00e9n\u00e9rale du fonctionnement c\u00e9r\u00e9bral ! C\u2019est le cas de l\u2019article dont j\u2019aimerais vous parler aujourd\u2019hui. Mais pour justifier une telle entr\u00e9e en mati\u00e8re un peu accrocheuse, il va falloir rappeler un peu l\u2019essence de cette conception du cerveau comme une machine \u00e0 faire des pr\u00e9dictions, puisque c\u2019est de cela qu\u2019il s\u2019agit.<\/p>\n

Pour le dire vite, c\u2019est \u00e0 peu pr\u00e8s l\u2019inverse du paradigme qui a domin\u00e9 les sciences cognitives de la deuxi\u00e8me moiti\u00e9 du XXe si\u00e8cle<\/a><\/span>. Autrement dit, ce que le cerveau va consid\u00e9rer \u00e0 tout moment, ce n\u2019est pas tant l\u2019enti\u00e8ret\u00e9 des inputs sensoriels en provenance du monde ext\u00e9rieur, mais plut\u00f4t l\u2019\u00e9cart, ou l\u2019erreur, que nous signale ces indices sensoriels par rapport aux pr\u00e9dictions ou aux projections que notre cerveau fait constamment sur le monde<\/a><\/span><\/strong>.<\/p>\n

C\u2019est l\u2019id\u00e9e g\u00e9n\u00e9rale du \u00ab\u00a0predictive processing\u00a0\u00bb, un cadre th\u00e9orique g\u00e9n\u00e9ral du fonctionnement c\u00e9r\u00e9bral de plus en plus consid\u00e9r\u00e9 depuis une d\u00e9cennie ou deux. Et pour faire ces pr\u00e9dictions, notre cerveau s\u2019appuie sur des mod\u00e8les internes construits tout au long de notre longue histoire<\/a><\/span>, \u00e0 la fois \u00e9volutive et d\u00e9veloppementale. La premi\u00e8re a sculpt\u00e9 la forme de notre syst\u00e8me nerveux en fonction de l\u2019environnement dans lequel on a \u00e9volu\u00e9. Et la seconde d\u00e9coule d\u2019une autre sculpture, celle de notre exp\u00e9rience du monde depuis notre plus jeune \u00e2ge qui a renforc\u00e9 certaines synapses et pas d\u2019autres, s\u00e9lectionn\u00e9 certains r\u00e9seaux de neurones et pas d\u2019autres. C\u2019est donc toujours \u00e0 partir de ces \u00ab a priori \u00bb que notre cerveau va tenter de comprendre le monde. Des mod\u00e8les qu\u2019on qualifie aussi de \u00ab\u00a0statistiques\u00a0\u00bb dans le sens o\u00f9 ils se sont construits au fil de nos interactions avec les r\u00e9gularit\u00e9s du monde\u00a0: les choses qu\u2019on l\u00e2che tombent vers le bas\u00a0; le soleil se l\u00e8ve \u00e0 l\u2019est et se couche \u00e0 l\u2019ouest\u00a0; l\u2019eau apaise la soif\u00a0; apr\u00e8s le vert, le feu de circulation passe au jaune, puis au rouge\u00a0; etc.<\/p>\n

Cependant,<\/strong> si nos r\u00e9seaux c\u00e9r\u00e9braux sont devenus capables, souvent apr\u00e8s des ann\u00e9es d\u2019apprentissage, de formuler des hypoth\u00e8ses fiables quant \u00e0 ce genre de r\u00e9gularit\u00e9 du r\u00e9el, le monde reste d\u2019une telle richesse et d\u2019une telle impr\u00e9visibilit\u00e9 qu\u2019il arrive quand m\u00eame qu\u2019on se trompe sur son \u00e9tat. C\u2019est le cas par exemple en m\u00e9t\u00e9orologie, o\u00f9 l\u2019on est constamment en train de revoir les mod\u00e8les en temps r\u00e9el. Et \u00e7a va \u00eatre le cas dans notre cerveau aussi. Car \u00e0 tout moment, on se rend compte qu\u2019il y a un \u00e9cart entre les indices sensoriels qui montent dans le syst\u00e8me et nos pr\u00e9dictions \u00ab\u00a0descendantes\u00a0\u00bb sur l\u2019\u00e9tat du monde<\/a><\/span>.<\/p>\n

Ce que le cerveau va donc chercher constamment \u00e0 faire pour maintenir le corps qui l\u2019h\u00e9berge dans un \u00e9tat viable, c\u2019est de r\u00e9duire cet \u00e9cart entre nos mod\u00e8les internes et le monde. Et \u00e7a, il va toujours pouvoir le faire de deux fa\u00e7ons : soit modifier ses mod\u00e8les pour qu\u2019ils deviennent mieux adapt\u00e9s au monde, ce qu\u2019on appelle couramment l\u2019apprentissage; ou bien, si l\u2019on est convaincu que notre mod\u00e8le est bon, changer le monde pour qu\u2019il s\u2019y conforme, c\u2019est-\u00e0-dire agir pour transformer le monde et le rendre plus compatible avec notre mod\u00e8le. Par exemple, r\u00e9parer une marche d\u2019escalier pourrie pour plus qu\u2019on tr\u00e9buche dessus en pensant qu\u2019elle est l\u00e0, quand on descend sans regarder nos pieds, alors qu\u2019elle est d\u00e9fonc\u00e9e !<\/p>\n

Ce genre d\u2019action qui vise \u00e0 minimiser les erreurs, c\u2019est ce que des gens comme Karl Friston<\/a><\/span> appellent \u00ab\u00a0l\u2019inf\u00e9rence active\u00a0\u00bb. Dans les deux cas, il s\u2019agit de trouver, ou plus pr\u00e9cis\u00e9ment d\u2019inf\u00e9rer, un mod\u00e8le plus appropri\u00e9 par rapport \u00e0 des observations sur le monde qui, vu sa complexit\u00e9 et son ambigu\u00eft\u00e9 intrins\u00e8que, diff\u00e8re souvent de ce qu\u2019on pensait.<\/p>\n

Ce qui est important de voir aussi, c\u2019est que chez un individu particulier, la minimisation de l\u2019\u00e9cart ou de l\u2019erreur sur la pr\u00e9diction ne se fait pas \u00e0 un seul endroit dans le cerveau. Parce que notre cerveau est un syst\u00e8me complexe comportant de nombreux niveaux d\u2019organisation, c\u2019est \u00e0 chacun de ces niveaux que la minimisation d\u2019erreur va se faire constamment.<\/p>\n

C\u2019est en ayant en t\u00eate cette fa\u00e7on de faire g\u00e9n\u00e9rale du cerveau, celle d\u2019utiliser son exp\u00e9rience pass\u00e9e pour g\u00e9n\u00e9rer des pr\u00e9dictions sur des \u00e9v\u00e9nements futurs, qu\u2019on peut maintenant aborder l\u2019\u00e9tude de Caroline S. Lee et ses coll\u00e8gues publi\u00e9e dans eLife en avril dernier. Iintitul\u00e9 Anticipation of temporally structured events in the brain<\/a><\/span><\/strong>, elle impliquait 30 sujets qui regardaient six fois de suite le m\u00eame extrait de 90 secondes d\u2019un film pendant que leur activit\u00e9 c\u00e9r\u00e9brale \u00e9tait enregistr\u00e9e par un appareil d\u2019imagerie par r\u00e9sonance magn\u00e9tique fonctionnelle. En comparant par la suite l\u2019activit\u00e9 globale du cerveau moment par moment au fil des \u00e9coutes r\u00e9p\u00e9titives, on a pu montrer que le cerveau des sujets se mettait \u00e0 anticiper les sc\u00e8nes du film avec les r\u00e9p\u00e9titions. Les r\u00e9gions post\u00e9rieures du cerveau, comme le cortex visuel, anticipaient les \u00e9v\u00e9nements qui survenaient 1 \u00e0 4 secondes plus tard. Celles situ\u00e9es dans la r\u00e9gion m\u00e9diane de 5 \u00e0 8 secondes avant les \u00e9v\u00e9nements. Et la partie frontale du cerveau anticipait de 8 \u00e0 15 secondes avant ce qui allait se passer.<\/p>\n

Ces r\u00e9sultats montrent que diff\u00e9rentes r\u00e9gions de notre cerveau semblent donc travailler de concert pour pr\u00e9dire des futurs plus ou moins rapproch\u00e9s, r\u00e9v\u00e9lant ainsi la pr\u00e9sence d\u2019une hi\u00e9rarchie anticipatoire, si l\u2019on peut dire. Voil\u00e0 donc un ph\u00e9nom\u00e8ne qui nous \u00e9loigne encore un peu plus de la vision modulaire traditionnelle du cerveau de la fin du XXe si\u00e8cle. Cette conception impliquait que certains \u00ab modules \u00bb traitaient par exemple les inputs visuels ou sonores, et que d\u2019autres syst\u00e8mes s\u00e9par\u00e9s permettaient de solliciter la m\u00e9moire pour faire des plans, par exemple. Des r\u00e9sultats comme ceux-ci brouillent toutefois encore un peu plus ces hypoth\u00e9tiques fronti\u00e8res bien d\u00e9finies dans notre cerveau. Au contraire, on d\u00e9couvre de plus en plus que nos r\u00e9gions corticales sensorielles, comme celles pour la vision dans ce cas-ci, peuvent elles aussi anticiper ce qui s\u2019en vient, ne serait-ce que par quelques secondes.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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