L’origine de la conscience dans le cerveau est sur le point d’être testée

Voici quelque chose que vous n’entendez pas tous les jours : deux théories de la conscience sont sur le point de s’affronter dans le combat scientifique du siècle.

Soutenu par les meilleurs théoriciens neuroscientifiques d’aujourd’hui, dont Christof Koch, directeur du formidable Allen Institute for Brain Research à Seattle, Washington, le combat espère mettre à l’épreuve deux idées rivales de la conscience dans un projet de 20 millions $. En bref, l’activité cérébrale des volontaires sera analysée tout en exécutant une série de tâches intelligemment conçues visant à découvrir l’origine physique de la pensée consciente dans le cerveau. La première phase a été lancée cette semaine lors de la conférence annuelle de la Society for Neuroscience à Chicago, une activité extravagante qui attire plus de 20 000 neuroscientifiques chaque année.

Les deux parties conviennent de rendre la lutte aussi équitable que possible : elles collaboreront à la conception de la tâche, préenregistreront leurs prédictions dans les grands livres publics et si les données appuient une seule idée, l’autre reconnaîtra la défaite.

Le projet « farfelu » fait déjà sourciller. Alors que certains applaudissent l’approche du projet en tête-à-tête, qui se produit rarement en science, d’autres se demandent s’il ne s’agit que d’un coup publicitaire. « Je ne pense pas que [la concurrence] fera ce qu’il est dit dans la pub « , a déclaré le Dr Anil Seath, neuroscientifique à l’Université du Sussex à Brighton au Royaume-Uni, expliquant que l’essai est trop  » philosophique « . Plutôt que de déterrer comment le cerveau attire l’attention sur les stimuli extérieurs, a-t-il dit, la lutte se concentre davantage sur où et pourquoi la conscience émerge, avec des théories qui se développent en nombre chaque année.

Ensuite, il y a l’aspect religieux. Le projet est parrainé par la Templeton World Charity Foundation (TWCF), une fondation philanthropique qui fait la distinction entre science et foi. Bien que la spiritualité ne soit pas tabou pour les théoriciens de la conscience – beaucoup l’embrassent -, la WCF est un acteur plutôt peu orthodoxe dans le domaine neuroscientifique.

Malgré la controverse immédiate, les deux parties ne sont pas dissuadées. « Les théories sont très souples. Comme les vampires, ils sont très difficiles à tuer, » dit Koch. Même si le projet peut quelque peu rétrécir les théories divergentes de la conscience, nous sommes en train de craquer l’une des propriétés les plus énigmatiques du cerveau humain.

Avec la montée des machines de plus en plus humaines et les efforts pour promouvoir la communication avec les patients enfermés, le besoin de comprendre la conscience est particulièrement important. L’IA peut-elle un jour être consciente et doit-on leur donner des droits ? Qu’en est-il de la sensibilisation des gens pendant et après l’anesthésie ? Comment mesurer de façon fiable la conscience du fœtus dans le ventre de la mère – une question délicate dans les débats sur l’avortement – ou chez l’animal ?

Même si le projet ne produit pas de solution définitive à la conscience, il incitera les scientifiques fidèles aux différentes allées théoriques à parler et à collaborer – et c’est déjà en soi une réalisation louable.

« Ce que nous espérons, c’est un processus qui réduira le nombre de théories erronées « , a déclaré Andrew Serazin, président de la TWCF. « Nous voulons récompenser les gens qui sont courageux dans leur travail, et une partie du courage est d’avoir l’humilité de changer d’avis. »

Rencontrez les participants

La façon dont les systèmes physiques donnent lieu à une expérience subjective est surnommée le « problème difficile » de la conscience. Bien que les neuroscientifiques puissent mesurer l’effervescence de l’activité électrique des neurones et de leurs réseaux, personne ne comprend comment la conscience émerge des pics individuels. Le sens de la conscience et du moi ne peut tout simplement pas être réduit à des impulsions neuronales, du moins avec notre état actuel de compréhension. De plus, qu’est-ce que la conscience exactement ? Dans les grandes lignes, elle est décrite comme une capacité à expérimenter quelque chose, y compris sa propre existence, plutôt que de le documenter comme un automate – une image assez vague qui laisse beaucoup de place aux théories sur la façon dont la conscience fonctionne réellement.

Au total, le projet espère s’attaquer à près d’une douzaine de grandes théories de la conscience. Mais les deux premiers sur le ring de boxe sont aussi les plus importants : l’un d’eux est la Global Workspace Theory (GWT), défendue par le Dr Stanislas Dehaene du Collège de France à Paris. L’autre est la Théorie Intégrée de l’Information (IIT), proposée par le Dr Giulio Tononi de l’Université du Wisconsin à Madison et soutenue par Koch.

La GWT décrit une vue presque algorithmique. Le comportement conscient survient lorsque nous pouvons intégrer et séparer l’information de sources d’entrée multiples – par exemple, les yeux, les oreilles ou les ruminations internes – et la combiner en une donnée dans un espace de travail global dans le cerveau. Ce carnet de croquis mental constitue un goulot d’étranglement dans le traitement conscient, en ce sens que seuls les objets de notre attention sont à la disposition de tout le cerveau pour être utilisés – et donc pour en faire une expérience consciente. Pour qu’un autre puisse entrer la conscience, les données précédentes doivent partir.

De cette façon, l’espace de travail lui-même « crée » la conscience, et agit comme une sorte de fouet motivationnel pour diriger les actions. Voici l’essentiel : selon Dehaene, les études d’imagerie cérébrale chez l’homme suggèrent que le « nœud » principal existe à l’avant du cerveau, ou le cortex préfrontal, qui agit comme une unité centrale de traitement dans un ordinateur. C’est algorithmique, basé sur les entrées-sorties, et comme tous les ordinateurs, il est potentiellement piratable.

L’IIT, en revanche, adopte une vision plus globale. La conscience découle de l’interconnectivité mesurable et intrinsèque des réseaux cérébraux. Sous la bonne architecture et les bons traits conjonctifs, la conscience émerge. Contrairement à la GWT, qui commence par la compréhension de ce que le cerveau fait pour créer la conscience, l’IIT commence par la conscience de l’expérience – même s’il s’agit simplement d’une expérience de soi plutôt que d’une expérience extérieure. Lorsque les neurones se connectent de la « bonne » façon sous les « bonnes » circonstances, la théorie se pose, la conscience émerge naturellement pour créer la sensation de l’expérience.

Contrairement à la GWT, l’IIT croit que ce processus émergent se produit à l’arrière du cerveau – ici, les neurones se connectent dans une structure semblable à une grille qui devrait être hypothétiquement capable de soutenir cette capacité. Pour les abonnés de l’IIT, la GWT décrit un scénario d’anticipation semblable à celui des ordinateurs numériques et des zombies – des entités qui agissent consciemment mais qui ne possèdent pas vraiment cette expérience. Selon Koch, la conscience est plutôt « la capacité d’un système à être exploité par son propre état dans le passé et à influencer son propre avenir ». Plus un système a un pouvoir de cause à effet, plus il est conscient. »

L’épreuve de force

Pour tester les idées, 6 laboratoires à travers le monde effectueront des expériences avec plus de 500 personnes, en utilisant 3 types différents d’enregistrements du cerveau pendant que les participants effectueront divers tests de conscience. En adoptant l’IRM fonctionnelle pour repérer l’activité métabolique cérébrale, l’EEG pour les ondes cérébrales et l’ECoG (un type d’EEG avec des électrodes placées directement sur le cerveau), l’essai espère recueillir suffisamment de données reproductibles pour apaiser même les plus sceptiques des champs opposés.

Par exemple, une expérience permettra de suivre la réaction du cerveau lorsqu’un participant prend conscience d’une image : la GWT croit que le cortex préfrontal s’activera, alors que l’IIT dit de garder les yeux sur l’arrière du cerveau.

Selon Quanta Magazine, l’épreuve de force fera l’objet d’un engagement de la part d’un journal de haut niveau à publier les résultats des expériences, quel qu’en soit le résultat. En outre, les deux principaux camps sont tenus d’enregistrer publiquement des prédictions spécifiques, basées sur leurs théories, des résultats. Ni l’une ni l’autre des parties ne recueillera ni n’interprétera les données afin d’éviter des conflits d’intérêts potentiels. Et finalement, si les résultats reviennent de façon concluante en faveur d’une idée, l’autre reconnaîtra la défaite.

Ce à quoi l’essai ne répond pas, bien sûr, c’est comment les calculs neuronaux mènent à la conscience. Une théorie récente, basée sur la thermodynamique en physique, suggère que les réseaux neuronaux d’un cerveau sain s’organisent naturellement, en fonction des coûts énergétiques, en un nombre suffisant de « microétats » de connexion menant à la conscience. Trop ou trop peu de micro-états et le cerveau perd sa capacité d’adaptation, ses capacités de traitement et parfois sa capacité à se maintenir en ligne.

Malgré ses doutes, le Potgieter de la TWCF considère le projet comme un pas en avant ouvert et collaboratif dans un domaine confus. C’est  » la toute première fois qu’une collaboration aussi audacieuse et contradictoire est entreprise et formalisée dans le domaine des neurosciences « , a-t-il dit.

Tononi, le commanditaire de l’IIT, est d’accord. « Elle oblige les promoteurs à se concentrer et à entrer dans un cadre commun. Je pense que nous avons tous à gagner d’une manière ou d’une autre », a-t-il déclaré.

Via Singularity Hub

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