De l'expérience (suite)

Publié le par Jean-Luc Petit

V. Le probabilisme de la solution phénoménologique du problème de l’induction

●      Notre hypothèse de travail est que la phénoménologie comporte une solution au problème du fondement de l’induction (Hume).    Cette solution est un retour aux sources antéprédicatives de l’inférence inductive du jugement empirique.

●      Ces sources ont été identifiées par Husserl comme les anticipations de la perception. Dans la perception le principe de l’induction devient évident pour tout sujet percevant à travers la différence entre le contenu qualitatif actuellement senti et l’objet intentionnel.

●      En quoi cette évidence peut-elle avoir une valeur de fondement ?

●      Fonder les jugements empiriques, comme formation cognitive particulière, veut dire subordonner cette classe de jugements à une structure cognitive plus générale. L’induction est fondée à partir du moment où la forme de tous les jugements empiriques apparaît comme l’expression prédicative d’une structure générale de la conscience :

●      « Toute conscience est orientée vers quelque chose. » C’est l’intentionnalité de la conscience, une structure absolument fondamentale : c’est-à-dire telle qu’on ne peut pas aller au-delà.

●      Excepté si l’on réfléchit au fait que la perception dépend de la normalité des conditions somatiques du corps propre d’un sujet (anatomie et physiologie des organes et du système nerveux de l’organisme humain). Et que ces conditions s’ajoutent (d’une façon  ou d’une autre) comme conditions de possibilité proto-empiriques  aux conditions transcendantales de la connaissance empirique.

●      Or, les fonctions neurophysiologiques sont des mécanismes, c-à-d. des processus dépourvus d’intentionnalité. Supposons donc l’anticipation à l’œuvre dès le niveau infra-personnel de la population cellulaire, voire de la cellule individuelle : quelles conséquences pour la phénoménologie transcendantale de l’expérience ?             

(1)        Vraisemblance et inhibition de croyance :

●      Dans une annexe au §. 76 de Erfahrung und Urteil, Husserl évoque assez précisément le problème de Hume. Il rappelle que pour une analyse phénoménologique de la conscience de rationalité, la justification rationnelle de la validité des jugements empiriques exprimant des connexions générales et nécessaires ne diffère pas essentiellement de la justification rationnelle de la validité des relations d’idées. Dans les deux cas, il s’agit de s’assurer que :

„daß wir hier die Relationsgesetze in das adäquate Allgemeinheits- bewußsein erheben können, daß wir uns den Sinn solcher genereller Evidenz zur Klarheit bringen und dann weiter erkennen, daß die objektive Geltung der Gesetze selbst in der idealen Möglichkeit solch eines adäquaten generellen Bewußtseins besteht“.

●      De là, Husserl reprend une suggestion de solution probabiliste au problème de l’induction, une suggestion déjà aperçue, mais aussitôt écartée par Hume :

„Wissen wir, daß Erfahrungsurteile dieser Art nur die Dignität von Wahrscheinlichkeitsurteilen haben können, so haben wir – vor aller Frage nach ihrem psychologischen Ursprung – zu erforschen, ob nicht auch hier  die zur Objektivität gehörigen Prinzipien durch adäquate Generalisation zu erfassen sind, also Vernunft in der Sphäre der Wahrscheinlichkeit ebenso bestehe wie in der Sphäre der Relationen zwischen Ideen.“

●      E.U. §. 21b : Dans le cadre d’une analyse de la conscience de possibilité, comme modalisation de la certitude originaire de la perception normale, ce qui motive le jugement de probabilité dans les couches antéprédicatives de la perception est identifié comme le phénomène de l’inhibition de croyance, événement de l’expérience.

●      Ex : J’aperçois dans une devanture une figure que je prends d’abord pour un employé de la boutique, puis que je reconnais comme un mannequin. Entre ma première impression et ma décision finale prend place un jeu avec les possibilités qui préfigure l’idée de probabilité.

●      Analyse : À la faveur de l’inhibition de la décision en faveur d’une possibilité ou de l’autre, il y a (1) au plan noétique un clivage de la conscience tiraillée entre les deux inclinations doxiques vers l’être ;

●      (2) au plan noématique il y a une objectité corrélative qui n’est autre que la probabilité, c’est-à-dire le poids respectif qui revient à ces inclinations (c-à-d. une mesure de probabilité appliquant l’ensemble des possibilités sur l’intervalle des nombres réels entre 0 et 1) :

„denn auch der Widerstreit, die Spaltung eines Bewußtseins in wechselseitige Hemmung schafft eine Einheit; noematisch ist es die Einheit des Gegeneinander, der damit aneinander gebundenen Möglichkeiten. Wahrscheinlichkeit bezeichnet somit das Gewicht, das den Seinsanmutungen zukommt… Alle diese Phänomene sind es, die dann auf der höheren Stufe Anlaß zur Bildung von Urteilsmodalitäten im üblichen Sinne, von modalisierten prädikativen Urteilen abgeben (EU §. 21a, d)“

●      La constitution de cette objectivité corrélative (non mentale) dans l’axe de visée intentionnelle de la conscience de possibilité est une solution satisfaisante au problème de Hume. Hume se demandait comment échapper à la subjectivité mentale des inclinations contraires. Cette solution est néanmoins dans la ligne d’une suggestion de Hume qu’il avait écartée par parti pris de scepticisme.

●      Question : „haben wir ein Recht im Hinblick auf eine Reihe günstiger Chancen Wahrscheinlichkeit objektiv auszusagen?“

●      Réponse : „wir blicken einfach auf das Gegebene hin… auf den erlebbaren Charakter, den die allgemeine Annahme durch das Gewicht der früheren Erfahrungen erhält, und wir vollziehen hier genau so wie im Gebiete der Relationen zwischen Ideen eine ideierende Abstraktion, in der wir das betreffende Prinzip der Wahrscheinlichkeiten in Wesensnotwendigkeit erschauen (EU Annexe §.76)“   
(2)  La solution  phénoménologique est-elle probabiliste ?

A)        Reprise du thème de Ian Hacking (The Taming of Chance, 1990) : l’avènement au XXe s. d’une nouvelle rationalité qui a « domestiqué le hasard » et ne fait plus de la nécessité ni de l’universalité du déterminisme causal le critère unique de l’explication scientifique.

●      La question qu’on pourrait se poser est de savoir si la phénoménologie husserlienne est la survivance d’une forme révolue de rationalisme, hors d’état de pouvoir apporter une solution au problème de l’induction.

●      C’est ce qu’on pourrait dire en rapport au fait que Husserl s’est voulu l’héritier du doute cartésien, qui est typiquement une stratégie d’accession à la certitude. Il peut donc paraître difficile à première vue de voir en Husserl un promoteur d’une nouvelle pensée de l’induction.

●      Or, cette nouvelle philosophie existe, dit Hacking, s’étant développée sur un terrain fort différent de celui de la méditation solitaire du philosophe : les jeux de hasard, les compagnies d’assurances, les statistiques administratives, etc. Dans ces secteurs on a compris avant les philosophes que l’ignorance des causes n’empêche pas de tenter de gérer au mieux les probabilités par le calcul.

B)    Réponse à l’objection : On peut s’orienter vers une solution de compromis : Husserl, témoin de la transition de l’ancien au nouveau paradigme de rationalité, tiraillé entre le cartésianisme (platonisme) de l’intuition eidétique des Logische Untersuchungen et l’inductivisme de la constitution transcendantale de Erfahrung und Urteil.

●      Pour ma part, j’appuie ma réponse à cette objection possible sur la différence entre l’epoch et le doute. Si le doute révèle le noyau de certitude du savoir (episthmh), l’epoch fait ressortir le gradualisme des modes obliques de la croyance (doxa). Ces modes obliques se laissent déployer à partir de la donnée perceptive directe de la chose dans un présent de conscience attentive.

●      Ce que la critique philosophique n’a pas remarqué, c’est l’actualité de l’epoch dans le contexte des années 1920-30 où s’élaborent les fondements d’une rationalité probabiliste, relève de la rationalité déterministe de Descartes et Newton.

●      Le suspens de « la croyance en l’existence » du monde objectif met en route le programme de constitution subjective du sens d’être des choses sur la base des capacités de valorisation subjectives des organismes percevants que nous sommes. Ce qui revient à tout faire reposer sur les degrés de croyance : probabilités dites subjectives.

●       L’abstention de la présupposition d’un objet préconstitué aux activités de la perception où l’on pourrait vouloir dénoncer une régression idéaliste, est plutôt à mettre au compte d’une pensée probabiliste. Dans la relativité du Monde des choses comme système de causalité à une subjectivité transcendantale porteuse de la possibilité ou sens d’être de ce Monde on retrouve la dualité paradoxale de la pensée probabiliste qui alterne depuis l’origine et jusqu’aujourd’hui entre deux interprétations :

(1)  l’interprétation comme fréquence des événements observés par le passé, ou probabilité objective;

(2)  l’interprétation comme degrés de croyance d’un observateur, ou probabilité subjective.

(3)  L’axiomatique probabiliste de l’induction :

●      Mais il y a peut-être lieu de tempérer l’argument de Hacking, un argument historiciste de type changement de paradigme à la façon de T.S. Kuhn (The structure of scientific revolutions 1962). Le défaut de tout historicisme est une méconnaissance de la dimension d’idéalité formelle des objets théoriques.

●      Si la nouvelle pensée du probable doit s’élever au statut d’une science rationnelle, elle aura à faire la preuve de sa conformité au modèle de scientificité standard, c’est-à-dire axiomatique et déductif. On voit mal comment il pourrait y avoir un autre modèle capable d’intégrer le hasard dans une structure rationnelle.

●      La généralisation du probabilisme en psychologie, en sociologie, ou en économie a beau faire pendant à celui de la Mécanique quantique, au plan des fondements mathématiques cela n’a apparemment pas suffi pour un changement de paradigme. Le calcul des probabilités repose sur une axiomatique :

Axiomatique de Andrei N. Kolmogorov

Grundbegriffe der Wahrscheinlichkeitsrechnung (1933) :
(i) probabilité d’un événement particulier toujours positive (ou nulle);
(ii) certitude de l’ensemble de tous les événements possibles ;
(iii) additivité des probabilités des événements incompatibles.

Cette axiomatique est à la base des jugements et raisonnements d’estimation de la probabilité des événements : « Il y a 99% de chances que… ».

●      Mais nos estimations de probabilité concernant le futur doivent être révisées toutes les fois qu’un événement se réalise. Dans la mesure où cette révision des croyances est rationnelle, elle se règle sur le concept de la probabilité conditionnelle d’un événement futur, étant connu(s) le (ou les) événement(s) passé(s). Les formules de Thomas Bayes (1702-1761) permettent de calculer la valeur numérique de cette probabilité conditionnelle de l’événement futur étant connu l’événement passé à partir de la probabilité inconditionnelle de cet événement passé relativement à l’ensemble des possibilités antérieur.

(4)  L’intuition catégoriale des idéalités du jugement empirique :

A. Dans le contexte épistémologique de l’axiomatisation du calcul des probabilités, l’affirmation par Husserl de la possibilité d’une intuition des principes des jugements de probabilité était prémonitoire. Il rappelait que les axiomes en question ne sont pas des hypothèses arbitraires, mais les énoncés des propriétés des concepts de la pensée empirique. Et qu’ils ont un statut de normes de validité objective :

„Wissen wir daß Erfahrungsurteile dieser Art nur die Dignität von Wahrscheinlichkeitsurteilen haben können, so haben wir zu erforschen,       ob nicht auch hier die zur Objektivität gehörigen Prinzipien durch adäquate Generalisation zu erfassen sind, also Vernunft in der Sphäre der Wahrscheinlichkeit ebenso bestehe wie in der Sphäre der Relationen zwischen Ideen.“

●      L’estimation de la vraisemblance d’un événement est concentrée sur l’événement attendu. Elle est pré-réflexive, à peine distinguable de l’intensité de nos espérances et de nos angoisses. Mais nous avons toujours le pouvoir de ressaisir dans une réflexion seconde la structure normative des attitudes et actes intentionnels, y compris ceux de l’expectative la plus naïve. Cette réflexion est à son tour un acte intentionnel. Comme pôle noématique elle vise le concept guidant les actes de niveau inférieur et cette visée en rend possible l’objectivation et la clarification des propriétés structurales.

●      Les savants qui ont formulé les axiomes des probabilités n’ont fait autre chose que développer de façon systématique une pareille réflexion de manière à dégager et analyser les concepts dont nous faisons implicitement usage dans l’expérience et le jugement empirique. En imputant à ces savants une intuition catégoriale des idéalités du jugement empirique on ne leur prête pas une doctrine épistémologique qui n’est peut-être pas la leur. On rend seulement justice à leur travail théorique d’appréhension (Auffassung) des concepts qui confèrent à leurs énoncés axiomatiques un contenu de sens. Ce qui ne change rien au fait qu’une fois établie la liste des axiomes, la dérivation des théorèmes devra reposer sur la seule logique sans aucun recours au sens des axiomes.

B. On peut dès lors faire un parallèle entre les concepts fondamentaux d’une phénoménologie de l’expérience et ceux de la théorie des probabilités appliqués à la formalisation de l’induction. De là, on pourra interpréter les axiomes et règles de cette théorie comme objectivations issues de la réflexion sur les structures normatives de la pensée empirique en chaque jugement d’estimation de probabilité :

1. À l’origine du concept de probabilité on trouve l’oscillation de la conscience entre des possibilités alternatives en faveur desquelles « il y a quelque chose qui parle plus ou moins (EU §. 21b) ».

●      Au point de vue noétique, la conscience apparaît clivée entre deux tendances qui s’inhibent mutuellement. Le corrélat noématique d’une telle conscience est l’horizon des possibilités. Cet horizon inclut les possibilités qu’on peut superviser et éventuellement énumérer. Mais aussi les possibilités imprévues, non susceptibles d’être prises en compte dans une prévision. Toutefois, l’horizon est relativement fermé dans la mesure où les événements imprévus manifesteront toujours une certaine congruence rétrospective avec la suite des événements antérieurs. L’idéalisation remplacera cette quasi-fermeture d’horizon par la stricte clôture d’un ensemble.

2. Horizon et ensemble des possibilités : Le calcul des probabilités appliqué aux événements incertains s’insère au sein d’une structure conceptuelle plus générale, l’ensemble des possibilités. Les événements sont interprétés comme parties (non éléments) de cet ensemble. Grâce à la relation d’inclusion des parties cet ensemble est organisé en une structure algébrique élémentaire (simplexe). Au sein d’une telle structure de simplexe devient possible la manipulation des événements conformément aux règles de l’algèbre.

●      La logique du jugement et de ses modalités (possible, nécessaire) reste « suspendue en l’air » tant qu’on ne la ramène pas à ses origines antéprédicatives. L’analyse phénoménologique retrouve ses origines dans la certitude doxique simple de la perception. Les modalisations de ce mode originaire donnent d’une part la conscience de probabilité née du doute, de l’autre la certitude rétablie par décision. 
3.  Modalisation doxique et mesure de probabilité : La confiance qu’on prête à une estimation de la probabilité d’un événement va de l’incrédulité complète à la certitude. Par idéalisation, on suppose qu’on pourrait exprimer par un nombre tous les degrés intermédiaires. Au point de vue formel, cette opération est une application de l’ensemble des événements (parties de l’ensemble des possibilités) dans l’ensemble des nombres rationnels ou des nombres réels compris entre 0 et 1.

●      L’additivité renvoie au fait qu’une estimation de probabilité concerne toujours un ou plusieurs événements prélevés sur l’ensemble de toutes les possibilités. La composition de cet ensemble suppose qu’on puisse distinguer entre eux les possibles de telle façon qu’on puisse les dénombrer sans répétition ou leur assigner une valeur numérique. Elle renvoie aussi à l’équilibration des poids respectifs des événements possibles : tout ce que l’une des alternatives possibles gagne en probabilité est retiré aux autres. Le phénomène motivant dans l’expérience antéprédicative est la mutuelle inhibition des inclinations contraires au sein d’une conscience partagée.

●      La révision des croyances à chaque événement réalisé sur le mode de la probabilité conditionnelle pourrait être mise en rapport avec le phénomène de la progressive élucidation des horizons par la saturation des anticipations due à la réalisation d’un événement ou à l’observation plus approfondie d’un objet d’intérêt. La structure noématique dirigeant la visée intentionnelle laisse indéterminée plusieurs possibilités qui vont être closes par les déterminations plus précises ultérieures. À la conditionnalisation des probabilités par rapport aux événements réalisés correspond la stratification de l’explicitation perceptive en niveaux de détermination variés, etc.

Conclusion : Une science parvenue à rassembler son noyau de rationalité dans une liste finie d’axiomes devient objet d’intuition catégoriale légitime des essences formelles pour une phénoménologie eidétique. Dans le cadre d’une telle eidétique dans la tradition d’Euclide à Hilbert et Husserl la place du hasard est réduite à l’imperceptibilité. Pour la phénoménologie, y compris comme théorie de l’induction : « il n’y a pas de hasard ». Non parce que tout serait nécessaire, mais parce que toutes les formations de notre expérience prennent la place qui leur revient dans le réseau des renvois de sens intentionnels à une subjectivité – c-à-d. une intersubjectivité – transcendantale. Une rationalité consciente de ses limites – et de ses sources subjectives – est plus forte qu’une rationalité qui craint de s’aventurer  hors de la certitude.

VI. Naturaliser l’induction originaire ?

Introduction :

●      « Toute conscience est orientée vers quelque chose. » C’est l’intentionnalité de la conscience, une structure absolument fondamentale : c’est-à-dire telle qu’on ne peut pas aller au-delà, – ni remonter en deçà. Les probabilités, comme formations cognitives objectives ont été déterminées par nous comme les corrélats noématiques d’une conscience partagée entre deux ou plusieurs possibilités.

●      Les probabilités doivent donc tout le sens qu’elles ont pour nous – et dans notre vie quotidienne elles sont omniprésentes – au fait qu’elles sont les objets de visée intentionnelle de cette forme particulière de conscience.

●      Cette détermination du sens des probabilités s’est faite en revenant aux sources antéprédicatives du jugement empirique : À l’origine du mouvement inductif nous projetant vers l’avenir sur la base de l’expérience passée, nous avons pu retrouver la structure anticipatrice de la conscience perceptive. L’induction s’inscrivait dès lors naturellement dans la variété infinie des formes modalisées de croyance dont la perception est la forme originaire.

●      En un sens, la perception est « l’origine du Monde » (sans allusion au tableau de Gustave Courbet !) – mais en un sens seulement : 

●      On doit réfléchir aussi au fait que la perception dépend de la normalité du corps propre d’un sujet (anatomie et physiologie des organes et du système nerveux de l’organisme humain). Or on ne peut être normal ou anormal que relativement à un ensemble d’individus : on retombe sur des conditions de caractère statistique ou probabiliste : une probabilité qui relance l’exigence de sa fondation par approfondissement des couches sub-personnelles de l’expérience.

●      Ces conditions de normalité devront pouvoir être articulées comme conditions proto-empiriques de possibilité somatologique de l’inférence avec les conditions transcendantales de la connaissance et du jugement de connaissance empirique déjà mises au jour.

●       Or, les fonctions neurophysiologiques sont pour nous des mécanismes, processus automatiques dépourvus d’intentionnalité.   Du moins pour l’actuelle biologie, qui a rejeté toute téléologie vitaliste et embrassé le mécanisme, voire même le mécanisme computationnel. Ce qui semble impliquer qu’au plan de ces mécanismes on n’aura pas encore accès à l’intentionnalité et qu’ils n’y contribueront en rien. Mais peut-on dès lors persister à les dire « cognitifs » ?

●      Supposons l’anticipation à l’œuvre dès le niveau infra-personnel des populations neuronales et finalement de la cellule individuelle : quelles conséquences s’ensuivront pour une phénoménologie transcendantale de l’expérience ?

I.      Conditions somatologiques et conditions transcendantales :…

II.    Codage neuronal et représentations cognitives :

●      On peut craindre que la fondation transcendantale de l’induction sur la structure intentionnelle de la conscience perceptive ne soit un héritage en phénoménologie du préjugé qui oppose la sensation et la perception comme les termes d’une dichotomie. ‘Induire’, c’est comme ‘percevoir’, dans la mesure ou la perception implique déjà une induction. Mais la perception est une activité pleinement intentionnelle, elle est un cogito sensoriel.

●      Le fait de fonder sur la perception le jugement inductif évite peut-être à ce jugement de « flotter dans l’air ». Mais c’est seulement au sens où les couches d’air raréfié de la haute atmosphère s’appuient sur les couches dense de la basse atmosphère. Si l’on prend en compte la sphère entière d’activité intentionnelle incluant le noyau perceptif et les diverses modalisations de croyance qui s’étendent dans toutes les dimensions, cette sphère elle-même n’aura pas cessé de fluctuer.

●      C’est ainsi que l’envisagera un physiologiste : La fondation phénoménologique de la connaissance empirique sur les conditions de possibilité transcendantales de l’objectivité de la perception ne feront pour lui que renvoyer des énoncés prédicatifs à des verbes psychologiques : ‘percevoir’, ‘se souvenir’, ‘s’attendre à’, etc.

●      Il n’aura pas l’impression que quelque chose a été sérieusement ‘fondé’ tant que les abstractions du jugement auront simplement été sous-tendues par un réseau de ‘concepts verbaux’. Purement verbaux sont pour lui les concepts qui ne renvoient pas à des quantités qu’on puisse définir en termes de physiologie et finalement de chimie et de physique. Des quantités dont les interactions fonctionnelles permettent de les manipuler de manière contrôlable. Nous ne savons toujours pas enregistrer des états de conscience. Nous savons seulement enregistrer l’activité bioélectrique des cellules nerveuses.

●      Ces deux points de vues opposés : celui d’une fermeture intrapsychique de l’intentionnalité et celui d’une physiologie antipsychologique se consolident mutuellement dans leur opposition.

●      Ils ont en commun un même préjugé : entre la physiologie de la sensation et la psychologie de la perception, il y aurait un fossé infranchissable. Or, ce préjugé est un obstacle épistémologique que le progrès réalisé en psychophysiologie de la perception a dû surmonter. Surmonter veut dire conserver les acquis de chaque type d’approche et aller plus loin. L’acquis de la physiologie, c’est la quantité et la mesure. L’acquis de la psychologie (phénoménologique), c’est le sens. La montée, la tendance, l’effort de la quantité vers le sens : “the effort after meaning”(F. Bartlett). Il a fallu que ce thème s’imposât pour que soit levé l’obstacle à la possibilité d’une science de la perception et plus largement d’une science de la cognition.

●       Si le fait de gravir les premières marches d’un escalier ne rapprochait pas de l’étage supérieur on renoncerait à l’usage des escaliers ! De même, si les cellules nerveuses sensorielles individuelles proches des récepteurs sensoriels périphériques (à deux ou trois synapses) ne jouaient pas un rôle significatif pour la perception et le comportement, on ne voit pas comment les cellules plus centrales pourraient jouer un rôle quelconque. Cela reviendrait à rétablir dans la physiologie du système nerveux un dualisme insurmontable. Il faut donc admettre que le fonctionnement des cellules nerveuses à tous les niveaux de la hiérarchie du système nerveux, à commencer par le ‘bas niveau’, doit avoir une contribution significative aux fonctions psychologiques de l’organisme entier.

●      Horace Barlow, The role of single neurons in the psychology of perception (1985): “The single cell says something psychologically important... So far I have considered retinal ganglion cells, which are separated from the physical stimulus that acts on the receptors by only two or three synapses. But already they have some of the attributes of perceptions, for they respond to environmental events and objects of importance to the animal, and seem strangely insensitive to alterations of the proximal stimulus that are compatible with the environmental event remaining unchanged.”

●      David Hubel et Torsten Wiesel, prix Nobel 1981: (1962) Receptive fields, binocular interaction and functional architecture in the cat’s visual cortex; (2006) Brain and visual perception, Oxford UP. Les cellules individuelles du cortex visuel occipital de chats et de singes ont été enregistrées à l’aide de microélectrodes implantées. Les cellules de la rétine ont des champs récepteurs visuels : la partie du champ visuel de l’animal dans laquelle l’occurrence d’un stimulus lumineux provoque la décharge électrique de la cellule (potentiel d’action). De même, les cellules du cortex visuel strié ont des champs récepteurs rétiniens : la partie de la rétine dont la stimulation a pour effet de moduler le taux d’activité électrique de la cellule.

●      Hubel et Wiesel ont cartographié les champs récepteurs des cellules du cortex visuel. Le problème était de savoir quels étaient les stimuli qui allaient « intéresser » particulièrement chaque cellule corticale. Les essais antérieurs étaient demeurés infructueux. Ils ont projeté sur un écran placé devant l’animal anesthésié et dont les paupières étaient maintenue ouvertes par des pinces des stimuli élémentaires qu’on savait efficaces pour les cellules de la rétine : “The cells simply would not respond to our spots and annuli”. Leur découverte a été que les cellules corticales préfèrent des stimuli plus complexes présentant une configuration (pattern) dotée d’une valeur perceptive. Ce qui ne veut pas dire encore un sens pour l’organisme total (valeur écologique) :

●      “Then gradually we began to elicit some vague and inconsistent responses by stimulating somewhere in the midperiphery of the retina. We were inserting the glass slide with its black spot into the slot of the ophtalmoscope (invention de H. von Helmholtz) when suddenly over the audiomonitor the cell went off like a machine gun. After some fussing and fiddling we found out what was happening. The response had nothing to do with the black dot. As the glass slide was inserted its edge was casting a faint but sharp shadow, a straight dark line on a light background. That was what the cell wanted, and it wanted it, moreover, in just one narrow range of orientations.”

●      Hubel et Wiesel ont démontré que les préférences respectives des cellules du cortex visuel permettent de les ranger dans un ensemble hiérarchisé. Ils ont identifié notamment :

1°) des cellules (relativement) simples qui préfèrent des lignes stationnaires dans des positions déterminées sur le champ récepteur et avec des orientations précises;

2°) des cellules plus complexes qui préfèrent les lignes d’une certaine orientation sans s’intéresser à leur différence de position: “(The behaviour of these complex cells) can most easily be explained by supposing that the complex cells receive inputs from many simple cells, all of whose receptive fields have the same orientation but differ slightly in position.” ;

3°) enfin des cellules hypercomplexes qui répondent au déplacement continu d’une ligne sur le champ récepteur dans une certaine direction, voire même indépendamment de la direction.

●      Les cellules aux champs récepteurs aux propriétés apparentées, p. ex. les cellules préférant des barres d’orientations différentes sont regroupées en colonnes juxtaposées. L’existence de ces colonnes d’orientation leur suggérait une organisation modulaire du cortex visuel. De là, ils ont pu proposer une description complète de l’architecture anatomique et fonctionnelle du cortex visuel.

●      Les cellules de visage du singe : La cartographie des voies visuelles corticales a favorisé une conception du fonctionnement cérébral comme un processus progressif allant des aires périphériques vers les aires centrales et dans lequel des aspects du stimulus externe d’abord élémentaires, puis de plus en plus complexes sont traités par des groupes de cellules placés de plus en plus haut dans la hiérarchie, chaque groupe fonctionnant comme un détecteur de pattern dans les signaux en provenance des groupes subordonnés, ceux du sommet supportant la reconnaissance d’objets importants pour l’individu.

●      Perrett, Rolls, Caan, Visual neurones responsive to faces in the monkey temporal cortex, Exp. Brain Res. N°47 (1982): Enregistrement sur des singes rhésus de neurones situés dans le sillon temporal supérieur, relais entre la voie visuelle corticale ventrale et l’amygdale d’une part et les cortex pariétal et frontal d’autre part. Ont été identifiées des cellules dont l’activation est sélective pour les visages ou les images de visages d’hommes ou de singes rhésus.

●      Caractéristiques : La plupart de ces cellules émettent une décharge soutenue toutes les fois que et tout le temps que le singe observe le stimulus de visage. Leurs réponses à d’autres stimuli sont transitoires et s’estompent avec l’habitude. L’association du visage à une récompense ou une punition est sans effet sur l’amplitude de la réponse. Le changement des conditions de vision des visages (distance, éclairage, couleur, orientation) a peu d’effet sur elles.

●      Ces caractéristiques suggèrent qu’elles ne sont pas dédiées à la détection des attributs de l’image visuelle. Elles seraient plutôt des substrats neuraux de la constance perceptive de l’objet : visage à travers ses apparitions changeantes. Pour certaines cellules, peut-être même des substrats de l’individualité du visage d’une personne. Une préférence fréquente des cellules pour le visage vu de face est rapportée à la signification sociale de l’acte de ‘faire face à un autre animal’, comme geste de menace. Ces neurones de visage sont le meilleur, peut-être le seul exemple de cellules grand-mères.  

●      On a ici l’expression d’une conception déterministe du codage des représentations mentales par les neurones considérés comme simples détecteurs passifs d’objets dans l’environnement ou comme corrélats neuraux des concepts ou percepts de ces objets dans la pensée du sujet : Hubel et Wiesel ne s’engageaient pas, pour leur part, au-delà de la description fonctionnelle du cortex visuel. Ils ont des réserves sur l’usage de la notion de ‘détecteurs de lignes’, au sens de détecteurs d’objets de la perception pour caractériser les cellules individuelles :

●      “Orientation-specific simple or complex cells ‘detect’ or are specific for the direction of a short line segment. The cells are thus best not thought of as ‘line detectors’: they are no more line detectors than they are curve detectors. If our perception of a certain line or curve depends on simple or complex cells it presumably depends on the whole of them, and how the information from such sets of cells is assembled at subsequent stages in the path, to build up what we call ‘percepts’ of lines or curves (if indeed anything like that happens at all), is still a complete mystery (Hubel, Nobel Lecture).”

●      Mais, c’est peut-être fixer à la recherche une tâche trop lointaine que de vouloir retracer la chaîne causale qui va de la cellule nerveuse individuelle à l’expérience perceptive du sujet. Un court-circuit apparaît possible sur le plan spéculatif : Il suffit de s’en tenir au fait physiologique que la décharge d’une unique cellule individuelle à un certain niveau de la voie hiérarchique du traitement de l’information perceptive possède un pouvoir discriminant à l’égard d’une certaine propriété. Et ceci, quelle que soit la taille de la population de neurones recrutée aux niveaux inférieurs de la hiérarchie pour parvenir à ce résultat. La seule différence est que l’impact de cette décision cellulaire sur la perception et le comportement de l’individu sera de plus en plus important à meure qu’on s’élève dans la hiérarchie. Aux niveaux périphériques, les propriétés discriminées seront de simples lignes orientées. Aux niveaux supérieurs, on rejoindra les propriétés habituelles des objets ou événements perçus. Ainsi, il n’y aura pas d’objection à parler de ‘neurones détecteurs de visages’. De sorte qu’un concept, un percept (c-à-d. une représentation cognitive) de l’expérience subjective peut dépendre, au moins en principe, du fonctionnement d’un unique neurone dans le cerveau de l’individu :

●      Hypothèse de la liaison psychophysique (la cellule grand-mère : grand-mother cell) de Barlow : “For a physiologist, the important point is not how directly a subjective experience results from the activity of particular cells, but the fact that the cells in question… have the spectral or pattern-selective property that makes it possible to distinguish redness from other colours or edges from non-edges. The ability to discriminate can be measured, whereas a subjective experience is just perceived… The crucial question is: Are single neurons at high levels sensitive, reliable, quick and accurate enough to subserve the representation of important events? Is it, for instance, conceivable that the firing of one neuron would be important enough to trigger a major decision, such as stopping at a traffic light? ...I am suggesting that one would be enough, and the following psychophysical linking hypothesis expresses this claim: “Whenever two stimuli can be distinguished, in normal life or in a psychophysical experiment, then proper analysis of the impulses occurring in a single neuron would enable them to be distinguished with equal or greater reliability.” One can argue for the correctness of this hypothesis along the following lines. Nerve cells are the only means we know about whereby items of information occurring in different parts of the brain can be combined; sensory discriminations require the combination of information from different parts of the brain; therefore this operation must be performed by a cell, and if one could record from the cell that did this, one would obtain results at least as good as those of the whole animal.”

III.  Anticipation et modèle interne :

1) Toute cette conception repose sur l’idée que le fonctionnement du système nerveux à la base de la perception répond à un ordre hiérarchique univoque. Les signaux externes sont reçus par les cellules réceptrices des rétines, transmis aux cellules des ganglions rétiniens, de là aux cellules des corps genouillés latéraux du thalamus, de là aux cellules du cortex strié, simples, complexes et hypercomplexes. En bout de chaîne, il y a l’expérience perceptive du sujet.

●      Cette opération serait purement passive, au sens où l’activité spontanée du sujet, telle qu’elle se manifeste dans l’orientation de l’attention ou la conception d’intentions motrices n’interfère pas plus dans la réception des signaux que dans leur combinaison d’un niveau à l’autre. Autrement dit, cette conception ignore ou minimise l’existence d’une rétroaction (feedback) des activités de haut niveau sur les activités de niveau inférieur, voire périphériques. Purement réceptif et passif, l’organisme muni d’un cerveau construit sur ce modèle hiérarchique serait incapable d’anticiper l’événement.

2) Or la neurophysiologie récente a pris conscience de l’importance de l’anticipation pour le vivant. Voir Berthoz & Petit, Physiologie de l’action et phénoménologie Ch. III : On a découvert une grande variété de ‘mécanismes cérébraux anticipateurs’. Exemple

●      L’anticipation de la saccade oculaire dans le cortex pariétal : Le monde visuel ne nous paraît pas modifié par les mouvements de nos yeux. Cependant chaque déplacement oculaire produit un glissement des images visuelles sur les rétines. Comment faisons-nous pour compenser inconsciemment ce mouvement ?

●      Dans son Optique physiologique, III (1867) H. von Helmholtz avait suggéré que nous connaissons l’effet produit sur la position des objets dans le champ visuel par chaque intention volontaire de mouvoir les yeux et que normalement nous annulons cet effet par un jugement inconscient. En revanche, lorsque l’œil est mû de façon anormale par une pression du doigt dans le coin extérieur droit, les objets visuels paraissent se déplacer à gauche.  

●      Duhamel, Colby, Goldberg, The updating of the representation of visual space in parietal cortex by intended eye movements, Science 255, (1992) : Au niveau des cellules nerveuses individuelles (enregistrées chez le singe) on observe une différence de fonctionnement entre les cellules du cortex visuel et certaines cellules du cortex pariétal. Le champ récepteur rétinien des premières suit passivement le mouvement des yeux. Le champ récepteur des secondes se déplace transitoirement juste avant le mouvement oculaire de façon à ce que le stimulus tombe dans le champ récepteur au nouveau point de fixation post-saccadique. Ce mécanisme contribue à stabiliser le monde visuel par la mise à jour continue d’une carte de l’espace visuel dans le cortex pariétal sur la base d’informations en provenance de l’aire motrice. Autrement dit, entre la fixation initiale et la fixation terminale d’une saccade oculaire, l’intention de mouvoir les yeux change la place de la rétine à laquelle un stimulus lumineux va pouvoir exciter un neurone individuel. Manifestement, on est en droit de parler d’anticipation: “The neuron thus anticipates the retinal consequences of the intended eye movement: the cortical representation shifts first, and then the eye catches up.”

3) Le concept de ‘modèle interne’ est dû aux ingénieurs spécialisés dans la conception de systèmes automatiques, les roboticiens. Au point de vue de l’ingénieur, un corps humain est un système mécanique dont le cerveau doit assurer en continu le contrôle des mouvements : son étude est la psychophysique du motor control.

●      Ce contrôle repose sur une (ou plusieurs) boucle sensori-motrice : les signaux sensoriels, extéroceptifs (afférences visuelles) ou proprioceptifs (afférences tactiles et kinesthésiques), doivent être transformés en ordres moteurs et de là en mouvements des membres, lesquels auront des conséquences sensorielles (réafférences), etc. Ces transformations de signaux empruntent les voies nerveuses allant des récepteurs périphériques par le relais du thalamus aux centres du cortex moteur et du cortex moteur par les motoneurones de la moelle épinière aux muscles. La lenteur (en temps neuronal) des délais imposés est telle que les mouvements rapides devraient être impossibles. C’est peut-être ce qui a condamné les dinosaures…

●      Or nous sommes capables de mouvements très rapides : saccade oculaire, escrime, tennis, etc. Une solution possible est que le cerveau fait une estimation a priori des effets futurs des ordres moteurs sur le mouvement des membres et qu’il détermine ses ordres en fonction de cette estimation. Quitte à effectuer des corrections a posteriori en comparant cette simulation avec les données effectives des capteurs sensoriels. Pour être capable d’une telle performance, le cerveau doit avoir matérialisé dans un ou plusieurs de ses réseaux de neurones un ‘modèle interne précurseur’ (forward model) : un dispositif automatique de simulation du comportement qui infère la position et la vitesse ultérieurs des membres sur la base de leur position actuelle et des ordres moteurs. (Jordan & Rumelhart, Forward models: supervised learning with a distal teacher, Cognitive Science 16, 1992.)

●      Ex. Wolpert, Ghahramani, Jordan, An internal model for sensorimotor integration, Science 269 (1995) : Un ‘modèle’ (une représentation théorique de caractère probabiliste : ‘filtre de Kalman’) du modèle interne précurseur pour le contrôle moteur du bras :

●      Les sujets doivent déplacer de la main le long d’une ligne transversale une manette dont l’expérimentateur fait varier la force de résistance. On leur laisse voir (2s) la position initiale de leur main. Mais le mouvement est exécuté dans l’obscurité. Et ils doivent donner toujours dans l’obscurité une estimation de la position visuelle de leur main à l’issue du mouvement. On mesure la différence entre la position objective de la main et l’estimation subjective de sa position. On observe une surestimation de la distance parcourue, d’abord croissante jusqu’à un pic à 1s, puis décroissante.

●      L’hypothèse est qu’il existe dans le système moteur un modèle interne du mouvement du bras pour la pondération des efférences motrices et des réafférences proprioceptives. En un premier temps le système prend appui sur l’estimation visuelle initiale et s’en remet au modèle précurseur. Mais en un second temps, lorsque la probabilité d’erreur s’accroît, le système utilise le feedback proprioceptif pour réduire l’incertitude de son estimation.

●      La simulation de ce processus par le calcul donne une courbe d’évolution de la valeur estimative de la position et de la vitesse de la main au cours du mouvement. Le fait que cette courbe reproduit assez fidèlement l’allure du comportement enregistré est considéré comme un argument en faveur de l’hypothèse du modèle interne.     

Publié dans philosophie

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