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Écho des congrès
Approches interdisciplinaires dans le domaine
des sciences cognitives
École thématique du département des sciences humaines et sociales du CNRS
Roscoff : 9-13 octobre 2000
Elisabeth Bacon*
positifs de cette définition de
culture sont que la culture
’objet des sciences cognitives est de décrire, expliquer et, le laserait
une similarité, la trans(Pascal Boyer, Lyon)
cas échéant, simuler les principales dispositions et capacités mission culturelle ne serait
Les représentations cul- de l’esprit humain : mémoire, langage, raisonnement, percep- pas intentionnelle, et les
turelles varient d’un tion, coordination motrice, classification et catégorisation. Les grandes tendances seraient
groupe à l’autre et sont sciences cognitives connaissent, dans les pays à haut niveau le résultat de petites variatransmises comme résul- scientifique, un développement considérable. La compréhension tions. Toutefois, la réplication des memes pose protat d’un input intérieur
des mécanismes par lesquels s’opère la cognition humaine est un blème : en fait, elle ne suit pas
au groupe. L’anthropologie cognitive s’inté- nouveau défi auquel sont confrontés les chercheurs, qu’ils exer- les modalités de la transmisresse à tout ce qui cent leurs activités dans les domaines des sciences humaines et sion génétique. On peut
concerne les fondements sociales, des neurosciences et de la psychologie cognitive, ou prendre l’exemple de la
p s y c h o s o c i a u x d e s dans les recherches en intelligence artificielle. L’objet de cette morale : dès l’âge de 3 ans,
les enfants ont clairement la
connaissances culturelles et de leur acquisi- école thématique était de voir comment peut se réaliser l’articu- conscience que les règles de
tion. Les chercheurs qui lation entre les différentes disciplines des sciences humaines et morale sont différentes des
établissent des compa- sociales (SHS), des sciences de la vie (SDV) et des sciences pour conventions sociales. Selon
raisons transculturelles l’ingénieur (SPI), qui composent le champ des sciences cogni- le modèle “indice plus inférence”, qui fonctionne plutôt
des modes de raisonnetives.
Elle
a
permis
à
chacun
de
se
familiariser
avec
les
acquis
sur le mode épidémioloment, qui mettent en
relief les différences sont méthodologiques et théoriques des sciences cognitives qui res- gique, acquérir le langage, la
des anthropologues sortissent à d’autres disciplines, de comprendre les probléma- grammaire et les concepts au
cognitivistes. Ceux qui tiques, concepts et outils propres à chaque discipline, afin cours du développement,
procèdent de la manière d’établir une base commune de connaissances. Petit aperçu d’un consiste, pour l’enfant, à
développer des inférences à
opposée, en cherchant à
identifier des processus état de l’art récent dans quelques-unes de ces disciplines qui, partir d’entrées limitées, le
cognitifs universels, et pour certaines, se développent actuellement à un rythme accélé- discours de ses parents en
qui regardent comment ré, aussi bien dans les techniques et les méthodes utilisées que particulier. La manière dont
ces inférences sont
ces derniers affectent dans les résultats obtenus.
construites est différente
l’acquisition et le savoir
selon les divers domaines
dans des environnements
conceptuels.
divers le sont aussi. De
Notre catalogue de “ce qu’il y a dans le
tions mentales communes à un groupe, que
quoi est faite une culture ? Elle est constimonde”, de comment nous savons “ce
les anthropologues cognitivistes appellent
tuée d’un certain nombre d’unités de réplidont il s’agit” (how we know what it is)
des memes. Ces unités de culture fonctioncation culturelle, ensembles d’informadépend d’un système d’inférences. Toute
nent bien et sont transmissibles ; on consicommunication est inférencielle ; par
dérait jusqu’à récemment que cette transconséquent, une structure est nécessaire
mission suivait un mécanisme apparenté à
pour l’acquisition de l’information, et le
une transmission génétique : on observe, en
développement requiert des inférences
effet, des variations au hasard, des rétencontraintes.
tions sélectives de variables, etc. Les points
* Inserm, Strasbourg.
Anthropologie
L
Act. Méd. Int. - Psychiatrie (17) n° 10, décembre 2000
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Modélisation cognitive
(Frédéric Alexandre, Nancy)
L’intelligence artificielle est le domaine
qui étudie comment faire faire par une
machine des tâches dans lesquelles,
aujourd’hui, l’homme est encore le
meilleur. Deux grands courants de pensée
s’intéressent à la modélisation cognitive :
l’approche symbolique, ou experte, et
l’approche connexionniste, encore appelée numérique ou statistique. L’approche
symbolique décrit explicitement les phénomènes cognitifs à partir de connaissances que l’on peut obtenir des différents
domaines des sciences cognitives. Elle
intègre ainsi les données de la logique, de
la psychologie cognitive ou de la linguistique. Dans son acception la plus récente,
elle concerne les techniques qui permettent de résoudre des problèmes exponentiellement ardus en temps polynomial en
exploitant la connaissance du domaine :
l’homme est en effet un “satisfaiseur” plutôt qu’un “optimiseur”. L’intérêt de l’approche symbolique est qu’elle est formelle, structurée, extensible et explicable.
Toutefois, elle ne manque pas d’inconvénients : restent ainsi posées les questions
de sa cohérence, de savoir si elle permet
vraiment l’approche du monde réel, et de
comment définir l’expertise. L’approche
connexionniste essaie de construire des
modèles numériques à partir de l’observation des phénomènes cognitifs. Cela
renvoie, par exemple, aux statistiques ou
aux réseaux de neurones artificiels. Il est
important de garder à l’esprit que le neurone artificiel est une métaphore : c’est
une petite unité de calcul numérique, avec
des entrées et des sorties. Son activation
est transmissible, et il peut donc activer
d’autres neurones. Le neurone a des facultés adaptatives, ce qui est obtenu en modifiant son “poids”. La modification du
poids du neurone artificiel, soit l’apprentissage, peut se faire selon deux modalités : une modalité d’inspiration biologique
ou neuronale et une modalité d’inspiration
mathématique. Selon l’apprentissage neuronal (loi de Hebb), deux neurones sont
reliés et leurs poids sont modifiés par activation pré- et postsynaptique. Une application en est, par exemple, le “perceptron”,
capable d’apprentissage supervisé par correction d’erreurs. Selon l’apprentissage
mathématique, il y a minimisation d’une
fonction de coût mesurant la distance entre
le comportement observé et le comportement souhaité, que ce comportement souhaité le soit implicitement ou explicitement. Tant avec l’apprentissage neuronal
qu’avec l’apprentissage statistique, on
cherche à extraire des invariants. Parmi les
chercheurs en intelligence artificielle, le
débat symbolique/connexionniste reste
ouvert. On s’intéresse toujours à un traitement de l’information numérique, distribué et adaptatif. Mais le problème de
l’ancrage et de l’émergence reste posé
pour les neurones artificiels. Par
ailleurs, l’approche symbolique est fondée sur les connaissances, alors que l’approche connexionniste l’est sur les données. Il s’agit de qualités différentes,
indispensables toutes les deux, et l’avenir semble être promis à l’intégration
neurosymbolique.
Linguistique
(Stéphane Robert, Paris –
Jean-Luc Nespoulos, Toulouse)
Le langage est une faculté émergente (non
innée, non autonome), relevant de mécanismes cognitifs généraux, relié à l’expérience perceptuelle et sensorimotrice. Le
langage est fondamentalement sémiologique, puisque le sens et les fonctions
communicatives en déterminent les structures. Par ailleurs, la syntaxe participe du
système symbolique général, et les catégories grammaticales ont une signification. Enfin, les catégories linguistiques
sont des systèmes non statiques qui sui-
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vent une dynamique de construction. Le
modèle de linguistique cognitive doit être
psychologiquement plausible et compatible avec les théories des neurosciences
cognitives concernant le fonctionnement
du cerveau en général. Si, dans certaines
disciplines, le développement des sciences
cognitives a donné naissance à un champ
spécifique (comme les neurosciences
cognitives ou la psychologie cognitive), il
n'en va pas de même pour la linguistique.
Au sein de cette discipline, plusieurs courants théoriques se réclament d'approches
“cognitives” de la langue, qui divergent
sur la façon d'articuler le verbal et le
conceptuel, ou d’aborder la question des
universaux linguistiques face à la diversité
des langues. Toutefois, le traitement du
langage fait l’objet de nombreuses études
en sciences cognitives (en neurosciences,
en psychologie, en informatique), qui
s’appuient de façon plus ou moins explicite sur des concepts empruntés à la linguistique. Dans le domaine de la pathologie du langage, trois disciplines se
trouvent ainsi impliquées : la linguistique,
la psycholinguistique et la neuropsycholinguistique. La linguistique spécifie les
propriétés structurales de telle ou telle
langue naturelle à chacun de ses niveaux
d’organisation : phonologique, morphologique, syntaxique. La psycholinguistique
a pour objectif de caractériser les processus cognitifs présidant au traitement des
structures linguistiques par l’esprit humain
et, si possible, en temps réel. On s’intéresse aux processus cognitifs mis en œuvre
dans la production du langage ainsi que
dans sa compréhension, à l’oral comme à
l’écrit. La neuropsycholinguistique, quant
à elle, tente de “réconcilier le corps et l’esprit” (le cerveau), dans un effort d’identification des structures cérébrales ou
réseaux neuronaux mobilisés lors du traitement cognitif de telle ou telle composante de l’architecture fonctionnelle du
langage. En étudiant le fonctionnement du
langage perturbé de certains patients,
comme des cérébrolésés, l’approche neuropsycholinguistique va tenter d’échafauder
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l’architecture structurale et fonctionnelle
du langage dans le cerveau/esprit humain.
L’observation, chez divers patients, des
dissociations existantes de tel système,
sous-système ou composante de la fonction linguistique, permettra de mieux distinguer, dans les langues naturelles, les
composantes qualitatives différentes (phonologie, morphologie, syntaxe), mais aussi
la variabilité de complexité intrinsèque de
chaque composante. À titre d’exemple, on
peut observer chez des aphasiques
diverses perturbations du comportement
verbal : traitement différentiel du lexique
et de la syntaxe, traitement différentiel des
noms et des verbes, traitement différentiel
de certaines catégories lexico-sémantiques. Parallèlement, les résultats en imagerie fonctionnelle cérébrale semblent parvenir à des résultats similaires, puisqu’on
observe, par exemple, l’implication du
lobe frontal gauche dans le traitement des
verbes et du lobe temporal inférieur dans
le traitement des noms.
Économie
(Paul Bourgine, Paris)
L’objet de l’économie cognitive est de
prendre en compte les dimensions de la
cognition dans la théorie économique, tant
au niveau des individus impliqués qu’à
celui de leurs interactions dynamiques et
des formes institutionnelles qui en résultent. Elle applique un modèle de rationalité individuelle : en psychologie cognitive, l’individu rationnel raisonne bien. En
économie cognitive, l’individu rationnel
maximise une fonction, la fonction d’utilité : on parlera alors de rationalité substantive. Les incertitudes qui structurent
la plupart des marchés sont liées au caractère incomplet des informations dont disposent les acteurs de l’activité économique, et à la manière dont ceux-ci
l’obtiennent, la traitent et l’utilisent. L’économie cognitive pose les questions de
savoir comment vivre dans un monde infi-
niment complexe en ne disposant que de
capacités cognitives limitées et de comment expliquer qu’un expert soit capable
d’atteindre une rationalité remarquable en
n’explorant que peu de possibilités (par
exemple le joueur d’échecs), et cela en utilisant des connaissances procédurales.
Pour l’expert, la rationalité se situe dès lors
davantage dans la procédure que dans son
résultat. Mais d’où viennent ces connaissances procédurales et comment les sujets
changent-ils ces connaissances procédurales sur une trajectoire temporelle ? La
place des sciences cognitives en économie
reste marginale, malgré des travaux précurseurs comme ceux de Simon et Hayek.
Pourtant, les apports des sciences cognitives à la compréhension profonde des
concepts centraux des sciences économiques (croyances, normes, conventions,
préférences, rationalité limitée et procédurale) sont essentiels. Inversement, les
sciences cognitives se sont longtemps intéressées à la cognition des agents individuels, indépendamment de leur insertion
sociale. C’est pourquoi une interaction forte
entre l’économie et les sciences cognitives
est à la fois nécessaire et souhaitable. L’objet de l’économie cognitive est de prendre
en compte les dimensions de la cognition
dans la théorie économique, tant au niveau
des agents qu’à celui de leurs interactions
dynamiques et des phénomènes institutionnels émergents qui en résultent.
Philosophie
(Élisabeth Pacherie, Paris)
La philosophie de l’esprit est la branche
de la philosophie qui a pour objet l’étude
conceptuelle de la nature de l’esprit et des
phénomènes mentaux : Quels sont les critères du mental ? Comment caractériser
différentes catégories mentales, comme la
perception, la mémoire, les croyances,
l’imagination ? Quels sont les rapports du
physique et du mental ? L’idée générale est
que l’étude des pouvoirs et facultés de l’es-
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prit devrait permettre de révéler le contenu
ou au moins les limitations de la connaissance humaine en général et de la théorie
de la nature en particulier. Longtemps
avant la naissance des sciences cognitives,
la philosophie a proposé des analyses de
la nature du mental et contribué, de
manière non expérimentale, à la compréhension des mécanismes de formation des
connaissances. Toutefois, les sciences
cognitives conduisent à reposer ces questions dans un cadre théorique nouveau.
Elles considèrent l’esprit comme un objet
d’étude susceptible d’être abordé avec les
méthodes des sciences de la nature et récusent ainsi l’idée d’une dualité irréductible
entre le physique et le mental. Avec le
développement de la théorie des systèmes
de traitement de l’information et de l’intelligence artificielle, on s’affranchit des
limitations imposées jusque-là par l’absence d’un accès direct au mental par des
méthodes objectives. Une étude expérimentale et théorique des processus cognitifs devient possible. Cela lance trois défis
majeurs à la philosophie de l’esprit. L’esprit présente, en effet, trois caractéristiques
centrales dont il n’est pas évident, de
prime abord, qu’elles puissent recevoir un
traitement naturaliste : l’intentionnalité,
ou capacité à représenter : nous construisons des représentations de notre environnement et les exploitons pour guider nos
actions. Mais d’où vient cette capacité à
représenter et comment un système physique peut-il être intrinsèquement capable
de représentation ? La rationalité : une
définition classique des êtres humains est
d’être rationnels. Mais la capacité à raisonner et à penser rationnellement est définie comme capacité à suivre des règles, à
obéir à des normes de rationalité. Comment concilier l’ordre des normes qui régit
le mental et l’ordre des causes qui règne
dans le domaine du physique ? La
conscience : une partie importante de
notre vie mentale est consciente. Non seulement, nous sommes conscients d’une
partie au moins de nos pensées, mais nos
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perceptions internes (proprioception, douleur, etc.) et externes (vision,
audition, toucher…) s’accompagnent de certaines expériences qualitatives. Est-il possible de rendre compte des phénomènes de la
conscience en supposant que l’esprit est un système matériel ? Au
XXe siècle apparaît l’idée de séparabilité de la conscience et de l’intentionnalité. Dans les sciences cognitives, la conscience n’est pas
supposée constitutive de la pensée. Il est important aussi de bien distinguer l’inconscient freudien de l’inconscient cognitif : l’inconscient
freudien au sens strict consiste en désirs et pensées qui cherchent sans
cesse à se manifester mais sont rendus inaccessibles à la conscience
par l’action constante de mécanismes de refoulement. L’inconscient
freudien n’est en principe pas inaccessible à la conscience, grâce aux
méthodes psychanalytiques de levée du refoulement. L’inconscient
cognitif est une conséquence de la manière dont notre système perceptivo-cognitif est constitué et nous est en principe inaccessible. Il
s’agit d’un inconscient structurel et non dynamique. La démarche
générale des sciences cognitives a pour présupposé fondamental la
possibilité d’une théorie matérialiste de l’esprit. Or, deux des caractéristiques essentielles de l’esprit sont la conscience et l’intentionnalité. Pour que la possibilité d’une théorie matérialiste de l’esprit soit
avérée, il faut donc que l’on puisse apporter des réponses convaincantes aux deux questions suivantes : Comment un système matériel
peut-il avoir des propriétés intentionnelles ? Comment un système
matériel peut-il être conscient ? Les philosophes de l’esprit ont beaucoup travaillé sur ces questions au cours des trente dernières années.
“À défaut d’unanimité, constate Élisabeth Pacherie, l’opinion majoritaire semble être qu’on a progressé relativement à la première question et qu’il existe des pistes prometteuses pour la naturalisation de
l’intentionnalité. En revanche, en ce qui concerne la naturalisation de
la conscience, le pronostic est pour l’instant beaucoup plus réservé,
et la conscience phénoménale en particulier demeure un obstacle que
l’on ne voit pas encore comment surmonter.”
Les philosophes de l’esprit sont aussi là pour réfréner les scientifiques
dans leur tendance à formaliser un peu hâtivement des relations de
cause à effet et pour leur rappeler l’existence du fossé explicatif :
quelle que soit la quantité d’informations nouvelles que nous découvrirons sur la structure physique des neurones, sur les transformations
chimiques ou les activations de zones cérébrales qui se produisent
quand les neurones sont activés, etc., nous ne pourrons jamais expliquer pourquoi ces processus et changements physico-chimiques produisent tel comportement ou telle sensation subjective, ou pourquoi
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cognitives et à définir des orientations pour de futurs programmes
de recherche.
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