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Gravity's Engines

Phi, a voyage from the brain to the soul

A propos du livre Mindful Universe

La médecine personnalisée

15 février 2006
Présentation par Christophe Jacquemin

Comprendre l'organisation du vivant et son évolution vers la conscience

Couverture du livre : Comment les systèmes pondent - Une introduction à la mémétique
Cliquez sur l'image
pour l'agrandir

Comprendre l'organisation du vivant et son évolution vers la conscience
par
Gilbert Chauvet

Collection Automates Intelligents
EditionsVuibert
février 2006


Gilbert ChauvetFondateur et rédacteur en chef du Journal of Integrative Neurosciences, Gilbert Chauvet est Professeur Honoraire de la Faculté de Médecine d'Angers, Chercheur à l'EPHE de Paris et Research Professor à l'université de Californie du sud (Los Angeles).
M
athématicien et physicien de formation, il est devenu médecin pour modéliser le vivant.
Il est l'auteur de nombreux articles et de plusieurs livres dont La vie dans la matière (Flammarion, collection "Champs") ainsi que du Traité de physiologie théorique (Masson, 3 volumes) traduit en anglais chez Elsevier.

Pour en savoir plus :
Site de Gilbert Chauvet : http://www.biologie-integrative.com
Site VFS-Bio™ (ndlr : société créée en décembre 2006) : http://www.vfs-bio.eu
Notre recension de son livre "La vie dans la matière"
Gilbert Chauvet, physiologiste intégrateur
(Interview AI du 16 janvier 2002)

C'est bien sûr un grand plaisir ici de vous annoncer la sortie de ce nouveau livre dans notre collection Automates Intelligents. Cet ouvrage vise évidemment à faire connaître au plus grand nombre les travaux novateurs de Gilbert Chauvet et les applications fondamentales qui vont en découler (lire notre préface ci-dessous). Des travaux qui conduisent enfin à une théorie(1) générale permettant la compréhension profonde de la vie. Une théorie capable de décrire l'évolution des espèces et des individus, dans le temps et dans l'espace, du niveau moléculaire au niveau social. Ainsi - et malgré ce que de nombreux biologistes peuvent encore penser - de nombreux phénomènes du vivant peuvent être expliqués à partir d'un principe général de nature mathématique. Pour Gilbert Chauvet "Il faut bien en effet une explication rationnelle à l'harmonieuse complexité et au fonctionnement efficace d'un organisme vivant face au nombre énorme des mécanismes le composant."
Ainsi, partisan de l'idée cartésienne selon laquelle les mathématiques nous donnent accès à la connaissance des lois de la nature, l'auteur en tire des conséquences sur l'ensemble des processus du vivant, en particulier sur la compréhension de la conscience de soi telle qu'elle a pu surgir dans le cadre de l'évolution des espèces.

Mais dans notre esprit, nous voulions aussi que l'ouvrage mette le doigt sur un aspect trop peu souvent abordé en la matière : celui de la difficulté rencontrée par un chercheur au profil vraiment multidisciplinaire ["background" hors norme de mathématicien haut niveau, physicien du même tonneau, médecin et praticien hospitalier, spécialiste des neurosciences(2)] de concentrer des équipes sur ce type de travaux. Pour l'auteur, et quoi qu'on en pense, l'approche mathématique de la biologie (au sens d'une véritable biologie intégrative(3)) est difficile à faire passer. On entend trop souvent dire que le séquençage total du génome humain est le préalable à toute découverte en pathologie et à toute connaissance de la physiologie, c'est-à-dire au fonctionnement du vivant. Et pour Gilbert Chauvet, cette vision est totalement erronée. Il faut aussi, en parallèle, rechercher le nombre immense de couplages et de niveaux d'organisation qui font le système biologique. L'intégration des données biologiques est devenue plus que jamais nécessaire et est un préalable à tout développement, y compris et surtout à la découverte de nouveaux médicaments. Il faut rechercher et découvrir des principes généraux de physiologie, c'est-à-dire d'intégration des mécanismes élémentaires en vue d'expliquer le fonctionnement du vivant. Et finalement, mathématiser ces notions, c'est changer de paradigme. En fait, et le parcours de l'auteur est là pour le montrer, l'intégration des mécanismes du vivant ne semble jamais avoir été le problème essentiel des biologistes, eux qui étaient obligés de justement démonter ces mécanismes pour les analyser. Répétons-le : nombre d'entre eux ne croient toujours pas en des principes généraux en biologie, leur objection majeure consistant à opposer la diversité du vivant à la généralité d'un principe biologique. N'ayant pas la même conception de la nature, le théoricien qu'est Gilbert Chauvet s'attache à des principes de fonctionnement. Ceux auxquels il croit, et qu'il a fini par découvrir, sont de nature purement mathématiques. Pour l'auteur, il a toujours été évident qu'il existait nécessairement des lois générales qui régissent la matière vivante, non seulement du point de vue de la morphogenèse, mais aussi de la physiogenèse. Car sinon, comment expliquer le phénomène extraordinaire de l'embryogenèse ou celui de l'apprentissage, ou celui de la récupération fonctionnelle chez les traumatisés, ou encore celui de la repousse d'une pince chez un crabe ou une écrevisse ?

Ainsi, cet ouvrage nous plonge au coeur du processus de la création scientifique : comment, à partir de questions qui vous taraudent et d'idées qui vous viennent, on ne peut plus faire autrement que d'y consacrer sa vie, pour espérer enfin, au prix d'un travail acharné, en formaliser une véritable théorie(1).

Et puisque nous parlons de création (mais pas tout à fait la même que celle précitée 4 lignes au-dessus), soulignons qu'à l'heure ou l'offensive contre Darwin reste vivace et que, dans certains mouvements comme le "dessein intelligent" (Intelligent Design), on prétend encore que "le vivant est si complexe qu'il ne pourrait provenir que d'un esprit supérieur, Dieu ou toute autre force surnaturelle", ce livre offre désormais - et de façon vraiment scientifique - de précieux arguments pour réfuter le créationnisme.

(1) Le mot théorie est trompeur. Dans la vie courante, nous l'utilisons par exemple pour dire "j'ai une théorie là-dessus", le mot théorie prenant en fait ici le sens de spéculation. En science, il s'agit de toute autre chose : une théorie fait appel à un ensemble de concepts et définitions dans lequel on peut déduire mathématiquement des propriétés et des théorèmes, ces déductions étant ici les mêmes pour tous. La théorie de la relativité en est un exemple.
(2) On consultera notamment sur le site de l'auteur la page "Publications et communications dans les congrès"
(3) Mot encore ici trop souvent galvaudé. Pour l'auteur, l'intégration est à prendre dans son sens mathématique : il s'agit beaucoup plus que de mettre en correspondance des mécanismes Il s'agit de tenir compte des couplages entre ces mécanismes pour produire la fonction globale.


Préface du livre
par Jean-Paul Baquiast et Christophe Jacquemin (directeurs de la collection)

Ce livre fera certainement l'effet d'une bombe dans le monde de la biologie. Ce n'est d'ailleurs pas simplement cet ouvrage mais l'ensemble des travaux de l'auteur qui mérite d'être qualifié de révolution conceptuelle, de la même manière que l'a été à son époque l'invention de la physiologie et de la médecine expérimentale par Claude Bernard. Cette dernière, parce qu'elle conciliait épistémologie et physiologie, expérimentation et observation clinique, a marqué le démarrage de l'art de la médecine comme pratique scientifique. Les recherches proposées aujourd'hui par Gilbert Chauvet en sont le prolongement et le complément, apportant un autre chapitre fondateur à cette longue histoire. L'apport de principes théoriques généraux mathématiques et intégratifs adaptés au vivant - gage de la naissance d'une véritable biologie et physiologie intégratives - fait désormais entrer la médecine, les sciences de la vie et leurs nombreuses applications dans le champ des sciences théoriques dites "dures". Dans cette perspective, la pratique de l'art médical et de la biologie devient ingénierie de la vie.

L'organisme vivant est une sorte d'usine de type unique qui, malgré les vicissitudes des interactions entretenues avec le milieu extérieur, présente l'incroyable pouvoir de maintenir tout au long de sa vie l'intégrité de sa substance et des mécanismes complexes qui l'habitent. Pour l'auteur, il est fondamental d'expliciter la logique qui sous-tend ce phénomène unique si on veut comprendre ce qui différencie le vivant de l'inerte et si, en conséquence, on veut savoir comment intervenir de façon rigoureuse pour remédier aux dysfonctionnements des êtres vivants, qu'il s'agisse de la cellule, du cerveau ou de l'organisme dans son entier. Mais pour cela, il faut disposer d'une "théorie de la vie".

Dans son ouvrage Prédire n'est pas expliquer [Eshel, 1991- réédition Flammarion, 1993], René Thom regrettait que les chercheurs se dispersent aujourd'hui dans des manipulations multiples et ne prennent pas le recul nécessaire pour proposer des théories nouvelles face à l'inflation expérimentale. Et si des théories de la vie ont été énoncées à travers les âges, depuis le vitalisme jusqu'au néo-darwinisme, ce ne sont finalement là pour Gilbert Chauvet que des hypothèses de nature philosophique. Selon lui, une véritable théorie de la vie doit reposer sur une modélisation mathématique explicative. Pour les biologistes, qui ne sont ni physiciens ni mécaniciens, ceci pourrait passer pour de l'hérésie réductionniste : le vivant, ce n'est pas des mathématiques ! Mais, pense Gilbert Chauvet, c'est parce qu'ils n'ont pas encore trouvé le bon type de modèle permettant de rendre compte du phénomène vital. Et c'est ce modèle, cette "bombe conceptuelle", qui est présenté dans cet ouvrage.

Ainsi, après un travail de plus de vingt années, l'auteur a dégagé des lois permettant de modéliser utilement l'organisme. Elles expriment le fait que la vie est un miracle permanent résultant d'une intégration incessamment renouvelée d'une grande quantité de mécanismes physiologiques. Le professeur Chauvet en propose les grands principes. Les interactions fonctionnelles, dans un système vivant, sont non symétriques, c'est-à-dire qu'elles ne sont pas réversibles. Ceci se traduit par le fait que le vivant ne peut jamais remonter son histoire. Ces interactions sont également non-locales. Le stimulus chimique ou électrique produit par un organe agit à distance sur sa cible, en traversant de nombreux niveaux hiérarchiques qu'il n'affecte pas. Contrairement à un ordre donné directement par un supérieur hiérarchique à son adjoint situé près de lui, il s'agit d'un ordre qui ressemblerait à celui porté par un messager à un destinataire situé dans un autre organisme et dans un autre pays que celui de l'émetteur de l'ordre, et lui arrivant selon la procédure bien connue de l'administration, c'est-à-dire en respectant la voie hiérarchique. On conçoit alors que si l'on veut comprendre pourquoi le destinataire se comporte comme il le fait, il faut que l'on ait identifié la nature du message et les filières complexes par lesquelles ce dernier atteint sa cible.

Enfin, les différents messages, dans la théorie de Gilbert Chauvet, loin de déstabiliser le système en s'accumulant et s'entrecroisant sans cesse, ont pour effet de lui permettre ce que l'auteur appelle une auto-association stabilisatrice. Plus le système devient complexe, plus il devient "dur", c'est-à-dire durable et capable de résister aux changements et agressions du milieu - ceci dans certaines limites évidemment, puisque les êtres vivants finissent bien par mourir, contrairement à des machines bien entretenues.

Aujourd'hui, et malgré ce que l'on pourrait penser, les biologistes continuent de travailler sur un mode artisanal et empirique. Ils procèdent à de nombreuses observations de type descriptif et statistique : telle hormone, par exemple la testostérone, semble agir avec telle probabilité sur tel organe en provoquant tel symptôme. Mais comment cette hormone se combine-t-elle à de nombreuses autres pour agir, d'une part sur cet organe, d'autre part sur d'autres organes ? Nul ne peut le dire, car nul ne dispose à ce jour d'un modèle de la physiologie intégrant l'ensemble des observations faites depuis les origines de la médecine puis de la biologie moléculaire. Un tel travail est hors de portée de la description littéraire puisque, potentiellement, ce sont des centaines de milliers d'actions et de réactions qu'il faudrait intégrer pour commencer à approcher la complexité d'un organisme vivant même simple.

Mais ceci, le modèle mathématique et informatique proposé par Gilbert Chauvet permet de le faire. Nous en aurons bientôt la preuve matérielle puisqu'une première réalisation en vraie grandeur de ce modèle est en train d'aboutir, concrétisée par la création prochaine d'une entreprise innovante par le chercheur.

A quoi ceci servira-t-il ? D'abord au diagnostic thérapeutique puisque sa représentation d'un système biologique fournit une définition rigoureuse du "terrain", c'est-à-dire de toutes les interrelations entre les parties d'un organisme, ce qui fournira les causes des maladies multifactorielles. De même, on pourra mieux étudier, en évitant de coûteuses expériences in vivo, l'effet d'une nouvelle molécule sur l'organisme tout entier. On voit l'intérêt qu'y trouveront les industries pharmaceutiques et plus généralement les soignants.

Mais ces travaux induisent aussi d'autres avantages fondamentaux. La pratique clinique et l'expérimentation biologique et pharmacologique accumulent des quantités considérables d'observations. Celles-ci aujourd'hui vont s'entasser dans des bases de données qui, bien qu'informatisées par les outils de documentation automatique, n'ont guère d'intérêt pratique. Les éléments en sont dispersés sur d'innombrables supports, au lieu d'être rendus disponibles au moment où le scientifique en a besoin. Leur intégration dans le système mathématique et informatique proposé par l'équipe du professeur Chauvet les rendra utilisables. Et ceci sans limites de taille et de temps de réponse puisque les performances de l'informatique moderne permettent aujourd'hui de traiter des quantités considérables d'informations.

En poussant encore plus loin notre raisonnement, on peut penser qu'au bout d'un certain temps le modèle, ayant atteint une grandeur suffisante, pourra faire apparaître de l'inconnu, c'est-à-dire suggérer des hypothèses qui seront testables expérimentalement. Il y aura là une source inépuisable de sujets de thèses et d'applications pour les chercheurs, qui devraient révolutionner la démarche biologique et renouveler l'intérêt professionnel de ceux qui s'y adonnent. On peut espérer aussi que la mathématisation du vivant, encore bien fruste disent les spécialistes au regard de la complexité de celui-ci, pourra bénéficier des problèmes théoriques soulevés par le fonctionnement du modèle.

Soulignons-le avec force : la démarche du Professeur Chauvet est novatrice, du moins en France, et ceci pour plusieurs raisons. Il est un représentant rare, sinon unique (?) de trois cursus différents : la physique, les mathématiques, la médecine (c'est-à-dire aussi la biologie), sans parler de sa grande connaissance de la philosophie des sciences. Tout cela parce que pour lui "c'était la seule façon de vraiment comprendre le fond des choses" et que "observer n'est pas expliquer".

Mais sa démarche est également exemplaire par le fait qu'il ne s'est pas contenté de théoriser, mais cherche aussi aujourd'hui les supports financiers lui permettant de fonder sa société et de réaliser ses prototypes. Souhaitons-lui alors toute la réussite possible, avec un produit industriel breveté et la création de nombreux emplois.

 



Ajout décembre 2006 :

Création de la société VFS-Bio™
http://www.vfs-bio.eu

Site VFS-BioVFS-Bio™, leader de la physiologie intégrative, s’est donnée pour objectif d’apporter une aide à la compréhension du vivant par la simulation des fonctions physiologiques intégrées.

Forte de son activité de recherche et de développement et de ses outils innovants, elle est la première société de service au monde en mesure de coupler et de simuler à façon les modèles de fonctions physiologiques de natures différentes, décrits à des niveaux hiérarchiques hétérogènes et sur des échelles spatiotemporelles étendues.


Automates Intelligents © 2006

 




 

 

 

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