11 septembre 2012
Présentation par Jean-Paul Baquiast, Alain Cardon et Christophe Jacquemin

Phi
A Voyage from the Brain to the Soul

Guilio Tononi Panthéon Book 2012

Giulio Tononi est professeur de psychiatrie et neuropsychiatre. Il détient les chaires David White de médecine du sommeil et de Science de la conscience à l'université du Wisconsin. Il a publié de nombreux article et est co-auteur, avec Gerald Edelman, de "A Universe of Consciousness". Il a développé récemment la Théorie de l'Information Intégrée (ITT), selon laquelle c'est la quantité d'information intégrée à laquelle peut accéder un système qui permet de mesurer le degré de conscience dont ce système peut disposer. Il s'agit non pas d'une étude biologique du système présumé conscient, mais d'une étude mathématique, dont il a proposé les bases dans l'article fondateur "Consciousness as Integrated Information: a Provisional Manifesto" du Biologique" paru dans le Bulletin (Biol. Bull. December 2008 vol. 215 no. 3 216-242). Pour en savoir plus * Guilio Tononi (Wikipédia) * Consciousness as Integrated Information: a Provisional Manifesto Sur la Théorie de l'Information Intégrée (ITT) * Wikipedia * Scientific American * Concious entities Sur les qualia * Wikipedia Voir aussi en rappel nos articles portant sur les ouvrages de Gerald Edelman et Giulio Tononi * Gerald Edelman et Giulio Tononi : "Comment la matière devient conscience". * Gerald Edelman "Plus vaste que le ciel. Une nouvelle théorie générale du cerveau" * Sur Galilée (Galileo Galilei)

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Présentation du livre

La Théorie de l'Information Intégrée (ITT) élaborée par Giulio Tononi, vise à expliquer ce qu'est la conscience, comment elle peut être mesurée, comment elle est produite par le cerveau, comment elle disparaît lors du sommeil sans rêves et comment elle revient sous une forme différente lors du rêve. Elle a été testée par l'auteur grâce à l'imagerie cérébrale, la stimulation magnétique transcrnienne et des modèles informatiques. Elle a été exposée en détail par Giulio Tononi dans son Manifeste Provisoire [Consciousness as Integrated Information: a Provisional Manifesto]. Ce document, bien que comportant un certain nombre de renvois à des formules mathématiques, est à la portée de tous lecteurs s'intéressant à la conscience. Nous conseillons de le parcourir car il permet de comprendre la composition du livre Phi et les nombreuses références qui l'accompagne.

Dans "Phi, A Voyage from the Brain to the Soul" (Un voyage du cerveau à l'esprit – ou à l'âme, selon les préférences du traducteur) qui vient d'être publié, Giulio Tononi s'est livré à une forme inhabituelle de vulgarisation. Plutôt que reprendre et commenter en termes techniques son Manifeste provisoire, il a préféré présenter dans ce livre, sans faire directement références à ses hypothèses, un voyage imaginaire, abondamment documenté à travers l'histoire des sciences et de l'art dont l'Europe latine fut principalement le siège à partir de la Renaissance et des Lumières.

L'auteur a donc imaginé pour cela une traversée initiatique à laquelle se livrerait un Galilée qu'il a reconstruit pour les besoins de sa démonstration.
Pourquoi Galilée ? Parce que celui-ci, en dehors de son conflit avec l'inquisition concernant l'héliocentrisme, est légitimement considéré aujourd'hui comme le fondateur de la physique moderne et plus généralement d'une science matérialiste reposant sur l'observation.
Ce voyage se décompose en trois parties, conduites chacune sous les auspices de guides disposant des compétences acquises par les théoriciens de la conscience dans le courant du XXe siècle.

Il en résulte une progression dans la réflexion sur la science, qui permet à l'auteur d'exposer ses principales hypothèses sur le rôle de l'intégration des informations dans la construction de la conscience, sans y faire directement allusion. On reconnait dans le premier de ces guides le britannique Francis Crick, qui dans la fin de sa vie s'était attaqué au "hard problem" que représente l'étude de la conscience. Le personnage incarnant Crick explique ainsi comment certaines parties du cerveau sont indispensables à la conscience, tandis que d'autres (tel le cervelet) toutes aussi importantes à d'autres titres, n'y contribuent pas.

Les très nombreuses observations cliniques et en imagerie cérébrale démontrant ce fait auraient pu étonner le vrai Galilée, mais aujourd'hui, les rappeler dans le livre ne surprendra guère le lecteur. La vraie question, encore non résolue, concerne les bases neurales de l'intégration. Gérald Edelman évoque abondamment dans ses travaux ce qu'il nomme des neurones réentrants, qui transmettraient de l'information d'une aire spécialisée à d'autres. S'agit-il de ceux-ci ou d'autres mécanismes encore inconnus, relevant selon certaines hypothèses de la superposition d'état de particules quantiques au sein des neurones ? Le pseudo Galilée ne pose pas la question de la liaison (binding). Le pseudo Crick, non plus qu'en arrière plan l'auteur Giulio Tononi, ne l'évoquent pas davantage. Le lecteur de Phi en est nécessairement frustré.

Dans la seconde partie du voyage initiatique de Galilée, un autre guide, où l'on reconnaît Alan Turing, montre comment les différents éléments d'observation décrits dans la première partie peuvent être assemblés et interprétés, à travers une théorie scientifique qui s'avère être celle de Giulio Tononi : la Théorie de l'Information Intégrée, dite Phi mentionnée ci-dessus. A ce stade, Galilée, comme le lecteur, doivent être convaincus du fait qu'effectivement la conscience émerge dans des systèmes capables d'intégrer (on ne sait comment) des informations provenant de différentes sources. Plus ces sources sont nombreuses, plus l'information est intégrée, plus élevé est le niveau de conscience atteint.

Là encore, sinon Galilée, du moins un lecteur moderne, au fait des développements de la société de l'information, ne sera pas surpris. Il ne s'agit pas d'une hypothèse très originale. On pourrait même parler d'une évidence. Le web en donne quotidiennement l'illustration. Il ne suffit pas qu'il comporte un nombre immense de sources, il faut aussi que des auteurs, à travers par exemple les pages Wikipedia, fassent l'effort d'en donner des synthèses critiques. Ce n'est sans doute pas le web qui en tire un plus grand degré de conscience, ni même sans doute Wikipedia. En revanche, ce sont les utilisateurs de ces sources qui bénéficient d'une conscience du monde et d'eux mêmes bien supérieure à celle dont jouissaient les hommes du passé.

Enfin, dans la troisième partie de l'ouvrage, un homme barbu ressemblant à Charles Darwin explique comment les facultés conscientes sont apparues au cours de l'évolution des espèces. Elles se sont développées sous la forme d'une propriété évolutionnaire, constamment en développement et grâce à laquelle les humains peuvent se percevoir comme entités spécifiques dans la nature. Là encore, l'hypothèse n'a rien de révolutionnaire. Les biologistes ne pourraient pas expliquer le développement continu des organismes dotés de cerveau, observé depuis des dizaines de millions d'années, si ces cerveaux et les capacités préconscientes et conscientes de se représenter le monde en découlant n'avaient pas fourni à leurs détenteurs d'avantages compétitifs.

Observons que la présentation de la conscience faite par Giuio Tononi insiste sur ce que les auteurs anglo-américains présentent comme la caractéristique incontournable de la conscience, les Qualia ou propriétés subjectives ressenties à l'occasion des expériences perceptives et sensations corporelles ressenties par les sujet conscients. Elles ne sont pas communicables autrement que par des analogies et feraient de chacun d'entre nous un sujet conscient irréductible aux autres. Pourquoi pas ? Disons seulement que l'arbre des qualia ne doit pas cacher la forêt de la conscience. Il ne s'agit en fait que de la forme la plus visible d'un phénomène autrement plus complexe.

Les quelques réserves que nous venons d'évoquer ne doivent pas faire passer sous silence les mérites du livre. Il s'agit d'un ouvrage de très grande qualité. En s'appuyant sur une iconographie et des références inhabituelles dans un travail de vulgarisation scientifique, l'ouvrage présente une grande quantité d'informations relatives à l'évolution du concept de conscience à travers les quatre cents derniers siècles de l'histoire de la pensée scientifique européenne. Ces informations font appel à des sources peu connues du lecteur habituel des articles scientifiques, s'appuyant sur l'histoire des arts et des sciences. L'auteur y montre notamment une compétence enviable portant sur la civilisation italienne, que l'on ne trouve que dans les ouvrages spécialisées sur l'histoire de l'art.

Il ressort cependant de la lecture attentive des propos de l'auteur une sensation de malaise. Celui-ci donne l'impression d'utiliser les sources qu'il cite de façon un peu biaisée, principalement destinée à servir d'arguments à ses propres hypothèses. Il suffit de mentionner à cet égard la description qu'il donne de son principal personnage, Galilée. Comment et sur quelles bases prêter à celui-ci, face aux découvertes qu'il fait de la science moderne, des réactions ayant quelques cohérences avec les idées et les croyances du vrai Galilée, telles que l'histoire les a rapportées ?

Il en est de même de certains personnages et situations présentées comme reposant sur des sources historiques, mais transformées par l'auteur en arguments pour ses hypothèses. Après avoir volontiers accepté de jouer le jeu, certains lecteurs finissent par s'en méfier. Ils préfèreraient certainement avoir affaire à un article scientifique, fut-il bien plus aride. Concernant les reproductions d'oeuvres, il semble que l'auteur n'ait pas hésité à les modifier quelque peu, ou modifié leur contexte, afin de les rendre plus démonstratives. Ceci peut gêner.

Sur le fond, affirmer qu'il est possible de mesurer mathématiquement le degré d'intégration obtenu pour la construction de tel ou tel type de connaissance, générant un état de conscience donné, nous paraît une ambition vraiment intéressante, qu'il faudrait approfondir et diversifier. Cependant la présentation qui en est faite aujourd'hui ne suffit pas à répondre aux interrogations que le lecteur de Phi, moderne Galilée, se pose pour comprendre comment l'on passe du cerveau à la conscience. Il faudrait notamment véritablement comprendre comment s'établissent les connexions constitutives de ce que l'on nomme, à la suite de Bernard Baars, l'espace neural conscient. Les neurosciences en sont encore pour le moment fort éloignées. Il ne suffira pas de présenter un modèle mathématique de la complexité dans l'intégration de l'information formelle pour que la question existentielle évoquée ici trouve des solutions. Nous pourrions la résumer ainsi : comment le cortex conscient, celui que l'on dit supérieur, est-il organisé architecturalement et biologiquement pour générer de la conscience ? Selon nous, Giulio Tononi, indique sans y insister suffisamment que ce problème est encore sans réponses précises. Nous aurions pour notre part aimé qu'il rappelle en quelques pages comment les neurosciences et plus généralement les sciences humaines se posent la question de la production de la conscience.

Nous allons ci-dessous évoquer quelques unes des approches généralement proposées, auxquelles pour le moment ni le livre Phi ni la formulation scientifique de l'ITT dans le Biological Bulletin cité ne font nous semble-t-il d'allusions suffisantes. Alain Cardon, spécialiste de la conscience artificielle, présentera ensuite quelques unes des réflexions que lui suggère tant le livre que l'article de Giulio Tononi.

Le présent article, précisons le d'emblée, n'expose ni ne conteste la méthode statistico-mathématique de Giulio Tononi. D'une part nous n'en aurions sans doute pas la compétence, mais d'autre part, nous pensons que le problème à traiter se situe très largement ailleurs. Il ne nous appartient pas de dire si l'extension de la méthode, qui vraisemblablement fait l'objet de recherches à notre connaissance non encore publiées, abordera les probèmes et questions que nous évoquons.

Barbara Strozzi, cantatrice et peut-être courtisane - 1619-1677
Une des nombreuses reproductions présentées dans le livre Phi.

Questions générales relatives à la conscience

Nous en proposons ici un recensement rapide. Il ne s'agit pas de prétendre mettre en difficulté la Théorie de l'information intégré. Son auteur, Giulio Tononi, est le premier à préciser que cette dernière, dans son développement actuel, ne vise pas à les aborder, moins encore à les résoudre. Il nous semble cependant que discuter du problème de la conscience sans rappeler les quelques considérations qui suivent pourrait conduire à de nombreux malentendus.

* La conscience n'est pas une réalité en soi

On sait que pour la physique quantique, il n'existe pas de réel en soi, indépendant de l'observateur. Ce qu'elle nomme le réel, par exemple telle particule, ne peut être décrit que de façon relative, en associant une observation, un instrument et un observateur. C'est le contenu cognitif du cerveau de ce dernier qui permet d'interpréter l'observation et lui donner un sens. Rappelons que pour faire comprendre ce processus, la physicienne et épistémologue Mioara Mugur-Schachter a proposé la méthode de conceptualisation relativisée (MCR), plusieurs fois présentée sur ce site.

Nous avons nous-mêmes indiqué que cette méthode pourrait être étendue à l'ensemble des sciences, chaque fois qu'apparaissent des doutes sur le réalisme (c'est-à-dire la réalité) des objets qu'elles décrivent. Or concernant la conscience, bien que son observation relève de nombreuses sciences macroscopiques (neurosciences, psychologie, psychiatrie), il serait peu scientifique de postuler que les phénomènes correspondant à ce concept fassent partie des réalités de la science dure, pouvant être étudiés de façon aussi objective que possible. Il faut impérativement tenir compte des méthodes ou instruments avec lesquels ils sont observés, ainsi que des théories ou préjugés des observateurs. Cette précaution est encore plus nécessaire lorsque l'observateur, par l'introspection ou par des méthodes plus objectives, espère analyser sa propre conscience.

* Le sujet conscient peut-il s'observer lui-même.

La question est souvent posée, non seulement à propos de l'observation de la conscience, mais du cerveau qui en est le siège. Un scientifique peut-il observer l'organisation et le fonctionnement du cerveau conscient dont il est doté, alors que ce cerveau est à la fois juge et partie dans le processus d'observation ? On retrouve sous une autre forme la question précédente, concernant les relations de l'observateur avec le réel. Pour résoudre cette difficulté, intéressant non pas la seule conscience, mais l'ensemble des sciences de l'homme, les scientifiques estiment généralement que ces sciences ne peuvent prétendre donner des descriptions objectives de leur objet, du fait que l'observateur est généralement impliqué dans la description. On se borne à rechercher des consensus dits intersubjectifs, qui ne s'imposent qu'aussi longtemps qu'ils ne sont pas contredits par de nouvelles observations et de nouvelles théories.

Ces préalables épistémologiques, tenant au fond même de la connaissance, devraient être rappelées lors de la présentation d'une méthode telle que l'ITT visant à décrire objectivement, de façon mathématique, le processus de la conscience. Une telle démarche, pour rester crédible, ne peut qu'être relativisée.

* Les différentes définitions de la conscience.

Limitons-nous à celles qui intéressent les neurosciences, en excluant toute intrusion dans le domaine moral. Le rappel de ces définitions s'imposerait, en préalable à une hypothèse telle que l'ITT visant à mesurer le niveau de conscience présent chez les sujets observés.
Rappelons les trois catégories généralement admises :
- la conscience primaire partagée par la plupart des animaux dotés d'un système nerveux central,
- la conscience de soi qui n'est identifiée que chez certains animaux supérieurs (et la très grande majorité des humains d'aujourd'hui),
- la conscience volontaire, ou conscience du moi dit aussi primo-décisionnaire, conception qui est encore discutée, selon laquelle le moi pourrait prendre de lui-même des décisions le concernant, certes en fonction de déterminismes internes mais sans être soumis à des facteurs extérieurs.

Faute d'avoir précisé le type de conscience auquel l'ITT s'adresse, il est difficile de faire apprécier sa pertinence.

On distinguera par ailleurs la conscience individuelle et la conscience collective. Celle-ci s'exprime à l'occasion d'échanges entre les individus composant tel ou tel groupe social. Elle se traduit par des représentations spécifiques qui s'ajoutent aux représentations individuelles et souvent les modifient. Aux yeux de la mémétique, des véhicules tels que les mèmes transportent en les modifiant, au sein des réseaux sociaux, les plus dynamiques des contenus de conscience. Ce sont le plus souvent ces représentations collectives qui s'expriment à travers les différentes formes constituant les opinions publiques. Elles s'imposent généralement à l'expression des consciences individuelles.

* Les dérives de la conscience chez des individus au cerveau globalement sain par ailleurs

L'ITT rappelle que le bon état d'intégrité du cortex cérébral est indispensable à la conscience. La méthode proposée s'applique donc à des cerveaux au fonctionnement normal. Même dans ce cas cependant, des dérèglements passagers ou durables peuvent troubler la façon dont s'exprime la conscience d'un sujet donné. Il s'agit de troubles des mécanismes de la conscience, pouvant provenir d'un imaginaire surexcité voire d'un délire passager. Certains de ces troubles peuvent être analysés non pas comme résultant d'une diminution de la capacité d'intégration caractérisant la conscience selon l'ITT, mais au contraire d'une augmentation indue du nombre et de la qualité des informations intégrées. Le sujet intégrera dans la production de ses états de conscience des éléments qu'en période normale il aurait été conduit à rejeter.

Comment distinguer ces éléments pouvant être destructeurs d'une recherche normale d'informations externes enrichissantes ? On retrouve là, sous une autre forme, la question des relations entre la conscience et un "réel extérieur".

* Le rôle de l'inconscient et du préconscient dans la formation
des états de conscience

Sans reprendre nécessairement les hypothèses de la psychanalyse concernant le rôle de ces instances, il ne serait pas scientifique de ne pas tenir compte des nombreux processus individuels et collectifs non explicites intervenant dans l'expression des consciences explicites, individuelles et collectives. Ils sont sans doute infiniment plus nombreux et efficaces que ceux intéressant la conscience manifeste. Or on ne voit pas que l'ITT s'en préoccupe. Il est vrai que le faire imposerait de prendre en compte des champs nouveaux de complexité et d'intégration qui seraient pratiquement impossibles à étudier de façon utile. Mais à l'inverse ne pas le faire invaliderait une grande partie des conclusions que pourrait suggérer l'ITT.

* Les limites aux capacités d'intégration des informations
caractérisant la conscience selon l'ITT

Quels que soient les supports neuraux que l'on estime nécessaires au travail d'intégration propre à la conscience – neurone, minicolonne, aires corticales, cerveau et corps global, organisme collectif - il convient de poser la question des limites inhérentes à ce processus d'intégration tel qu'il se déroule à l'intérieur de ces supports.

L'information et son intégration sont les clefs de notre expérience. Cela paraît une évidence. Nous avons évoqué plus haut l'exemple d'une base d'information informatique. Plus elle est large et plus les informations sont intégrées, plus elle est utile. Mais que signifie l'intégration, dans la mesure où elle ne se confond pas avec une juxtaposition des références ? Elle paraît potentiellement sans limites. Or en fait, comme il s'agit d'un mécanisme consommateur de ressources et de temps, elle se heurte très vite à des contraintes qui en réduisent considérablement la portée.

Ces contraintes n'apparaissent généralement pas, du fait de la superposition dans l'espace et le temps de l'activité des bases neurales et des processus producteurs de conscience. L'ensemble se renouvelle si vite qu'il laisse peu de place à la critique.Mais elles se traduisent par une constatation à laquelle aucune science, aucune politique scientifique, ne peuvent échapper et que l'ITT n'évoque pas : il est pratiquement impossible aux humains d'explorer un domaine suffisamment à fond pour en tirer des conclusions susceptibles d'entraîner des comportements " volontaires" efficaces. Certes, l'externalisaton des connaissances sur les supports de la mémorisation et de la communication collective fournit d'importants relais aux prises de conscience individuelles. Mais ces supports à leur tour deviennent vite trop nombreux et obsolètes pour pouvoir être efficacement intégrés.

Aujourd'hui, même si l'on considère à juste titre que l'intégration de l'information reste un important facteur de réduction des incertitudes, on doit nécessairement se placer à l'échelle du monde global. Les incertitudes, du fait d'ailleurs de la présence d'un nombre de mécanismes producteurs de conscience jamais rencontré à ce jour dans l'histoire, semblent croitre de façon exponentielle.

Pour conclure cette rapide mise en perspectives de l'ITT au regard des contraintes plus générales qu'impose l'étude des processus conscients au sein des systèmes biologiques et sociaux, nous pensons que les modèles de l'Intelligence Artificielle permettent d'élargir les points de vue et à terme de produire des solutions opérationnelles.
Alain Cardon, spécialiste de la conscience artificielle, nous en dit quelques mots ci-dessous. Pour approfondir la question, la consultation de ses principales recherches s'impose, dont certaines sont publiées sur ce site.

Voir notamment :

"Modélisation constructiviste pour l'autonomie des systèmes"
Edition Automates Intelligents (JP.Baquiast et C.Jacquemin dir).
24 mai 2012
(publié sous Licence Creative Commons)

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