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16
Janvier 2001
AUTEUR
Eléments de
définitions :
La catégorisation
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Eléments de définition
précédents
Les sciences cognitives
modernes visent à décrire et expliquer les comportements
intelligents, en marquant un tournant dans les méthodes anciennes
(le tournant cognitif). Ces méthodes anciennes consistaient
à recourir soit à l'introspection soit au béhaviorisme.
L'introspection partait de l'idée que chaque individu disposait
d'un accès privilégié à ses états
de conscience, ce qui lui permettait d'en parler objectivement -
ce qui s'est révélé particulièrement
faux. Le béhaviorisme, à l'inverse, voulait limiter
ses observations aux entrées-sorties objectivement analysables
provenant de ce qu'il considérait comme une boîte noire,
les états intérieurs du sujet, dont il se refusait
à parler. Or, sauf à simplifier outrageusement, ce
sont les mécanismes internes à cette boîte noire
qui nous intéressent : pourquoi, face à un stimulus
donné, la boîte noire délivre-t-elle des réponses
éventuellement différentes ?
La question concerne non seulement les comportements intelligents
humains, mais tous ceux identifiables dans le règne animal,
dès lors qu'existent des appareils sensoriels et cérébraux
pouvant se répartir les tâches de percevoir et d'interpréter.
La catégorisation, produit de la coopération entre
ces deux types d'appareils, est vitale pour chaque espèce
animale : en présence de la réception d'un signal
intéressant tel objet de l'environnement, faut-il, par exemple,
que s'enclenche un processus de fuite ou de rapprochement ?
Pour étudier objectivement le contenu de la boîte
noire, en l'absence de méthodes d'observations directes fines
de type imagerie cérébrale à haute résolution,
les sciences cognitives doivent recourir à la simulation
: comment un système quelconque compréhensible par
l'homme (pour simplifier, un ordinateur) obtiendrait-il le même
résultat ? Il faut déterminer rigoureusement la tâche
effectuée par l'agent observé, et les contraintes
à respecter (analyse fonctionnelle). On recherche ensuite
l'algorithme répondant le mieux à cette exigence fonctionnelle,
puis pour finir les caractères physiques permettant (en vraie
grandeur) à l'agent d'obtenir le résultat étudié.
L'algorithme, aujourd'hui, peut être programmé de façon
descendante, à partir de l'idée que s'en fait le programmeur,
ou de façon ascendante, en laissant des "algorithmes génétiques"
proposer la meilleure solution, après mutation-sélection
simulée en machine.
Dans la pratique, ceci conduit d'abord à analyser la perception.
Mais le mot est ambigu, recouvrant deux éléments distincts
qu'il convient précisément de traiter différemment
: la réception par l'organe sensoriel d'un signal en provenance
de l'environnement, et l'interprétation de ce signal en le
rapportant à une catégorie déjà connue
du cerveau. Même si ces deux opérations sont souvent
corrélées, elles sont logiquement indépendantes.
Il est donc utile de les distinguer.
Cette distinction a été faite depuis longtemps,
mais la perspective cognitiviste moderne tend à montrer que
la catégorisation n'est pas seulement un processus conscient
(qui serait en ce cas réservé aux animaux dotés
de conscience). Elle intervient en amont, au cours du processus
perceptif proprement dit. Dès réception des signaux
sensoriels, le cerveau analyse ce qu'il reçoit, à
très grande vitesse, et procède à des catégorisations
inconscientes, dont découlent des comportements pouvant être
vitaux pour l'animal (la fuite, par exemple).
Chez l'homme, les mêmes mécanismes fonctionnent,
et c'est tant mieux pour notre survie. Si nous devions attendre
les analyses beaucoup plus lentes de la raison consciente (tel phénomène
est-il, après mûre réflexion et computations,
dangereux ou non ?), nous serions souvent en grand danger de mort
(voyez la conduite automobile).
Comment le mécanisme de catégorisation inconscient
peut-il fonctionner si vite, sinon si bien, en nous fournissant
des conclusions perceptives se révélant la plupart
du temps utiles ? La neurologie explique que les systèmes
perceptifs sont organisés sur un mode modulaire. Les opérations
de calcul ou computationnelles intervenant entre la réception
des signaux sensoriels à l'état brut et la perception
consciente se déroulent dans des cartes neuronales que l'on
dit "encapsulées", c'est-à-dire automatiques et fermées
aux influences éventuelles provenant du reste de l'appareil
neuronal associatif. Cette encapsulation est à la base des
illusions sensorielles, notamment visuelles. Tout en sachant, dans
l'expérience de Müller-Lyer, que les segments de droite
sont égaux, nous persistons à les voir inégaux,
parce que notre "raison" ou ce qui en tient lieu, ne peut commander
la bonne interprétation au mécanisme d'interprétation
de la perception opérant en amont. La cognition animale fonctionne
essentiellement sur ce modèle. Mais ceci ne veut pas dire
que les cartes cognitives encapsulées sont toutes programmées
génétiquement (câblage génétique).
Certaines le sont, d'autres peuvent s'être constituées,
sur une base neuronale génétiquement acquise, par
une spécification individuelle résultant de l'éducation
et de l'expérience de l'animal lui-même.
Il est évident, tant chez l'homme que chez l'animal, qu'une
telle encapsulation, ou impossibilité de reprogrammer les
bases de la catégorisation, c'est-à-dire finalement
les bases de la cognition, est indispensable à la survie.
Si chacun pouvait voir le monde en fonction de critères purement
individuels, aucune activité collective ne serait possible.
Mais en contrepartie, il arrive que les illusions de perception
peuvent provoquer des comportements inadaptés. Les facultés
de la cognition consciente peuvent alors reprendre les commandes,
et rectifier le comportement. C'est évidemment le cas chez
l'homme, mais également chez certains animaux. Par exemple,
le phénomène dit de la permanence de l'objet montre
qu'un chat ou un chien peut suivre par la pensée le déplacement
d'un objet momentanément caché, et le retrouver sous
sa cache. Il ne fait donc pas confiance aux messages immédiats
de son regard…et il a raison.
La perception catégorielle a pour principal effet d'appauvrir
les signaux sensoriels reçus en permanence, afin d'en distinguer
les traits essentiels et pouvoir les rapprocher de la catégorie
type inscrite en mémoire. Ce qui intéresse par exemple
un prédateur, ce n'est pas la couleur exacte du pelage de
sa proie, mais la conformité de ce qu'il voit avec la représentation,
acquise depuis longtemps par renforcement, de ce que doit être
cette proie possible afin d'enclencher un comportement de chasse.
L'appauvrissement se fait, comme toutes les opérations sur
les informations saisies à partir des entrées sensorielles
par les cartes encapsulées, en temps réel et sans
prise de conscience du sujet.
Mais les cogniticiens vont plus loin, et montrent que, dans certains
cas, le processus de catégorisation inconscient ne se fait
pas en deux étapes (saisie de données en nombre, puis
appauvrissement et interprétation), mais en une seule. Il
est vraisemblable que dans beaucoup de cas, l'appareil sensoriel
procède lui-même à l'appauvrissement de données
qu'il saisit, sans doute par une espèce d'apprentissage rétroactif
: les sens perdent l'aptitude à saisir des informations qui,
avec l'expérience, ont été rejetées
comme inutiles par le reste de l'appareil cognitif. Ceci a été
prouvé notamment dans le domaine du langage parlé
ou musical chez l'homme, ou l'oreille ne discrimine plus des discontinuités
qui n'apparaissent pas nécessaires à la compréhension
globale du sens. Il y aurait donc une grande plasticité,
due à l'adaptation sélective, dans les capacités
des entrées-sorties sensorielles, compte-tenu de l'éducation
ou expérience du sujet.
On pourrait conclure provisoirement sur les phénomènes
de la catégorisation, chez l'animal ou dans la partie inconsciente
du psychisme humain, en disant qu'il existe en effet des niveaux
sensori-neuronaux distincts, intervenant tout au long du processus
(modularité). Mais, selon sans doute les espèces et
certainement selon les expériences de chaque sujet, il peut
y avoir aussi un certain relativisme. Ce relativisme se traduirait
par des contaminations ascendantes (les perceptions sensorielles
contaminent la représentation finale, voire la conscience
que l'on en prend) ou descendantes (la représentation catégorielle
que l'on a en mémoire déforme, en l'appauvrissant
ou en l'enrichissant, la perception sensorielle brute). Il s'agit
de différences propres à l'infinie diversité
du vivant, qu'en principe l'on ne retrouvera pas dans la réalisation
des systèmes d'identification et de catégorisation
des automates, sauf à laisser ceux-ci s'éduquer eux-mêmes
par auto-apprentissage compétitif, auquel cas ils pourront
récupérer une part de flou propre au vivant et se
rapprocher d'autant des organismes biologiques.
Bibliographie sommaire
Jacques Dubucs : IHPST (CNRS/Paris I) - Calculer, percevoir
et classer (article)
Richard Dawkins : Les mystères de l'arc en ciel, Bayard,
2000
Jean Delacour : Introduction
aux neurosciences cognitives, Collection Neurosciences et cognition,
DeBoeck, Université
Steven Pinker : Comment
fonctionne l'esprit ,Odile Jacob, 2000
Automates Intelligents © 2001
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