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Publié par Jean-Pierre FORESTIER

L’essentiel

À un moment donné et dans un état donné, l’ensemble des protéines de mémoire d’une synapse peut être considéré comme un
« objet cognitif »
.
Le cerveau gèrerait des « objets cognitifs »

Le cerveau comparerait des « objets cognitifs » dans un dialogue permanent

Ces « objets » sont plastiques et flous, de plus, la plupart correspondent à des mouvements qui peuvent être représentés par des vecteurs.

La coordination de toutes les comparaisons entre les "objets cognitifs" dans une agora neuro-astrocytaire permet au cerveau de prendre une décision, éventuellement après une nouvelle analyse.

La logique floue peut être considérée comme la logique de la plasticité  

La logique floue (fuzzy logic) pourrait être un bon outil pour mieux comprendre le fonctionnement du cerveau

mais la philosophie serait une première étape particulièrement enrichissante.

 

Il sera également question de flou cognitif dans l’article 18. Notre mémoire, une synapse biophysique et floue

 

 

Autant continuer de spéculer

 

Même si, comme le rappelaient Pierre Magistretti et Yves Agid, en matière de science, spéculation n'est pas raison. Au point où j’en suis dans mes hypothèses, autant continuer à spéculer.

 

Puissent ces spéculations intellectuelles initier de nouvelles recherches et peut être de nouvelles découvertes même si, et c’est le propre des spéculations, certaines d’entre-elles s’avèrent complétement erronées .

 

Jules Chéret. La pantomime 

 

Et si la fantaisie était le moteur de l’innovation ?

 

 

« Le concept de mémoire biologique est plus complexe, plus large et plus flou que celui de mémoire numérique. » Franck Chaillan dans
La mémoire biologique
est-elle codée ?

Objet cognitif

Dans l’exemple de la reconnaissance d’un visage, le cerveau va s’intéresser à certaines parties de ce visage, chacune pouvant être définie comme un « objet cognitif », c'est-à-dire un « objet » dont le seul intérêt est l’information que le cerveau va pouvoir utiliser pour cette reconnaissance, par exemple : la forme d’un sourcil, d’un coin de bouche, …

(En définir la beauté est une autre histoire, celle racontée dans l’École de la Beauté !)

 

À un moment donné et dans un état donné, l’ensemble des protéines de mémoire en contact actif avec une synapse, peuvent être considérées comme un « objet cognitif » α.

 

Dialogue

La conformation des protéines de mémoire change avec le flux neuronal (et l'action éventuelle des astrocytes)

Et par l’action de leurs champs électriques les protéines de mémoire modifient le flux neuronal. Voir Notre mémoire gliale, protéique, plastique et …ferroélectrique.02

Comme dans un vrai dialogue

les arguments/« objets cognitifs » sont comparées (Le cerveau sait très bien comparer.)

… il se produit un ajustement réciproque des « objets cognitifs »

… mais pas un ajustement total, l’ajustement reste flou, plastique   

… dont les paramètres peuvent être utilisées pour une prochaine action cognitive.


 

Ces « objets cognitifs » sont un peu comme des pièces de puzzle à 3 dimensions, ou comme des briques de Lego, floues/plastiques ...

... avec lesquelles nous devrions reconstituer un camion de pompier, ou plus exactement reconnaître qu’il s’agit d’un camion de pompier « puis » le reconstituer. En réalité, les deux phases : reconnaissance et reconstitution, sont intriquées. Il n’y a pas de « puis » mais une intrication des deux phases par approximations successives. 

La plasticité des « objets cognitifs » ...

... permet aux pièces de s’emboîter, même si ce n’est pas exactement à cet endroit qu’elles devraient être dans un camion de pompier.

En cours de montage, l’ensemble des pièces, reste incorrectement agencées, c'est-à-dire flou.

L’essentiel est la reconnaissance d’un camion de pompier avec une probabilité acceptable pour continuer la reconstitution.

Il n’est pas nécessaire que le camion soit complet pour le reconnaître. Par exemple : la reconnaissance d’une échelle, même floue, est un indice fort ; de même que la couleur, même approximativement rouge des briques.

Du flou à tous les niveaux

Il est important de noter également :

- que non seulement les briques de Lego (« objets cognitifs ») sont utilisées mais tout autant les objets cognitifs de l’expérience, de la … mémoire.

- qu’une grande part, au moins au début, de la sélection des briques est simplement le fruit du hasard = sans aucune stratégie.

- que la stratégie (par approximation successive) utilisée pour choisir et placer une nouvelle pièce de Lego change au fur et à mesure de la reconnaissance/reconstitution.

Selon la « logique plastique, floue » du cerveau,

non seulement les « objets cognitifs » α et β sont flous,

mais le système de comparaison entre α et β peuvent également être modifié à chaque comparaison

Agora cognitive

Du dialogue, on passe à une agora puisque chaque neurone est en relation avec d’autres neurones à travers environ mille synapses (chacun) ; et que chaque astrocyte entoure plus de cent mille synapses et par son « pied » il « a la possibilité de moduler la transmission de l’information » (pour citer Pierre Magistretti et Yves Agid) de tous les synapses auxquelles il est relié.

Par ailleurs, de très nombreux autres facteurs entrent en jeu pour modifier les « objets cognitifs » : flux calciques, neurotransmetteurs, lactate, glutamate, etc.

 

Cohérence

Dans l’agora neuro-astrocytaire, toujours en suivant les « lois » de la ferroélectricité, c’est en passant par une autre synapse que l’objet cognitif β est comparé à l’objet cognitif γ ; puis en utilisant un nouveau réseau, l’objet cognitif γ est comparé à α, etc. jusqu’à obtenir une information cohérente, c'est-à-dire utile au cerveau, c'est-à-dire une information permettant à notre cerveau de prendre une décision,

 

immédiate :

c'est un camion de pompier

 

 

 

et/ou différée.

Platon, etc. Le flou comme logique de la plasticité

Les neurosciences gagneraient beaucoup à s’inspirer des philosophes pour progresser dans la connaissance du fonctionnement du cerveau

J’ai pris l’exemple de quelque chose de familier : un camion de pompier, mais la chose à reconstituer peut être complètement inconnue et/ou complètement abstraite, comme la « vérité », celle qui fait l’objet du dialogue entre Ménon et Socrate imaginé par Platon 


Ménon : Et de quelle façon chercheras-tu, Socrate, cette vérité dont tu ne sais absolument pas ce qu'elle est ? Laquelle des choses qu'en effet tu ignores, prendras-tu comme objet de ta recherche Et si même, au mieux, tu tombais dessus, comment saurais-tu qu'il s'agit de cette chose que tu ne connaissais pas ?

 

Il faudrait aussi lire Bachelard, Kant, Heidegger et bien d’autres philosophes qui ont fait fonctionner leur cerveau pour connaître les rapports entre le monde et notre cerveau.  

 

Le flou peut être considéré comme

la logique de la plasticité  

Revoir aussi Plasticité et Philosophie  de Catherine Malabou

 

Pas de Vie sans flou

Mouvements …

Tous les raisonnements précédents sous-entendaient que des « objets cognitifs » α, β et γ correspondaient à des objets immobiles (comme des pièces de Lego, ou la photographie d’une personne à reconnaître) mais la plupart des « objets cognitifs » traités par le cerveau sont des variations, c'est-à-dire des vitesses, ou même des variations de variations, c'est-à-dire des accélérations

Ce sont même les « objets variation/mouvement » auxquels le cerveau est le plus sensible.

Dans le cas de la vue, la plus grande sensibilité est celle conférée par des mouvements repérés par la vision périphérique.

 

Voir l’excellent article de Jean-Gaël Barbara sur ce sujet

 

… pour la musique, c’est le passage d’une note à l’autre qui fait réagir le cerveau, par exemple la-si pour la sirène des pompiers, plus qu’une note en continu, à moins qu’elle soit très puissante comme celle des sirènes d’alerte générale

Si vous avez quelques difficultés à reconnaître ce que représente cette figure ci-dessous 

 

… vous n'aurez aucun doute quand vous aurez cliquez ici

Mouvements et vecteurs

L’œil possède des glandes spécialisées

 dans les déplacements du haut en bas, d’autres de bas en haut, etc. à l’aide desquels, selon Frank Werblin et Botond Roska, les neurones de la rétine créent des signaux que l'on peut comparer à 12 films qui forment un « langage visuel naturel »

l'un des films … correspond au mouvement, souvent dans une direction spécifique. Certains films transmettent de l'information sur les ombres ou les régions très éclairées de la scène. Un autre est un ensemble d'images qui ressemblent à des esquisses, où seuls les contours des objets sont visibles."

Le terme film utilisé peut prêter à confusion car contrairement "au film cinématographique, produit image par image, les films ganglionnaires sont des flux continus de signaux électriques.

Ces glandes n’évaluent donc pas la différence entre deux valeurs pendant une fraction de temps, mais « mesurent » directement une vitesse de haut en bas, etc.

 

Il est vraisemblable qu’il faudra faire appel à une autre physique pour aborder le fonctionnement de ces « glandes ». Mais c’est une autre histoire.
Voir 19. Notre mémoire probabiliste et … quantique ?

 

Est-ce une simple coïncidence qu’une vitesse se représente par un vecteur, comme le champ(ferro)électrique des protéines de mémoire 

Logique floue

La plasticité des protéines de mémoires (« intrinsèquement désordonnée ») rapproche naturellement de la « logique floue» (fuzzy logic).

Il suffit de lire le Petit glossaire de la logique floue         

… pour se rendre compte de la potentialité de cette mathématique pour appréhender l’activité de la mémoire, voire des activités cognitives en général.

Selon cette logique, « l’objet cognitif » appartient à un « ensemble A » avec un « degré d’appartenance » compris entre deux valeurs

La relation x est A ("est" indique que l'appartenance à l'ensemble A est floue) est déterminée,évaluée, estimée par le degré d'appartenance (acceptable pour notre cerveau) de la valeur x au sous-ensemble flou A.

 

Une règle floue est de la forme

Si je rencontre telle situation Alors j'en tire telle conclusion

(« j’ » serait ici notre cerveau)

 

La situation, appelée prémisse ou antécédent de la règle, est définie par une combinaison de relations de la forme pour chacune des composantes du vecteur d'entrée.

 

La partie conclusion de la règle est appelée conséquence, ou encore simplement conclusion.

 

L'apprentissage supervisé consiste à induire des relations entre les entrées et la sortie, de dimension un, d'un système à partir d'un ensemble d'exemples. L'ensemble d'apprentissage comprend n exemples.

( = tout l’apprentissage du cerveau rapporté à chaque "objet cognitif" !)

La logique floue pourrait traiter la comparaison de deux "objets cognitifs" α et β « à peu près identiques » et en tirer une conclusion avec une « probabilité acceptable » pour que le cerveau puisse prendre une décision (par exemple reconnaître Lou, même floue, ou un camion de pompier)

(ce qui revient à affecter de flou le degré d'appartenance lui même ! )

 

Et peut être, mettre en équations la conclusion qui nous fait dire qu’une personne α a « de faux airs » d’une personne β,

ou qu'une fille ressemble un petit peu à sa mère.

Décision et redondance

La « probabilité acceptable » est fonction de la décision que doit prendre notre cerveau.

Si la précision est insuffisante, par exemple dans le cas de la tentative de la reconnaissance d’un visage, une nouvelle analyse est effectuée.

      Pour statuer sur la reconnaissance, ou non, nous la regardons une deuxième fois, voire une troisième, ce qui peut poser des problèmes de bienséance sociale si les regards se croisent trop longtemps (voir École.14 : le regard)

Nous utilisons bien un système flou/imprécis  mais la redondance nous permet de se faire une opinion (plus) précise.

       Parfois, nous nous approchons de la personne pour améliorer notre jugement. Ce qui permet à la fois d’agrandir le champ visuel et aussi d’avoir une vision dynamique.

Entre deux explorations du visage potentiellement connu, notre cerveau analyse le contexte :

« où ai-je pu voir cette personne ? »

« Portait-elle des lunettes ? »

« était-elle mise en beauté d’une autre façon ? ».

Des échanges d’informations traversent toute l'agora neuro-astrocytaire.

Chaque nouvelle analyse utilise un réseau neuro-astrocytaires différent du premier apport d’informations (comme c’est le cas pour des flux neuronaux issus de l’œil)

Il est difficile de ne pas faire un rapprochement entre
... l'utilisation d'un nouveau réseau neuro-astrocytaires à chaque traitement d'un "objet cognitif"

... et la « non commutation » des opérateurs de la mécanique quantique.

 

Les transferts de mémoire par influx nerveux, et notamment pendant le sommeil doivent être soumis à une sélection qui elle-même fait appel à une logique floue.

 

Nouvelle mathématique de la logique floue

Ce n’est pas parce que la Logique floue est entrée dans nos maisons dans les années quatre-vingt-dix pour … gérer le lavage de nos machines à laver, cuire les aliments dans les fours à micro-ondes, ... qu’elle ne peut pas être convoquée pour comprendre notre cerveau.   

Il y a une trentaine d’années un Workshop on Fuzzy Systems Application proposait une fusion de la logique floue et des neurosciences et encourageait des recherches sur les systèmes neuronaux flous.

Ces recherches sont toujours en cours et un nouveau Workshop est prévu le 18 et 19 avril 2019 en Malaisie qui annonce

" It is the science and engineering of making intelligent machines especially intelligent computer program. It is related to the similar task of using computers to understand human intelligence..."

 

… et la réciproque est évidement vraie, la compréhension de l’intelligence humaine permettra de créer une véritable Intelligence Biophysique 

Sans attendre, ni trente ans de plus, ni que le fonctionnement de notre cerveau soit scientifiquement compris …

 

(Il est possible que par sa dimension quantique le paramétrage complet du cerveau nous soit à jamais interdit. Selon un principe d’incertitude mnésique, quand nous arriverons à l’échelle des protéines de mémoires ne connaîtrons-nous que soit le flux neuronal soit l'état de la mémoire !)

 

… pour concevoir une logique floue adaptée à notre cerveau, les mathématiciens de la logique floue pourraient dialoguer …

(Dans les quelques articles que j’ai consulté, l’absence de diversité dans les spécialités des auteurs est aussi patente que regrettable)

 

…non seulement avec les neurobiologistes mais aussi avec les ferro-électriciens (de préférence les plus réceptifs à la mécanique quantique/probabiliste)

 

… et ajoutant des philosophes et pourquoi pas des linguistes, des musiciens …

 

Ce travail pourrait être un exemple pertinent de
«
La déraisonnable efficacité des mathématiques dans les sciences de la nature »,
selon les termes du physicien Eugene Wigner.

 

 

Les mathématiques étant une production de notre cerveau, peut-être qu’une logique floue/plastique rapprochera le créateur du créé …

 

 

… et nous rapprocherais, de la vision esthético-mathématique de l’univers, définie par Pythagore pour qui tout suit des lois mathématiques, y compris la Beauté, y compris la "beauté" de ... notre cerveau

L’ensemble formé par ces protéines toriques ferroélectriques crée un champ électrique (polarisation) univoque dont l’harmonie peut être comparée à celle d’un orchestre.

Réciproquement, le champ électrique des protéines de mémoire modifierait l’activité du flux électrique neuronal

… et permettrait l’exploitation cognitive des protéines de mémoire, pour aboutir à la complexité des ondes cérébrales.

Le rêve pourrait être une mise en cohérence des ondes parcourant le cerveau au moment du réveil.

Notre cerveau a-t-il besoin d’un visage net pour prendre une décision ?

Tout dépend de la décision à prendre mais dans tous les cas un visage flou peut être suffisant.

 

Le visage peut être complètement flou pour une information sociale très rapide, comme un visage exprimant la peur, la joie, la sérénité.

Deux exemples de traitement d’images (par informatique) :

          - rendues floues par compression

          - moyennées à partir de photographies de la même personne dans différentes circonstances et périodes de sa vie  

… montrent qu’il n'est pas nécessaire qu'un visage soit net pour être  analysé par le cerveau et, éventuellement, reconnu.

 

Tout en restant dans le domaine de l’image floue, traitée par une logique floue, la reconnaissance de visage par informatique pourrait être améliorée en optimisant la compression d’images ou, mieux, une reconnaissance dynamique  utilisant des vidéos de visages passant de la joie à la tristesse.

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