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Comment le cerveau réalise des tâches complexes

Le cerveau humain effectue facilement des tâches sophistiquées comme la résolution de problèmes. Comprendre comment le cerveau effectue certaines tâches complexes permettra aux scientifiques et aux ingénieurs de créer des dispositifs intelligents qui libèreront la créativité humaine des travaux purement mécaniques.
Comment le cerveau réalise des tâches complexes
Le projet EMCOREP (Emergence of complex internal representations in humans), financé par l'UE, a donc analysé les bases comportementales et informatiques de l'apprentissage sensoriel humain chez l'adulte et l'enfant. Les chercheurs se sont appuyés sur une approche interdisciplinaire basée sur les études comportementales, l'analyse informatique et des travaux théoriques.

Ils ont commencé par étudier quel cadre mathématique était le plus à même de reproduire le fonctionnement du cerveau. Ils ont ainsi proposé le cadre probabiliste qui suppose que le cerveau évalue l'information entrante en fonction de sa «plausibilité». Bien que cette stratégie aboutisse à des comportements d'une efficacité optimale, en particulier dans les situations complexes, elle soulève également un certain nombre de questions concernant sa mise en œuvre.

Les partenaires ont réalisé des études comportementales et élaboré plusieurs modèles afin de déterminer si ce cadre probabiliste pouvait être celui implémenté dans le cerveau. Des expériences ont permis de dévoiler les différentes manifestations d'un comportement probabiliste. Celles-ci ont permis de révéler que les gens assimilaient effectivement des informations inconnues à travers un apprentissage probabiliste plutôt que par simple association et combinaient ensuite leurs connaissances selon la méthode probabiliste.

Il est possible que seuls les aspects cognitifs supérieurs du fonctionnement cérébral suivent la voie probabiliste et que la perception sensorielle basique soit prédéterminée. Les partenaires du projet ont donc réalisé d'autres recherches pour déterminer l'importance de ce type de comportement dans le cortex. Les résultats ont révélé que le cerveau mettait en œuvre le calcul probabiliste dès la première étape du traitement de l'information sensorielle.

Les chercheurs ont également évalué le cadre probabiliste pour vérifier que sa mise œuvre décrivait de manière pertinente les représentations internes et leurs effets dans le cerveau. Ils ont analysé la manière dont les processus de décision étaient influencés par les décisions précédentes. Ils ont constaté que des déséquilibres importants pouvaient émerger mais qu'ils étaient influencés par un processus complexe accordant une importance prépondérante aux changements détectés dans le statu quo environnemental.

Les chercheurs ont également réalisé plusieurs expériences suggérant que des schémas mathématiques basés sur l'échantillonnage pouvaient être à l'œuvre au niveau du cortex cérébral. Ils ont vérifié que cette représentation basée sur un échantillonnage pouvait être utilisée dans un modèle hiérarchique, pour expliquer des tâches plus complexes comme le traitement de l'information visuelle.

Une dernière étude a également vérifié l'hypothèse selon laquelle le traitement de l'information chez l'enfant et l'adulte était très différent.

Au total, toutes les recherches réalisées par les partenaires du projet constituent une avancée majeure pour la compréhension du rôle joué par ce cadre probabiliste dans les fonctions cérébrales complexes.

Informations connexes

Thèmes

Life Sciences

Mots-clés

EMCOREP, cadre probabiliste, représentation interne, cortex, représentation basée sur l'échantillonnage
Numéro d'enregistrement: 198920 / Dernière mise à jour le: 2017-06-19