Cerveau : ils cherchent le code

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février 2013
© TÉLÉCOM BRETAGNE-CC BY NC SA

Claude Berrou, Vincent Gripon et leurs collègues tentent de comprendre et de modéliser le cerveau à partir de la théorie de l’information.

« Aujourd’hui, nous sommes capables d’expliquer comment fonctionne un ordinateur. Nous souhaitons, de la même façon, pouvoir expliquer le fonctionnement du cerveau et être capables de l’imiter », commente Claude Berrou. Présenté ainsi, le nouveau programme de recherche de l’inventeur des turbocodes paraît simple. Et pourtant, si tel était le cas, cela aurait probablement déjà été réalisé. Peu importe, le professeur de Télécom Bretagne, membre de l’Académie des sciences, a une intuition.

Théorie connexionniste

Il pense que l’information mentale (ce que le cerveau retient) serait numérique et soutenue par un réseau. Ce réseau, simple, binaire, permettrait de « stocker des informations, de les combiner, d’apprendre des séquences (poèmes)... » Ce réseau serait constitué de neurones, connectés selon une organisation particulière. Le chercheur considère que ce sont des connexions entre les neurones qui font la mémoire et l’intelligence, selon la théorie connexionniste.

Cette intuition s’est forgée au vu de l’analogie perçue par le chercheur entre le fonctionnement du cortex cérébral et celui d’un décodeur distribué, c’est-à-dire un décodeur qui traduit de l’information numérique par différentes petites équations mathématiques, plutôt que par une seule grosse équation.

1,9 million d’euros

Pour préciser, développer et expérimenter cette intuition, Claude Berrou a lancé un programme, Neucod(1), soutenu par le Conseil européen de la recherche à hauteur de 1,9 million d’euros, et s’entoure d’une dizaine de spécialistes, dont un neuropsychologue, une neurolinguiste et Vincent Gripon, docteur en sciences et technologies de l’information et de la communication.

Les scientifiques cherchent à comprendre l’organisation et la structure du réseau de neurones avec des concepts propres à la théorie de l’information : graphes, cliques, chaînes de tournoi, redondance, parcimonie... Ces deux derniers ne sont pas les plus difficiles à comprendre. La redondance caractérise ce qui peut être retiré sans générer d’erreurs. Le corollaire étant que de la redondance assure la sécurisation : deux lois de codages pour une même donnée. La parcimonie s’applique ici à la consommation d’énergie et au temps de transfert de l’information.

Comprendre plus vite

« C’est de la pure théorie de l’information portée à un niveau de cognition », résument les chercheurs. Et c’est ce qui peut surprendre, voire dérouter, au-delà du vocable, l’intuition même d’une information mentale numérique et d’une analogie avec le fonctionnement des télécoms. Claude Berrou et Vincent Gripon en sont conscients.

« Poser la question de cette manière c’est très nouveau, conviennent-ils. Cela présente l’avantage d’être moins complexe qu’une approche biologique du cerveau. Notre approche est très simplifiée mais peut-être qu’elle permettra de comprendre plus vite. » Et surtout, « ce n’est pas qu’une intuition ; nous l’avons expérimentée », souligne Vincent Gripon.

Un cogniteur d’ici à 2017

L’objectif des chercheurs à travers Neucod consiste, d’ici à 2017, à spécifier, concevoir et implémenter une “machine de raison pure”, encore appelée “cogniteur ”. Il faut entendre par là les prémisses d’un cortex artificiel, « une machine qui sera capable d’apprendre des millions de milliards de choses, connectée via Internet à toutes les encyclopédies en ligne, à toutes les bases de données, aux centaines de millions de sites accessibles », écrivent Claude Berrou et Vincent Gripon (voir encadré). Une journée d’apprentissage lui donnerait un savoir « supérieur à celui qu’un être humain est capable d’engranger en une vie. »

Claude Berrou et Vincent Gripon ont présenté leur approche dans Petite mathématique du cerveau ; une théorie de l’information mentale, publié chez Odile Jacob Sciences, en septembre 2012. Le livre s’adresse au grand public, “motivé”, comme le soulignent les auteurs. Ils ont souhaité partager leur réflexion au-delà de la communauté des télécoms. Ils y explicitent ainsi les concepts qui sous-tendent leur théorie, graphiques à l’appui. Vincent Gripon viendra en parler à l’occasion d’un mardi de l’Espace des sciences, le 14 mai prochain à Rennes.

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Michèle Le Goff

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