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Quelles sont les explications et modèles neuronaux actuels de la « conscience » ?

Quelles sont les explications et modèles neuronaux actuels de la « conscience » ?

J'aimerais mieux comprendre la conscience d'un point de vue neuroscientifique. J'en ai une compréhension limitée dans le sens philosophique/psychologique à travers des conférences.

Bien qu'il soit difficile à définir, voici une définition du site Web de Christof Koch que je vais fournir :

« À ce stade de l'exploration scientifique de ce phénomène, il ne peut pas être défini de manière rigoureuse. La conscience implique généralement (mais pas toujours) une certaine forme de sélection attentionnelle et une forme de stockage d'informations en déclin rapide. Pour des raisons stratégiques, la plupart des recherches empiriques se sont concentrées sur les états cérébraux qui sous-tendent la perception sensorielle consciente, le corrélats neuronaux de la conscience, ou CCN. J'évite de prendre une position idéologique particulière dans le débat concernant la relation exacte entre la NCC et l'expérience consciente."

Je ne sais pas sur quoi porte le débat, mais je suis curieux de connaître cette relation entre NCC et l'expérience consciente globale.

Plutôt que de lire tous les modèles de conscience proposés, j'espérais que quelqu'un de plus expliquer brièvement ou fournir des références à la littérature/aux revues de modèles avec une forte emphase neuronale. Je voudrais en particulier privilégier davantage les modèles s'ils ne sont pas spécifiques à un seul mode de perception sensorielle.


Les principaux modèles neuronaux de la conscience se répartissent actuellement grosso modo en deux camps : cognitif et phénoménologique. Ils sont définis par la controverse entourant les types d'expériences qualifiées de conscientes.

Modèles cognitifs

D'une part, il existe de puissants modèles cognitifs de conscience, tels que celui proposé par Stanislas Dehaene, où la conscience est caractérisée - neuronalement - par un traitement réverbérant à grande échelle dans tout le cerveau. C'est-à-dire lorsque l'activité basée sur le stimulus à action directe et l'activité de rétroaction descendante (c'est-à-dire les facteurs cognitifs internes) sont coordonnées dans l'ensemble du cortex. De ce point de vue, on peut dire qu'un stimulus est perçu consciemment lorsqu'il accède à une population particulière de neurones de l'espace de travail qui ont une capacité limitée et diffusent des informations liées au stimulus à d'autres sous-systèmes modulaires (par exemple, la mémoire, les modalités sensorielles du langage). La capacité limitée et la diffusion sont des propriétés des neurones de l'espace de travail qui expliquent à la fois la nature limitée de la conscience (par exemple, l'attention) et la cohérence de la conscience (c'est-à-dire que nous percevons les informations multisensorielles de manière cohérente comme des événements liés entre eux, et non comme des morceaux séparés de expériences visuelles, auditives et tactiles). On pense que ces neurones de l'espace de travail font partie du réseau d'attention fronto-pariétal et sont impliqués dans la sélection d'informations dans les systèmes occipito-temporels.

Modèles phénoménologiques

En revanche, les théories dites phénoménologiques, telles que celles avancées par Victor Lamme et Ned Block, proposent que la conscience résulte également d'une activité récurrente locale entre deux régions cérébrales. La caractéristique centrale de ces théories est qu'en plus des formes cognitives de la conscience, il existe également une conscience phénoménale qui rend compte des propriétés sensorielles brutes (non cognitives) de la conscience.

L'argument clé pour ce type de conscience est que la conscience phénoménale déborde la conscience cognitive, c'est-à-dire que nous sommes conscients de choses qui sont en dehors du centre d'attention et qui ne sont pas codées sous une forme plus durable par le système cognitif central (je pense que Ned Block soutiendrait toujours que la conscience phénoménale nécessite de l'attention, alors je fais une caricature ici). Selon cette théorie, la conscience phénoménale est soutenue par une activité récurrente locale entre deux régions. Par exemple, il est possible d'avoir une sensation de mouvement phénoménale lorsque le cortex sélectif du mouvement (zone MT) et le cortex visuel primaire (V1) entrent dans une relation d'anticipation et de rétroaction. Remarque Block et Lamme partagent les mêmes points de vue que Dehaene concernant la conscience cognitive.

Modèles anciens et autres

Il est également possible de distinguer ces deux théories de la conscience d'autres points de vue dépassés qui soutiennent que des parties particulières du cerveau reflètent le déroulement de la conscience. Par exemple, une vue commune est que le traitement dans les lobes frontaux reflète la conscience. Ces théories régionales spécifiques sont assez différentes de celles décrites ci-dessus où la conscience est caractérisée par des relations entre les régions. Cependant, ces types de théories sont très démodés et pour une bonne raison - la conscience est probablement une propriété dynamique complexe du système.

Cependant, une fois que vous commencez à dire que l'ensemble du système est important, certaines personnes, comme Alva Noe, soutiennent qu'il est inutile de dire même que la conscience réside dans le cerveau !!!! Pour Noe, la conscience est une relation dynamique entre l'organisme et l'environnement. Je ne dirais pas que les opinions de Noe sont largement partagées dans la communauté neuroscientifique.

Eh bien, ce sont les seuls modèles que j'ai suivis en détail. Je sais qu'il existe d'autres modèles plus complexes, comme le modèle d'intégration de l'information de Giulio Tononi, mais ce modèle nécessite une bonne connaissance de la théorie de l'information (je ne l'ai donc jamais suivi). Si l'un de ces documents a besoin de plus de précisions, je suis plus qu'heureux de le développer.


Bibliographie

Pour une introduction, essayez de lire :

  • Kouider, S. (2009). Théories neurobiologiques de la conscience. Dans les banques, W. (Ed.) Encyclopédie de la conscience. Elsevier, vol. 2, 87-100. (pdf)

Voir également:

  • Dehaene S, Changeux JP, Naccache L, Sackur J et Sergent C (2006) Traitement conscient, préconscient et subliminal : une taxonomie testable. Tendances en sciences cognitives 10 : 204-211. (pdf)

  • Lamme VA (2006) Vers une vraie position neurale sur la conscience. Tendances des sciences cognitives, 10 : 494-501. (pdf)


L'un des collaborateurs de Koch, Francis Crick (oui, ce Francis Crick, beaucoup plus tard dans sa carrière), a avancé une théorie intéressante avec Koch qui, bien que peut-être un peu tirée par les cheveux, mérite d'être mentionnée pour une perspective légèrement différente.

Crick et Koch ont posé le claustrum (voir schéma ci-dessous) comme l'un des sièges de la conscience dans le cerveau. Koubeissi, Bartolomei, Beltagy et Picard (2014) ont soutenu leur hypothèse lors de la réalisation d'une cartographie de stimulation électrique sur une patiente épileptique de 54 ans, qui est devenue insensible à la stimulation dans la région du claustrum gauche/insula antérieure. Cependant, plusieurs limitations de cette étude nécessitent des recherches plus approfondies, telles qu'un courant électrique élevé, 14 mA et un manque de stimulation sur l'hémisphère droit.

Comme vous avez déjà lu certains travaux de Koch, vous avez une idée de leurs définitions de travail pour la conscience, mais en bref

… presque toutes les théories neuronales de la conscience… ont besoin… d'interactions continues entre des groupes de neurones pyramidaux largement dispersés qui s'expriment dans le flux continu de perceptions, d'images et de pensées conscientes.

http://www.wikinfo.org/upload/8/84/Gray718.png">gap jonctions (connexions directes entre les membranes cellulaires, dans ce cas utilisées comme synapses électriques à grande vitesse), les interneurones du claustrum pourraient utiliser les cellules de type I à « saisir » et à rassembler simultanément des informations provenant de parties disparates du cortex.

Bien sûr, une fois les informations liées, il resterait à voir quelles structures particulières interpréteraient ces données liées. Crick et Koch ne font pas vraiment de commentaires à ce sujet, mais comme il existe de fortes connexions bidirectionnelles avec les zones préfrontales, peut-être que le "conducteur" renvoie également des signaux sur lesquels l'attention du lobe frontal pourrait être focalisée, mais c'est simplement un supposition éclairée, et je n'ai aucun autre soutien pour cela.

Ainsi, aussi farfelu que cela puisse paraître, une structure cérébrale de petit volume peut avoir une représentation suffisamment importante de l'information corticale, la capacité de se projeter en arrière et de « conduire » les zones corticales, ainsi qu'une épine dorsale interneuronale capable de chronométrer avec précision, tout cela lui donne une chance d'être un siège important de la conscience dans le cerveau.

Crick, F.C., Koch, C. (2005) Quelle est la fonction du claustrum ? Phil. Trans. R. Soc. B 360 : 1271-1279 [DOI] [PDF]

Koubeissi, M. Z., Bartolomei, F., Beltagy, A., & Picard, F. (2014). La stimulation électrique d'une petite zone du cerveau perturbe de manière réversible la conscience. Épilepsie et comportement, 37, 32-35. [DOI] [PDF]


Paul Thagard a travaillé avec Neural Engineering Framework (NEF) et Semantic Pointer Architecture (SPA) pour créer une théorie biologiquement unifiée de la conscience. Ceci est présenté dans l'article "Deux théories de la conscience: compétition de pointeurs sémantiques contre intégration de l'information" où la théorie de Thagard est directement mise en contraste avec la théorie de l'intégration de l'information de Tonini.

Fondamentalement, la compétition entre les pointeurs sémantiques qui "se déballent en représentations neuronales de l'activité sensorielle, motrice, émotionnelle et verbale". Plusieurs simulations informatiques sont exécutées et rapportées dans l'article pour démontrer l'applicabilité de cela à divers aspects de la conscience.


Une exploration très controversée de la conscience peut être trouvée dans

  • Penrose, R. (1994). Ombres de l'esprit. Oxford University Press, 1ère éd.

Il soutient que la conscience ne peut pas être modélisée par une machine de Turing, en utilisant le théorème de Godels, puis émet l'hypothèse que les effets de la mécanique quantique dans les microtubules à l'intérieur des neurones pourraient jouer un rôle important dans l'émergence de la conscience.

J'ai interrogé 3 neuroscientifiques et 2 chercheurs en IA sur cette perspective, tous se sont plaints du livre et certains ont dit que la conscience est le simple résultat de l'émergence et qu'aucune mécanique quantique sophistiquée n'est nécessaire pour l'expliquer.

Donc (basé sur mon enquête auprès de 5 scientifiques), ce livre ne véhicule pas le/aucun consensus du domaine des neurosciences. Néanmoins, je pense qu'il est, dans une certaine mesure, important de considérer les arguments/perspectives opposés lors de l'étude des sujets.