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Parution août 2010 :

- Editions la Machotte
- ISBN : 978-2-919411-00-9
- 156 pages
- Prix public : 21,00 € (Acheter)
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7. Faire attention : pourquoi, comment ? (chapitre 7 du livre Conscience, Intelligence, Libre-Arbitre ?", C. Touzet, 2010)


La vision d'un arbre produit une activation neuronale dans une succession de cartes auto-organisatrices jusqu'à l'activation finale d'un neurone représentatif du concept « Arbre » (cf. §4). Dans le même temps, il y a activation de tous les éléments formant ce concept, notamment le son (mot prononcé). Ceci est dû aux connexions réciproques qui alimentent les cartes de niveaux d'abstraction précédents (fig. 7.1).

Figure 7.1 – La vue d'un arbre active le concept « Arbre », qui active alors l'ensemble des éléments liés à ce concept.

Sachant que les connexions entre deux cartes existent dans les deux sens, nous comprenons mieux la nécessité de la fenêtre temporelle lors de l'apprentissage (loi de Hebb). Si le neurone A active le neurone B, les connexions de A vers B sont renforcées – mais les connexions réciproques de B vers A sont aussi renforcées. Les connexions réciproques peuvent être directes ou indirectes. Dans ce dernier cas, elles impliquent des neurones intermédiaires appelés inter-neurones. Une connexion inhibitrice sur un inter-neurone inhibiteur est l'équivalent fonctionnel d'une connexion excitatrice entre deux neurones (fig. 7.2). Pour votre information : 70% des neurones du cerveau sont des inter-neurones inhibiteurs.

Figure 7.2 – Activation réciproque du neurone B sur A. Ces deux schémas sont équivalents (une flèche représente une synapse excitatrice, un rond une synapse inhibitrice).

Selon les cartes et selon les moments, la situation perçue active un neurone. Comme le Monde est continu, entre deux instants successifs la situation évolue très peu. Le neurone actif actuellement est soit le même que celui qui était actif à l'instant précédent (aucune variation de la situation), sinon c'est un de ses voisins (petites variations dans la perception de la situation). Il est possible d'appliquer le même raisonnement récursif pour la situation précédente, et aussi celle d'avant, etc. Lorsque l'on regarde les activations successives sur la carte au fur et à mesure que la situation évolue, nous distinguons une trajectoire continue. Cette trajectoire permet de prédire l'évolution future de la situation. Ce qui va dans une direction devrait continuer à le faire, tandis qu'il ne devrait pas y avoir de virages brusques ou de ruptures (assimilables à des discontinuités) (fig. 7.3).

Figure 7.3 – Prédiction de l'évolution de la situation courante. (a) et (b) représentent la même carte, mais dorénavant nous ne dessinerons plus les voisinages.

La prédiction est réalisée automatiquement. L'activation d'un neurone active de facto ses voisins. L'un des voisins du neurone actif l'a déjà été à l'instant précédent, il est donc maintenant dans une période réfractaire pour quelques instants. C'est aussi le cas pour le neurone actuel. Du coup, le nombre de candidats pour une préparation « à l'avance » est réduit. Il y a de très grandes chances que l'évolution de la situation passe effectivement par une des situations prédites (i.e., un des neurones préparés), auquel cas il n'y aura pas de transmission d'information vers les étages supérieurs.

Grâce aux connexions réciproques, l'inverse est aussi possible. Si vous êtes attentif à la situation actuelle (parce qu'elle a activé vos cartes de plus hauts niveaux), alors la préparation de la « possible » situation future permet d'être informé plus vite lorsque cette situation a effectivement lieu (fig. 7.4). Cette préparation est différente de celle impliquée dans le paragraphe précédent (absence de transmission). Ici, la quantité de neurotransmetteurs nécessaire pour passer dans l'état excité sera réduite.

Les connexions depuis les entrées sensorielles préparent la survenue d'une situation inattendue (1) ; tandis que les connexions réciproques préparent l'arrivée d'un événement attendu (2) (fig. 7.5).

Figure 7.4 – Attention générée par les connexions réciproques : il y a pré-activation des neurones associés à l'activation de plus haut niveau.

Figure 7.5 – Attention exogène (1) et attention endogène (2). En (1) il y a transfert vers les niveaux supérieurs des événements inattendus et arrêt de la transmission pour les événements prévisibles. En (2) il y a facilitation de l'activation de neurones de niveau inférieur appartenant à des événements prévus (attendus) à des niveaux supérieurs.

  1. Une situation « inattendue » est une situation qui n'a pas été prédite. Elle est donc traitée par des neurones qui n'ont pas été préalablement préparés. Ces neurones transmettent l'information aux neurones des cartes du niveau suivant, qui doivent en tenir compte. Si l'information reçue n'a pas été correctement prédite à ce niveau d'abstraction aussi, alors elle est transmise au niveau d'abstraction supérieur. Ce processus a reçu le nom d'attention exogène et explique pourquoi et comment des choses nouvelles attirent notre attention. A contrario, des choses qui se déroulent comme d'habitude ne génèrent pas d'attention de notre part. Dans ce cas, le processus à l'œuvre a reçu le nom de filtre de nouveauté. Il est extrêmement utile, car à chaque instant ce sont des centaines de sensations qui nous assaillent.
  2. Une situation est « attendue » lorsqu'elle appartient à l'activation multi-cartes impliquée par le concept actuellement actif (ce à quoi l'on pense à ce moment). Ce processus a reçu le nom d'attention dirigée (ou attention endogène) et explique pourquoi et comment nous faisons automatiquement attention aux choses dont nous avons conscience (cf. §9).

L'attention endogène et exogène ne sont pas mutuellement exclusives. Au contraire, la plupart du temps, ces deux processus travaillent en synergie. Par exemple, l'attention exogène sélectionne quelque chose de nouveau et le fait « monter » vers les cartes de plus hauts niveaux, tandis qu'en parallèle l'attention endogène génère, à chaque niveau atteint, des retours vers les cartes précédentes afin de vérifier que ce qui est perçu est bien ce qui a été mémorisé. Ces allers-retours entre niveaux permettent de raffiner le traitement de la situation, de trier les « possibilités ».

Rappelez-vous que la vitesse de traitement des neurones dépend de leur niveau d'activation initial et que tous les aspects d'une même situation ne sont pas d'égale intensité. Certains aspects vont donc exciter très rapidement certains neurones. Les aspects plus discrets mettront plus de temps à réunir une excitation suffisante – à moins que les connexions réciproques ne leurs facilitent le travail. Au final, les aspects nouveaux de la situation parviendront aux cartes de plus hauts niveaux après que les éléments familiers de la situation y soient parvenus.

La figure 7.6 montre une réalisation neuronale possible des processus attentionnels (endo et exo-gènes). L'action d'un neurone sur son voisin dans une même carte passe par un/des inter-neurone(s) inhibiteur(s). L'attention exogène est un processus localisé, puisque entre neurones obligatoirement voisins. A l'inverse, l'attention endogène implique les connexions réciproques excitatrices depuis les niveaux supérieurs vers les couches inférieures. C'est un processus diffus.

Figure 7.6 – Modélisation neuronale des processus attentionnels. Les excitations montantes sont plus localisées et plus fortes que celles en provenance des connexions réciproques (plus diffuses). Les connexions sur une même carte sont inhibitrices et localisées.

Le chapitre suivant traite du language, un cas d'école dans l'utilisation des attentions endogène et exogène. Un autre cas intéressant est celui des caresses, que nous verrons au chapitre 16.


Notes de bas de page

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