Les objets mentaux

“ C’est parce que quelque chose des objets extérieurs pénètre en nous que nous voyons les formes et que nous pensons. ”
Épicure,
Lettre à Hérodote

Je montrerai non seulement qu’il n’y a pas de théorie de l’apprentissage mais que, dans un certain sens, il ne peut pas y en avoir.
J. Fodor (1980)

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L’encéphale de l’homme se présente à nous comme un gigantesque assemblage de dizaines de milliards de “ toiles d’araignée ” neuronales enchevêtrées les unes aux autres et dans lesquelles “ crépitent ” et se propagent des myriades d’impulsions électriques prises en relais ici et là par une riche palette de signaux chimiques. L’organisation anatomique et chimique de cette machine est d’une redoutable complexité, mais le simple fait que cette machine puisse se décomposer en “ rouages-neurones ” dont on puisse saisir les “ mouvements-impulsions ” justifie l’engagement téméraire des mécanistes du XVIIIe siècle. “ Tout ce qui se fait dans le corps de l’homme est aussi mécanique que ce qui se fait dans une montre ”, écrivait Leibnitz. Certes, le cerveau humain n’indique pas l’heure, et en ce XXe siècle finissant, l’image de la montre peut paraître naïve et beaucoup trop réductrice. On lui préfère souvent celle de l’ordinateur, aux performances plus spectaculaires. Elle ne lui est pas supérieure : dans l’un et l’autre cas, il s’agit de machines, là est l’essentiel. Mais chacune d’elles possède des propriétés bien à elles, radicalement différentes de celles de la machine cérébrale.

La comparaison avec l’ordinateur-machine cybernétique a été utile pour introduire la notion de “ codage interne ” du comportement. Elle présente toutefois l’inconvénient de laisser implicitement supposer que le cerveau fonctionne comme un ordinateur. L’analogie est trompeuse.

Dans tout ordinateur construit par l’homme à ce jour, on distingue la bande magnétique-programme de la machine construite en “ dur ”. Le cerveau humain, lui, ne peut se concevoir seulement comme exécutant un quelconque programme introduit par les organes des sens. Un des traits caractéristiques de la machine cérébrale est d’abord que le codage interne fait intervenir à la fois, nous l’avons vu, un codage topologique de connexions décrit par un graphe neuronique, et un codage d’impulsions électriques ou de signaux chimiques. Ici, la distinction classique “ hardware-software ” ne tient pas. D’autre part, il est évident que le cerveau de l’homme est capable de développer des stratégies de manière autonome. Anticipant les événements à venir, il construit ses propres programmes. Cette faculté d’auto-organisation constitue un des traits les plus saillants de la machine cérébrale humaine1, dont le produit suprême est la pensée.

Celle-ci existe sous forme rudimentaire chez les mammifères non humains. Les grands carnivores développent des stratégies de chasse parfois très élaborées. On sait aussi que le chimpanzé emploie un fétu de paille pour pêcher les termites. La pensée se développe progressivement au cours de l‘évolution et ce développement correspond à celui de l’encéphale.

Le cerveau, machine à penser ? Bergson, dans Matière et Mémoire, écrivait que “ le système nerveux n’a rien d’un appareil qui servirait à fabriquer ou même à préparer des représentations ”. La thèse développée dans ce chapitre est l’exact contre-pied de celle de Bergson. L’encéphale de l’homme que l’on sait contenir, dans l’organisation anatomique de son cortex, des représentations du monde qui l’entoure, est aussi capable d’en construire et de les utiliser dans ses calculs2.

Essayons d’examiner les fondements biologiques de ces facultés considérées traditionnellement comme relevant du “ psychisme ”.

Matérialité des images mentales

“ La Joconde visite le Japon. ” Personne n’hésite sur la signification de cette phrase. Le célèbre tableau de Léonard de Vinci a été transporté jusqu‘à Tokyo pour une exposition. Chacun a présent à l’esprit l’image de cette femme (ou éphèbe travesti) au sourire désenchanté, les mains croisées sur le ventre. Il faudra sans doute faire un effort pour se rappeler laquelle des deux mains se superpose à l’autre et si, au second plan, le paysage est de plaine ou de montagne. Il n’en reste pas moins vrai que le mot Joconde évoque une image mentale, une “ vision intérieure ” du tableau de Léonard, des mois, voire même des années après l’avoir vu au Louvre. L‘évocation de cette image est de caractère privé, elle fait appel à l’introspection. Néanmoins, personne ne doutera de la reproductibilité de l’expérience. Le dessin du tableau effectué de mémoire, après la visite, par un spectateur un peu doué, permet même de communiquer cette expérience intérieure par une réponse graphique qui devrait convaincre les behavioristes les plus obstinés.

Les Anciens avaient déjà pris conscience de l’existence de ces images. Épicure, puis Lucrèce les qualifiaient de simulacres, et Aristote les comparait à “ l’empreinte laissée par un sceau sur une tablette de cire ”. L’intérêt pour l’image mentale se poursuit à l‘époque classique par la pensée empiriste de Locke, de Hume en Angleterre, de Condillac en France, et jusqu‘à la fin du XIXe siècle avec les associationnistes, en particulier Taine,

Binet, Ribot en France. C’est l‘âge d’or de l’image. Les images sont promues au rang d’unités élémentaires de l’esprit humain. Mais une réaction anti-image ne tarde pas à se manifester. Watson (1913) exclut de son catéchisme behavioriste “ tous les termes subjectifs comme sensation, perception, image… ”. Résultat de cette censure : les recherches sur l’imagerie mentale s’arrêteront pendant près d’un demi-siècle. Fort heureusement, la balance penche à nouveau de son côté [3]. On ne doute plus aujourd’hui de l’existence des images mentales. Elles sont désormais soumises à la mesure.

La méthode employée par Shepard et collaborateurs [4] est fort simple. Le sujet est assis devant un écran de télévision, on fait apparaître sur l‘écran des objets, des figures géométriques de formes variées, “ synthétisés ” par un ordinateur, par exemple des assemblages de cubes en perspective (figure 42). On demande au sujet de comparer deux figures placées côte à côte. Il s’agit du même assemblage, mais vu sous des angles différents. En observant attentivement les deux figures, le sujet ne tarde pas à vérifier qu’elles se rapportent au même objet, que l’une se déduit de l’autre par une rotation. Elles sont congruentes. Il prend cependant un certain temps pour effectuer cette opération mentale. L’expérience consiste à mesurer ce temps lorsque l’on fait varier l’angle de rotation entre les deux figures. Un signal sonore retentit, les objets sont présentés au sujet ; dès qu’il a vérifié leur congruence, il appuie sur un levier. Résultat : le temps de réaction est bref lorsque l’angle de rotation entre les deux objets est faible, il est long lorsque cet angle est grand. D’une manière générale, ce temps augmente linéairement avec l’angle de rotation. Reprenant les termes de Shepard et Metzler on peut décrire “ la détermination de l’identité des formes comme une sorte de rotation mentale dans l’espace à trois dimensions qui s’effectue avec une vitesse d’environ 60° par seconde ”. Le sujet fait tourner mentalement une représentation de l’objet, une “ image mentale ” qui se comporte comme si elle possédait une rigidité physique et même une vitesse de rotation mesurable.

La matérialité de ces représentations est également illustrée de manière frappante par l’expérience d’exploration d’une île imaginaire récemment réalisée par Kosslyn (1980). Celui-ci demande d’abord à ses sujets de dessiner la carte d’une île, par exemple l‘“ Ile au trésor ”, avec la plage, la hutte, le rocher, les cocotiers, le trésor, etc., disposés en des points précis de l‘île. Puis il enlève la carte et demande au sujet d’effectuer “ en imagination ” une exploration de celle-ci. D’abord, on se trouve sur la plage. L’expérimentateur énonce le mot “ cocotier ”. Le sujet cherche mentalement sur la carte l’emplacement des cocotiers et appuie sur un bouton dès qu’il l’a trouvé. Le temps séparant la présentation du mot “ cocotier ” de la réponse “ touché ” est mesuré. On répète maintenant l’expérience avec la hutte, le trésor, et, à titre de contrôle, avec des emplacements qui ne se trouvaient pas sur la carte initiale. Fait remarquable, la durée de l’exploration mentale varie de manière linéaire avec les distances réelles des points marqués par le sujet sur la carte, de la plage au cocotier, à la hutte, au trésor. La carte mentale contient donc la même information sur les distances que la carte réelle.

Enfin, le même auteur a fait effectuer à ses sujets une exploration mentale semblable à celle de l‘île déserte, désormais avec un animal connu : un éléphant. Le sujet devra répondre à une question comme “ Combien d’ongles à la patte ? ” en imaginant l‘éléphant dans des cadres de dimensions variant de quelques centimètres à plusieurs mètres. Plus le cadre est petit, plus le sujet met de temps à “ voir ” la propriété demandée. Souvent, après l’expérience, il mentionne qu’il a dû effectuer un “ zoom ” mental pour examiner les détails des images les plus petites. Cet espace imaginaire a en outre des limites. S’il est déjà occupé par une grande image d‘éléphant, seul un lièvre ou un scarabée pourra s’insérer dans l’espace restant.
Toutes ces expériences font certes intervenir l’introspection du sujet, mais elles conduisent à des mesures et celles-ci sont reproductibles d’un sujet à l’autre. La matérialité des images mentales ne peut être mise en doute.

Le cerveau de l’homme construit des “ représentations ”. Les plus étudiées sont les images mentales ou “ de mémoire ”. Dans une série d’expériences ingénieuses, Shepard et Metzler (1971) et Shepard et Judo (1976) ont tenté d’en mettre en évidence la réalité physique. Par exemple, un objet, ici un assemblage de cubes, est présenté au sujet et on lui demande si oui ou non l’objet voisin s’en déduit par rotation. Le temps mis par le sujet pour prendre cette situation est mesuré (d’après Shepard et Judo, 1976).

Percept, concept, pensée

Les images mentales, telles que nous venons de les définir, surgissent de manière spontanée et volontaire, en l’absence physique de l’objet. Elles mettent en œuvre la mémoire. Par définition, ce sont des images de mémoire, distinctes d’une sensation ou d’une perception qui, l’une et l’autre, ont lieu en présence de l’objet. Jusqu‘à ce chapitre, le terme “ sensation ” a été employé, à dessein, pour désigner le résultat immédiat de l’entrée en activité de récepteurs sensoriels, réservant le terme “ perception ” pour l‘étape finale qui, chez le sujet alerte et attentif, aboutit à la reconnaissance et à l’identification de l’objet. La distinction entre sensation et perception est particulièrement évidente lorsqu’on examine une figure ambiguë comme celle-ci (figure 43). Que représente ce dessin ? Une coupe à champagne ou un monokini ? La réponse est tantôt l’une, tantôt l’autre. La “ sensation visuelle ” de l‘œil au cortex est unique. Mais elle donne lieu à deux perceptions distinctes, totalement irréductibles l’une à l’autre. A chacune d’elles s’attache un sens différent. Les images mentales évoquent en général, elles aussi, des scènes ou des objets identifiés et “ rappellent ” une perception plutôt qu’une sensation. S’il en est bien ainsi, l’image mentale conserve-t-elle une quelconque parenté avec le percept initial ?

Figure ambiguë. Coupe à champagne ou monokini ? Le même percept évoque ici deux concepts distincts (d’après Shepard, 1978).

L’expérience réalisée par Perky dès le début de ce siècle (1910) le suggère fortement. Celui-ci place le sujet devant un écran translucide marqué d’un point en son centre. Le sujet doit fixer le point et, en même temps, imaginer une tomate. Pendant ce temps-là, en cachette, l’expérimentateur projette sur l’autre face de l‘écran le contour d’une tomate en lumière rouge, mais avec une intensité inférieure au seuil de perception. Progressivement, on augmente l’intensité lumineuse jusqu‘à ce qu’elle dépasse le seuil perceptif. Le sujet continue de déclarer qu’il s’agit d’une tomate imaginaire. Il confond l’image et la perception de l’objet. La parenté entre percept et image est évidente ! Si cette parenté existe, percept et image doivent non seulement pouvoir être confondus, mais, s’ils portent sur des objets différents, entrer en compétition. Reprenant un dispositif semblable à celui de Perky, Segal et Fusella (1970) projettent désormais, au lieu d’une tomate, une tache blanche sur l‘écran, dont ils font toujours varier l’intensité lumineuse. Ils demandent maintenant au sujet d‘évoquer mentalement l’image d’un arbre au moment précis où l’intensité de la tache lumineuse est progressivement augmentée. Dans ces conditions, la perception de la tache requiert une intensité lumineuse beaucoup plus élevée qu’en l’absence d‘évocation d’une image visuelle. Par contre, l’intensité reste la même si on demande au sujet d‘évoquer, au lieu d’un arbre, une image sonore comme la sonnerie d’un téléphone. Il y a compétition entre percept et image lorsque l’un et l’autre mobilisent le même canal sensoriel. Il existe une parenté neurale, une congruence matérielle entre le percept et l’image de mémoire.

Revenons maintenant à la figure ambiguë alternativement perçue comme une coupe à champagne ou un monokini. A chacune de ces deux perceptions se trouve attachée une signification, un concept différents. De fil en aiguille, nous quittons la physiologie pour entrer dans un domaine réservé aux psychologues et aux linguistes. Sur ce sujet, les données biologiques font cruellement défaut. Nous nous trouvons donc réduits à formuler des hypothèses. Ayons-en le courage, avec l’espoir que, tôt ou tard, elles seront soumises à l‘épreuve de l’expérience.

Essayons d’abord de préciser ce que l’on entend habituellement par “ concept ”. Faisons ensemble le chemin suivant nous nous promenons boulevard Saint-Germain à la recherche de sièges anciens ; dans une première boutique, on remarque une caqueteuse d‘époque Renaissance ; dans une autre, une chaise à haut dossier Louis XIII, ou encore une ponteuse de style Louis XVI. Dans tous les cas, malgré des différences notables de forme et de style, on n’hésitera pas à qualifier ces sièges de chaises. Ils possèdent en effet des traits et des propriétés communs, une fonction identique, qui permet de les regrouper sous le même concept. Ce faisant, nous avons évidemment éliminé les fauteuils. Former le concept “ chaise ” revient ainsi à répartir des objets dans la catégorie “ chaise ” et à en exclure les fauteuils. Ce classement en catégories nous a conduits à négliger les différences de forme et de décor existant entre la chaise Louis XIII et la ponteuse Louis XVI. La formation du concept “ chaise ” s’est accompagnée d’une élimination de détails parfois importants, d’une schématisation, voire d’une abstraction. Le concept devient ce que Rosch (1975) appelle un prototype de l’objet qui rassemble les traits caractéristiques partagés par des chaises différentes.

Ce concept-prototype est mémorisé. Il peut être évoqué, par exemple, par l’audition du mot chaise, mais aussi, spontanément, de manière volontaire, en l’absence d’un stimulus sensoriel. Enfin, il peut être comparé au percept primaire de la ponteuse Louis XVI ou du fauteuil à la Reine, et accepté ou rejeté. Il possède donc plusieurs propriétés des images de mémoire. Le concept apparaît comme une image simplifiée, “ squelettique ”, réduite aux traits essentiels, formalisée, de l’objet désigné. Une parenté se dessine entre le percept, l’image et le concept, et en suggère la même matérialité neurale.

Cette manière de voir n’est pas neuve. Elle reprend certains aspects des thèses empiristes et associationnistes classiques sur la nature des idées. Dans son Traité de la Nature humaine, Hume écrivait déjà que “ toutes les perceptions de l’esprit humain se résolvent en deux catégories distinctes que j’appellerai impressions et idées. La différence essentielle entre elles consiste dans les degrés de force et de vivacité [liveliness] avec lesquelles elles frappent l’esprit… Ces perceptions qui entrent avec le plus de force et de violence, je les appelle impressions… Par idées, je veux dire les images affaiblies [faint] ”. En d’autres termes, pour Hume, les concepts sont des percepts “ affaiblis ”, ou mieux, schématiques. L’hypothèse adoptée ici est que percept, image de mémoire et concept constituent des formes ou des états divers d’unités matérielles de représentation mentale, que nous regrouperons sous le terme général d‘“ objets mentaux ”.

Ces remarques sur la parenté entre percepts, images et concepts s’insèrent dans une réflexion plus générale sur la nature de la pensée. L’intérêt qu‘Épicure et Lucrèce attachent à l’image tient à ce qu’ils y voient la “ substance ” de la pensée. Aristote écrit aussi que “ la pensée est impossible sans images ”, jusqu‘à, plus près de nous, Taine (1870) qui compare l’esprit à un “ polypier d’images ”. A l’opposé, un courant qualifié de rationaliste nie l’importance des images. “ Nous devons considérer qu’il y a plusieurs autres choses que les images qui peuvent exciter notre pensée, comme par exemple les signes et la parole qui ne ressemblent en aucune façon aux choses qu’elles signifient ”, écrit Descartes dans la Dioptrique. Celui-ci remarque aussi, à propos d’un morceau de cire : “ … Sa perception ou bien l’action par laquelle on l’aperçoit n’est point une vision, ni un attouchement, ni une imagination et ne l’a jamais été, quoi qu’il semblât auparavant, mais seulement une inspection de l’esprit. ” Au début du siècle, l‘école de Würzburg défend même la thèse que la pensée, dans certaines de ses formes, se développe sans médiation imagée. C’est la pensée “ sans images ”. Plus près de nous, Fodor propose de manière extrême qu’il n’y a “ littéralement aucune chose comme la notion d’apprendre un système conceptuel plus riche que celui que l’on a déjà ”. Les concepts ne s’apprennent pas à la suite d’une expérience sensorielle avec le monde extérieur. Ils sont innés.

La controverse, selon nous, cesse dès que l’on considère les points suivants :

D’abord, nous avons montré qu‘à côté des images très “ concrètes ”, encore pourvues d’un contenu sensoriel, existent des représentations plus schématiques, plus abstraites : les concepts. Même si ceux-ci peuvent, dans certains cas, paraître totalement abstraits et universels, nous les considérons néanmoins comme des “ représentations ” et les classons avec les images dans la catégorie unique des objets mentaux. Ensuite, il faut distinguer avec soin les objets mentaux eux-mêmes des opérations ou calculs effectués avec ces objets. Locke écrivait : “ Les deux sources de toutes nos connaissances [sont] l’impression que les objets extérieurs font sur nos sens et les propres opérations de l‘âme concernant ces impressions. ” Les boules du calculateur chinois ne se confondent pas avec les calculs effectués au moyen de ces boules. Il faut cependant des boules pour faire ces calculs ! Finalement, le cerveau est en permanence spontanément actif (voir chapitre III) et peut donc créer des représentations internes sans aucune interaction avec le monde extérieur.

Les objets mentaux n’existent pas en général “ à l‘état libre ”. Ils apparaissent à la fois indépendants et dépendants, en ce sens que “ nous ne pouvons nous représenter aucun objet en dehors de la possibilité de sa liaison avec d’autres5 ”. L’objet possède une forme qui limite ses possibilités et impossibilités combinatoires relativement aux autres objets6. Les objets “ s’imbriquent les uns dans les autres comme les éléments d’une chaînes ” et le déroulement “ irréversible ” dans le temps de cette chaîne constitue, en définitive, la pensée.

Dans le Tractatus, Wittgenstein va même plus loin : pour lui, la proposition logique, combinaison d’objets mentaux, est image. Pour décider si elle est vraie ou fausse, il faut alors la soumettre “ à l‘épreuve du réel ”. Selon lui, “ la proposition ne peut être vraie ou fausse qu’en tant qu’elle est une image de la réalité ”. Décider du sens d’une proposition revient donc à comparer, directement ou indirectement, une image – et aussi, pour nous, un concept – avec la sensation et le percept primaires.

La machine cérébrale possède la propriété d’effectuer des calculs sur les objets mentaux. Elle les évoque, les combine, et de ce fait, crée de nouveaux concepts, de nouvelles “ hypothèses ”, pour finalement, les comparer entre eux. Elle fonctionne comme “ simulateur ”, ce qui, comme l‘écrit Craik (1943), donne à la pensée “ son pouvoir de prédire des événements ”, d’anticiper le déroulement des événements sur la flèche du temps.

Suivant ce schéma, le langage, avec son système arbitraire de signes et de symboles, sert d’intermédiaire entre ce “ langage de la pensée2 ” et le monde extérieur. Il sert à traduire les stimuli ou les événements en symboles ou concepts internes, puis, à partir des nouveaux concepts produits, à les retraduire en processus externes.

Vers une théorie biologique des objets mentaux.

Jusqu‘à ce point du chapitre, sauf dans son introduction, le mot “ neurone ” n’est pas apparu sous forme écrite. Il n’a été question que de “ machine cérébrale ” et des calculs qu’elle effectue sur les objets mentaux. Comme leur nom l’indique, ces objets appartiennent au mental et se situent à un niveau d’organisation très supérieur à celui de la cellule nerveuse. Faut-il pour autant les considérer comme détachés de celle-ci ? La méthode suivie au cours des chapitres précédents nous conduit à adopter l’attitude exactement inverse. La machine cérébrale est un assemblage de neurones et notre problème consiste désormais à rechercher les mécanismes cellulaires qui permettent de passer d’un niveau à l’autre, de disséquer puis de reconstruire les “ objets mentaux ” à partir des activités élémentaires d’ensembles définis de neurones.

Les images mentales, les concepts sont des objets de mémoire. Depuis Pavlov, le behaviorisme et Skinner, la “ réaction conditionnelle ” a été retenue comme le meilleur, voire parfois l’unique modèle élémentaire de mémoire. Peut-elle servir de point de départ à notre entreprise de construction des objets mentaux ?

Dickinson (1980) a récemment soumis le schéma de la réaction conditionnelle à un réexamen très critique. Reprenons l’exemple bien connu du rat blanc de laboratoire que l’on expose à un stimulus neutre, par exemple une lumière, associé quelques secondes plus tard à un choc électrique douloureux. Après un nombre répété d’expériences douloureuses, l’expérimentateur averti constate que le rat change de comportement au moment où la lampe s’allume et avant de recevoir la décharge électrique dans les pattes. Il s’immobilise, se ramasse sur lui-même. C’est le comportement de frayeur : le “ freezing behavior ”. Pour le behavioriste, le rat a simplement appris une nouvelle réponse à la lumière.

L’autre interprétation, “ cognitiviste ”, dérivée du travail fondamental de Tolman (1948) sur les “ cartes cognitives chez le rat et l’homme ”, diffère radicalement. La réaction de frayeur fait partie du répertoire des conduites naturelles du rat et se manifeste dans n’importe quelle situation aversive. Elle n’est pas apprise. Le rat apprend seulement que la lumière précède le choc électrique. Il anticipe la venue du choc, forme une nouvelle “ structure mentale ” qui se manifeste indirectement par l’actualisation d’un comportement automatique. Cette interprétation devient évidente dans le cas de l’expérience suivante, réalisée par Rizley et Rescorla (1972).

Le rat est maintenant soumis à des séances d’entraînement où la lumière, au lieu d‘être associée à un choc électrique, est appariée à un signal “ neutre ” pour le rat : un son. Le rat ne change pas de comportement. Pour le behavioriste, il n’a rien appris. Maintenant, on associe la lumière à un choc électrique, puis on déclenche le signal sonore. Le son provoque la réaction de frayeur, bien qu’il n’ait jamais été apparié au choc électrique. Pendant les premières séances d’entraînement s’est mise en place une représentation interne, silencieuse sur le plan comportemental, un concept qui couple lumière et son. Lorsque l’un des composants de ce concept est associé au choc électrique, son évocation déclenche l’actualisation de la réaction de frayeur. Les objets mentaux se forment ainsi même chez le rat ! Le réexamen de la mémoire animale aboutit à la même conclusion que la recherche sur les images mentales chez l’homme. Il suggère en outre que les schémas classiques de la réaction conditionnelle n’ont pas la généralité espérée. Ils ne peuvent servir de point de départ pour construire les objets de mémoire7.

Alors, comment aborder concrètement les mécanismes cellulaires de la genèse d’un objet mental ? Une manière de faire consiste à revenir à l’hypothèse proposée d’une parenté entre image de mémoire et percept. Le percept “ primaire ” est plus facile d’accès, car directement lié à l’activation des organes des sens. Chez le singe et l’homme, la lésion de l’aire primaire occipitale, l’aire 17, entraîne la cécité. L’aire visuelle primaire est, chez ces espèces, indispensable à la sensation. Mais nous savons (chapitre IV) qu‘à côté de celle-ci existent de multiples “ représentations ” secondaires de la rétine, tant au niveau des aires 18 et 19 du lobe occipital qu’au niveau des aires 20 et 21 du lobe temporal. Le nombre de ces cartes atteint même 8 chez le singe rhésus ! Il est bien établi que la lésion de ces aires secondaires affecte directement la perception. L’animal voit, mais ne reconnaît pas. Chez l’homme, Hécaen et Albert (1978) ont cité le cas d’un patient souffrant d’une détérioration des aires 18-19 qui décrivait une bicyclette comme “ des barres avec une roue à l’avant, une autre à l’arrière ”. Il était incapable de l’identifier, de la nommer. Il souffrait d’une agnosie, terme forgé par Freud à l‘époque où il était neurologue. Diverses formes d’agnosie visuelle ont été reconnues. Elles résultent principalement de lésions localisées dans les aires secondaires8 : l’agnosie des objets (aires 18-21 à gauche), des dessins et des visages (partie postérieure de l’hémisphère droit), des couleurs (aires occipitales gauches). La formation du percept “ global ”, qui regroupe l’ensemble de ces traits, résulte donc de la mobilisation de plusieurs de ces aires secondaires à la fois. Il engage plusieurs cartes.

La manière dont ces aires multiples sont connectées les unes aux autres va maintenant nous aider à comprendre comment le percept peut se former. Suivant le schéma classique, les aires dites secondaires ne sont mises à contribution qu’après l’entrée en activité de l’aire primaire. En d’autres termes, l’aire primaire se trouve hiérarchiquement “ au-dessus ” des aires secondaires dans l’analyse du monde extérieur et on s’attend à un enchaînement anatomique en cascade de l’aire primaire aux aires secondaires, puis entre aires secondaires. Jones et Powell (1970) ont effectivement mis en évidence ce type de connexions. Leurs données anatomiques sur le cortex visuel du singe montrent que la connexion de l’aire primaire aux aires secondaires s’effectue suivant le schéma : oeil à aire primaire 17 à aire 20 à aire 21.

Il ne fait pas de doute que cette organisation hiérarchique existe, mais ce n’est pas la seule. Graybill et Berson (1981) ont mis en évidence d’autres routes qui pourraient jouer un rôle particulièrement important dans la genèse du percept. Il a été signalé au chapitre III que les fibres du nerf optique venant de la rétine font relais au niveau du thalamus avant d’entrer dans le cortex. Or, du thalamus partent des voies parallèles qui relient directement et indépendamment les aires 17, 18, 19 et 21 :

Œil à thalamus à aire 17 (aire primaire)
Œil à thalamus à aire 18 (aire secondaire)
Œil à thalamus à aire 19 (aire secondaire)
Œil à thalamus à aire 21 (aire secondaire)

Dans ces conditions, on peut concevoir la formation du percept primaire comme résultant de l’entrée en activité simultanée, par ces multiples voies parallèles, des représentations primaires et secondaires du cortex, alors que les voies hiérarchiques participent au “ bouclage ” de ces multiples représentations de l’objet. L’entrée en activité d’aires multiples en interactions réciproques permet donc à la fois analyse et synthèse. Elle assure la “ globalité ” du percept.

La conception du percept à laquelle on aboutit est donc à la fois topologique, car elle concerne des ensembles définis de neurones, et dynamique, puisqu’elle se fonde sur leur entrée en activité (électrique et chimique). Elle se situe donc dans la suite logique des conclusions du chapitre “ Passage à l’Acte ”. Un nouveau pas est ainsi franchi par la prise en considération d’entités à caractère “ global ” et “ unitaire ” comme les percepts, relevant traditionnellement du psychologique ou du mental.

La poursuite et la généralisation de ces réflexions débouchent sur des propositions théoriques qui, bien qu’encore très hypothétiques, se présentent comme une tentative de “ passerelle ” au-dessus du fossé qui, pour beaucoup, sépare encore le mental du biologique. Elles se situent dans la continuité des travaux de Hebb (1948), Edelman (1978), Thom (1980), von der Malsburg (1981)9, Pellionisz et Llinas (1982) et nous-même10, et en reprennent plusieurs aspects. Les voici très brièvement formulées :

L’objet mental est identifié à l‘état physique créé par l’entrée en activité (électrique et chimique), corrélée et transitoire, d’une large population ou “ assemblée11 ” de neurones distribués au niveau de plusieurs aires corticales définies. Cette assemblée, qui se décrit mathématiquement par un graphe, est “ discrète ”, close et autonome, mais n’est pas homogène. Elle se compose de neurones possédant des singularités (chapitre I) différentes qui ont été mises en place au cours du développement embryonnaire et post-natal (chapitre VII). La carte d’identité de la représentation y est initialement déterminée par la “ mosaïque ” (graphe) des singularités et par l‘état d’activité (nombre, fréquence des impulsions qui y circulent).

Le percept primaire est un objet mental dont le graphe et l’activité sont déterminés par l’interaction avec le monde extérieur. Le graphe neuronique qui lui est associé doit son existence qu’au fait qu’il est “ en prise directe ” avec l’objet extérieur. Les neurones mis à contribution sont principalement localisés au niveau des cartes ou homoncules des cortex primaire et secondaire où se projettent les organes des sens et, bien entendu, préexistent à l’interaction avec le monde extérieur. L’image est un objet de mémoire autonome et fugace dont l‘évocation ne requiert pas une interaction directe avec l’environnement. Son autonomie ne se conçoit que s’il existe un couplage des neurones du graphe, stable dans le temps et qui préexiste à son évocation. La coopérativité9 de ce couplage entre neurones assure le caractère invasif, de tout-ou-rien, ou encore “ global ”, de l’entrée en activité des neurones du graphe lors de l‘évocation de l’image. Le passage du percept primaire à l’image requiert une stabilisation du couplage entre neurones de l’assemblée (consolidation) qui la rend indépendante du monde extérieur et correspond à sa “ mise en mémoire ”. Cette stabilisation est “ sélective ”10 (voir chapitre VII) et s’accompagne d’une simplification, d’un élagage de l’image, du fait par exemple de la perte d’un contingent important de neurones des aires primaires.

Le concept est, comme l’image, un objet de mémoire mais ne possède qu’une faible composante sensorielle, voire pas du tout, du fait qu’il résulte du recrutement de neurones présents dans des aires d’association aux spécificités sensorielles ou motrices multiples (comme le lobe frontal), ou parmi un très grand nombre d’aires différentes. Le passage de l’image au concept suit deux voies distinctes mais complémentaires : l‘élagage de la composante sensorielle et l’enrichissement dû aux combinaisons qui résultent du mode d’enchaînement des objets mentaux.

Les propriétés associatives des objets mentaux leur permettent de s’enchaîner, de se “ lier ” de manière spontanée et autonome. Reprenons l’analogie que Russel (1918) propose entre objets mentaux et atomes. La liaison chimique entre atomes consiste en une mise en commun d‘électrons. On peut aussi imaginer que les objets mentaux s’enchaînent par la mise en commun non plus d‘électrons, mais de neurones. Cela suppose qu’un même neurone puisse faire partie de plusieurs graphes d’objets mentaux différents [12], tout en conservant une singularité (voir chapitre II) qui préexiste à la formation de l’objet mental. Toutefois, la liaison chimique entre atomes est statique, l’enchaînement des objets mentaux est dynamique. Une sous-population, un contingent de neurones communs pourra alors servir de “ germe13 ”, et déterminer l’invasion brutale par les impulsions nerveuses d’une autre assemblée “ coopérative ”, et ainsi de suite. De nouvelles combinaisons dynamiques pourront “ germer ” spontanément, de proche en proche, avec une composante aléatoire qui se fera d’autant plus importante que l’on s‘éloignera du percept. L’enchaînement s’accompagnera d’une combinaison s’il y a stabilisation du couplage des neurones recrutés au cours de l’enchaînement. Les règles de ces enchaînements, combinaisons, interconversions, seront évidemment contraintes par le mode de câblage de la machine cérébrale qui, de ce fait, impose sa “ grammaire ” à l’enchaînement des objets mentaux.

La mise en mémoire d’un objet mental sous forme de trace stable, en d’autres termes, apprendre, a lieu de manière indirecte[10, 12]. Elle ne résulte pas de “ l’impression ” d’un percept dans le réseau de neurones, comme un sceau dans la cire. L’interaction avec le monde extérieur ne provoque pas non plus l’entrée en activité d’une assemblée de neurones entièrement pré-câblée. Le postulat essentiel de la théorie est que le cerveau produit spontanément des représentations transitoires, “ mal dégrossies ”, dont le graphe varie d’un instant à l’autre. Ces objets mentaux particuliers, ces ébauches ou pré-représentations, existent avant l’interaction avec le monde extérieur. Elles résultent de la recombinaison de groupes pré-câblés de neurones ou d’assemblées de neurones et de ce fait leur diversité est très grande. Mais elles sont labiles et transitoires. Seules quelques-unes d’entre elles sont mises en mémoire et cette mise en mémoire résulte d’une sélection ! Darwin permet de concilier Fodor et Épicure !

L‘épreuve de la réalité consiste en la comparaison d’un concept ou d’une image avec un percept. Le test pourra consister en “ l’entrée en résonance14 ”, ou au contraire “ en dissonance ”, de deux assemblées de neurones confrontées. La résonance se manifestera par une potentiation d’activité, la dissonance par l’extinction de celle-ci. La sélection du concept “ résonnant ”, adéquat au réel, donc “ vrai ”, pourra alors en résulter. Il va de soi que ce comparateur fonctionnera aussi de manière “ interne ” entre objets de mémoire, percepts et images.

La ressemblance de forme, ou isomorphie, du percept avec l’objet extérieur résulte du fait (chapitre IV) que son graphe se compose de neurones pris sur des cartes ou homoncules qui sont déjà une “ représentation ” de l’organe des sens et, par là, du monde. Supposons d’autre part, que l’on marque les neurones actifs en noir, les autres en blanc : une “ photographie ” de traits particuliers de l’objet apparaîtra sur chaque carte.

La mise en mémoire d’une pré-représentation sous forme d’image a lieu dans la mesure où les graphes du percept et de la pré-représentation possèdent des neurones en commun. Il en résulte un élagage de la composante sensorielle qui entraîne la perte de “ vivacité ” de l’image, atténue son réalisme, son isomorphie vis-à-vis de l’objet représenté. Du fait de la diversité et du caractère transitoire des pré-représentations seulement quelques traits de l’objet extérieur sont mis en mémoire et ces traits peuvent varier d’une expérience à l’autre. L’isomorphie peut se perdre complètement avec la formation du concept abstrait. La composante isomorphe de l’objet se trouve remplacée par l’algèbre des combinaisons de neurones qui participent à l’assemblée propre au concept considéré. La création de concepts nouveaux, l’imagination, naît de l’enchaînement, de la combinaison des concepts et des images et de leur sélection. En outre, le caractère “ délocalisé ” du concept par rapport au percept ou à l’image, et le fait qu’il puisse se former à partir de neurones présents dans des aires “ associatives ”, accroissent ses possibilités de liaison avec d’autres objets mentaux.

Le langage intervient comme véhicule dans la communication des concepts entre individus du groupe social. L’arbitraire du système de signes15 implique un couplage percept-concept de type “ neutre ”, qui fait l’objet d’un long apprentissage au cours du développement (voir chapitre VII). Au contraire, le “ langage de la pensée ”, en permanence branché sur le réel, contiendra beaucoup moins d’arbitraire que le langage des mots.

Source

1 H. Atlan, 1979 ; A. Bourguignon, 1981 b.

2 J. Fodor, 1975, 1981.

3 M. Denis, 1979, S. Kosslyn, 1980.

4 R. Shepard et J. Metzler, 1971 ; R. Shepard et S. Judo, 1976.

5 L. Wittgenstein, 1921.

6 J. Bouveresse, 1981.

7 J. Me Gaugh, 1973.

8 Voir A. Luria, 1978 , H. Hecaen et M. Albert, 1978.

9 C. Von der Malsburg et D. Willshaw, 1981, C. Von der Malsburg, 1981.

10 J.-P. Changeux, P. Courrège et A. Danchin, 1973 ; J.-P. Changeux, 1981 b, 1983 a, b.

11 D. Hebb, 1949.

12 G. Edelman, 1978.

13 R. Thom, 1980.

14 R. Thom, 1980.

15 F, De Saussure, 1915.