Thèse Sciences Cognitives - Olivier Nerot

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Mémorisation par forçage des dynamiques chaotiques dans les modèles connexionnistes récurrents
Le forçage, diffusant son activité dans le réseau, définit des modules autour du site de
forçage, qui s’organisent selon l’architecture du réseau et la dynamique forcée. Ce
mécanisme définit une fonctionnalité a posteriori du module.
Nous entendons par fonctionnalité le fait que le rôle du module est lié à l’information qui
lui arrive, à la fonction du canal de forçage. Ainsi, nous supposons que c’est l’oreille qui participe
à 43 la fonction de l’aire auditive, l’oeil qui participe à la fonction de l’aire visuelle. L’observation de
ce phénomène a été réalisée par l’observation de l’activité cérébrale lors de l’évocation d’un mot :
les aires actives dépendent du mode d’évocation (entendu, lu, pensé, ou dit) (Figure 5-8).
Cette expérience confirme l’hypothèse qu’un même concept est représenté par une
assemblée de neurones, répartis dans le cerveau : il n’y a pas un neurone affecté à chaque
concept.
De plus, les zones actives sont les zones
fonctionnellement dépendantes du mode utilisé
pour concevoir le mot : un mot vu active
préférentiellement les aires visuelles. Ceci confirme
l’hypothèse que les aires sont fonctionnellement
définies, et que toutes participent à l’évocation des
concepts.
Ce résultat confirme aussi l’hypothèse que
les modules s’organisent autour des sites de
forçages, puisque les zones activées lors de
l’évocation visuelle ou auditive d’un mot, sont celles
où s’implantent les nerfs visuels ou auditifs, par
exemple (Figure 5-9).
1. Modularisation par apprentissage
Revenons aux modèles connexionnistes. Le plus souvent les apprentissages réalisés
sont des fonctions de l’erreur locale réalisée par chacun des neurones. Ainsi, plus cette
erreur est forte, plus la modification réalisée sur les poids est importante, et d’une
certaine façon, plus le neurone se spécialise dans la minimisation de cette erreur.
Dans le cas où l’erreur est propagée d’un neurone à l’autre, grâce à un apprentissage
local, il est possible de suivre le chemin suivit par l’erreur maximale propagée à partir du
site de forçage. De cette façon, on peut tracer une ligne partant du neurone forcée, qui
délimite une zone où les neurones se spécialiserons de façon préférentielle à
l’anticipation du site de forçage initial. Dans le cas opposé, si deux neurones sont reliés
par des coefficients faibles, l’erreur réalisée par l’un se propagera peu vers le second, et
modifiera peu ses poids. De cette façon, des segmentations peuvent apparaître entre
différents modules du réseau.
43 Nous utilisons ‘participe à’ au lieu de ‘fait’ ou ‘forme’ car nous ne pouvons pas supposer que ce type
d’apprentissage soit le seul à l’oeuvre dans les systèmes biologiques. Il peut évidemment y avoir préparation
a priori de l’aire concernée à sa fonction. Mais des études ont montré que les aires non stimulées était
recrutées par les plus actives, ce qui montre une grande plasticité cérébrale, conforme à notre hypothèse.
DEUXIEME PARTIE : DEVELOPPEMENT
Figure 5-9 : Localisation des aires visuelles