Thèse Sciences Cognitives - Olivier Nerot

56
Mémorisation par forçage des dynamiques chaotiques dans les modèles connexionnistes récurrents
Cette approche peut sembler naturelle. Le système voit ses dynamiques modifiées par la
perception d’un stimulus externe. Il a pu de plus être observé que ces dynamiques
étaient chaotiques. Donc, les dynamiques chaotiques observées, à un moment donné,
sont la représentation que le système se fait de sa perception, car, à chaque perception,
les dynamiques sont différentes : chaque attracteur possède sa signification.
Mais plusieurs remarques doivent s’ajouter à cette ‘évidence’ : tout d’abord, cette
approche doit considérer l’attracteur global du système cérébral, pour que le
raisonnement précédent soit valide. Il est en effet envisageable qu’une aire du cerveau
reste stabilisée sur un même attracteur, pendant qu’une autre aire fait évoluer le sien. De
ce fait, nous pouvons imaginer que certains attracteurs locaux restent similaires, alors
que le percept associé est différent. Il est donc nécessaire dans cette approche de
considérer l’attracteur global du système cérébral. Mais dans ce cas, que signifie : deux
attracteurs sont différents 20 ?
Il faut tout d’abord qu’une mathématique de la similarité des attracteurs de systèmes
chaotiques existe. Or il n’existe pas aujourd’hui d’approche quantitative pouvant définir
des familles d’attracteurs. Cette approche semble donc actuellement impossible à mettre
en œuvre. Mais cette remarque ne suffit à penser que cela soit impossible pour toujours.
Il faut donc compléter cette remarque par le fait que si chaos il y a, l’attracteur du
système cérébral complet, avec ses cent milliards de neurones, doit être d’une
dimension telle, qu’il semble inimaginable de représenter l’attracteur atteint. Et pouvonsnous
être sûr que les dynamiques cérébrales sont stabilisées sur l’attracteur ? Combien
de temps faut-il à un système dynamique évoluant dans un espace d’état de plusieurs
milliards de dimensions pour se stabiliser ? Et ce temps de stabilisation sera-t-il égal au
temps de reconnaissance d’un percept (de l’ordre de quelques centaines de
millisecondes) ?
Dans ce cas, si l’attracteur n’a pas le temps de se stabiliser, c’est que ce sont les
trajectoires internes des dynamiques chaotiques qui encodent l’information. Nous en
revenons donc à un encodage par les dynamiques, et non plus par les attracteurs.
Ainsi, l’hypothèse d’une mémorisation par l’attracteur global du système cérébral semble
poser de nombreux problèmes, insolubles à l’aide des outils connus aujourd’hui. Mais il
semble que cette limite est quand même hors d’atteinte des outils mathématiques
envisageables, puisqu’il serait nécessaire de pouvoir connaître l’attracteur atteint par un
système dynamique à plusieurs milliards de variables d’état, simplement en observant
les trajectoires du système pendant un temps court. De plus, quel critère pouvons nous
imaginer, permettant à un système de savoir que ses dynamiques sont stabilisées : le
système ne possède pas en interne une copie de l’attracteur à atteindre, lui permettant
de savoir à chaque instant, à quelle distance il en est.
Cette remarque fait penser que l’on doit être en permanence à la frontière entre
plusieurs attracteurs sur un plan global, et que le système cérébral global n’attend pas
que ces dynamiques soient stabilisées.
20 Les mêmes questions peuvent se poser au sujet des attracteurs ‘locaux’...
PREMIERE PARTIE : ANALYSE