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Les mathématiques de la conscience : quel est le secret fondamental de la théorie de l’information intégrée ?
Avec les progrès de la technologie et des neurosciences, la nature de la conscience reste l’un des points focaux de discussion dans la philosophie et la science humaines. Dans cette discussion sur la conscience, la théorie de l’information intégrée (TII) offre une nouvelle perspective. L'initiateur de cette théorie, Giulio Tononi, neuroscientifique à l'Université de Californie, a proposé en 2004 une méthode pour expliquer la conscience du système à travers des modèles mathématiques. Selon l’IIT, la conscience n’est pas simplement le résultat du fonctionnement de la matière, mais est étroitement liée à ses propriétés causales.
L'IIT remet en question notre compréhension fondamentale de la conscience, en essayant de découvrir pourquoi certains systèmes physiques, comme le cerveau humain, sont conscients.
L’idée centrale de l’IIT est que la texture de la conscience (expérience subjective) et les propriétés causales d’un système (objectivité) sont interdépendantes. Par conséquent, pour expliquer l’expérience consciente d’un système physique, sa capacité causale doit être pleinement révélée. Une tâche importante de l'IIT est de définir les « propriétés fondamentales de notre expérience », appelées « axiomes », puis de déduire les propriétés nécessaires des systèmes physiques conscients, appelées « hypothèses ».
Les « problèmes difficiles » de la conscienceLe « problème difficile » posé par le philosophe de renommée mondiale David Chalmers souligne que toute tentative d’expliquer la conscience d’une manière purement physique rencontrera des obstacles. En revanche, l’IIT reconnaît l’existence de notre propre conscience et tente de déduire la base physique nécessaire pour soutenir l’émergence de la conscience. Cette transition de la phénoménologie aux mécanismes se reflète dans la tentative de l’IIT d’identifier les propriétés essentielles de l’expérience consciente, qui correspondent à leur tour à la structure des systèmes physiques.
La théorie de l'IIT soutient que l'existence de la conscience ne découle pas nécessairement des lois de la physique, mais nécessite une structure physique appropriée pour être réalisée.
Expansion institutionnelle et défis
Bien que l'IIT ait suscité beaucoup d'intérêt dans l'étude de la conscience humaine, la complexité computationnelle de son modèle mathématique rend sonΦ (quantité d'informations intégrées) difficile à calculer, même pour des systèmes de taille moyenne. Il est devenu presque ingérable. Par conséquent, les chercheurs ont travaillé dur pour trouver des mesures proxy plus pratiques pour approximer Φ. Cependant, ces mesures proxy n'ont pas encore démontré de relation avec les valeurs Φ réelles correspondantes, ce qui augmente sans aucun doute la difficulté de leur interprétation.
Une étude notable s'est concentrée sur l'activité des populations de neurones chez les mouches à fruits, montrant que Φ pouvait être calculé avec succès pour certains ensembles de données neuronales. Cela signifie que les prédictions de l'IIT peuvent être testées expérimentalement, comme le montre la réduction significative de Φ lorsque les animaux sont anesthésiés.
Intégration de l'expérience et de la théorie
Dans des études ultérieures, les chercheurs ont tenté d’utiliser des mesures d’intégration et de différenciation de l’information pour évaluer les niveaux de conscience de divers sujets. Une étude récente a réussi à distinguer différents niveaux de conscience, notamment l’éveil, le sommeil (rêve et non-rêve), l’anesthésie et le coma, en utilisant des mesures proxy moins gourmandes en calculs.
L'IIT pourrait également expliquer pourquoi certaines régions du cerveau, comme le cervelet, semblent peu contribuer à la conscience, malgré leur importance en termes de taille et de fonction.
Voix de soutien et d'opposition
Malgré certains succès expérimentaux, l’IIT a également dû faire face à des critiques de divers horizons. Le philosophe influent John Searle a souligné un jour que la théorie de l'IIT impliquait le panpsychisme. Il estimait que les affirmations de la théorie manquaient de clarté conceptuelle et n’avaient pas la signification scientifique nécessaire. Cependant, d’autres chercheurs soulignent que l’interprétation de Searle est inexacte et méconnaît le concept fondamental de l’IIT.
Ces dernières années, de nombreux chercheurs ont remis en question l’application de l’IIT dans le domaine de la conscience lors de l’analyse de la relation entre les systèmes physiques et la conscience.
Exploration du futur
Bien que l’IIT soit confronté à de nombreux défis, ses perspectives dans la recherche sur la conscience sont toujours prometteuses. À mesure que la technologie s’améliore et que de nouvelles méthodes expérimentales émergent, il y aura probablement davantage d’études empiriques pour prouver ou réfuter cette théorie. Quelle que soit la conclusion finale de l’IIT, elle fait sans aucun doute progresser notre réflexion sur la nature de la conscience et aide même à démêler le lien complexe et mystérieux entre le cerveau et la conscience.
Pourrons-nous découvrir les secrets mathématiques les plus profonds qui se cachent derrière la conscience dans les jours à venir ?
