Comparatif fonctionnement cerveau / ordinateur

Un ordinateur ne fonctionne pas comme un cerveau humain mais l’intelligence  artificielle tente de s’y rapprocher le plus possible. Ici nous allons étudier les principales différences entre le fonctionnement d’un cerveau humain et le fonctionnement d’un ordinateur pour en déduire les principales difficultés de la création de l’intelligence artificielle.

 

 1) Connexions figées contre connexions souples

 

Un ordinateur est fait de composant de bases comme un processeur ou une carte mère chaque élément a sa propre fonction et malheureusement quand un composant est endommagé l’ordinateur est souvent inutilisable, là est la principale différence avec le cerveau humain. Dans notre cerveau rien n’est figé contrairement aux composants de l’ordinateur, ses quelques 100 milliards de neurones peuvent se modifier, se réorganiser, voire même se remplacer. Les relations entre les neurones ne sont pas  fixes et peuvent varier en fonction des besoins. Résultat : un cerveau unique, propre à l’individu qui l’abrite, et qui se remodèle sans cesse.

 

Un processeur                                       /                                      Un neurone

                                                                      

 

 

2) Mémoire inscrite contre mémoire réactivée

 

Pour digérer des quantités abyssales d’informations, l’ordinateur n’a pas une mémoire, mais plusieurs sortes. Des  mémoires de masse qui stockent durablement en interne sur disque dur, ou sur des DVD amovibles, programmes et données, mais aussi des  mémoires de travail, d’accès beaucoup plus rapide, comme la mémoire vive ou la mémoire cache. Grand avantage de ces mémoires informatiques : elles sont infaillibles ! Car le moindre Bit (pour binary digit, chiffre binaire, c’est la plus petite quantité d’information pour un ordinateur ; il ne peut valoir que 0 ou 1) d’information y est enregistré physiquement comme gravé : selon les différentes technologies utilisées, chaque 1 ou 2 est ainsi stocké dans une cellule magnétique, aimanté ou non ; dans un transistor qui laisse passer ou non le courant ; ou dans une cavité, creusé ou non, dans un support tel que CD, DVD, BLU RAY etc... Aucun flou n’est possible, aucune approximation ; et sauf incident technique, ces informations conservent leur intégrité. Cerise sur le gâteau : on peut reproduire à l’identique ces informations sur un autres support.

 

Le cerveau ne peut pas fonctionner sur le même principe car il n’a pas la capacité de stocker chaque seconde de notre vie. Il doit utiliser différentes méthodes pour conserver nos souvenirs. Par exemple, en les découpant sous forme de concepts associés : les liens tissés entre « chaise », « rouge » et « confortable » permettraient ainsi d’évoquer « le fauteuil du salon ». Ou en réactivant les mêmes neurones sollicités durant  la mémorisation : souvenir d’un fauteuil reviendrait donc à recréer son image fictive. La mémoire humaine est loin d’être comprise, mais une chose est sûre : un souvenir ne se crée pas sous forme d’une molécule. C’est au niveau des synapses, les zones de contact entre les neurones, que se joue l’essentiel de la mémorisation. En effet, les synapses se modifient en produisant plus ou moins de neurotransmetteurs : tantôt ils y coulent à flot (on parle de « potentialisation à long terme »), tantôt, au contraire ils sont a régime sec (« dépression à long terme »). De nombreux chercheurs pensent que la combinaison de ces deux phénomènes le long des neurones, suivant un code encore inconnu, conduirait à la mémorisation.

Au final, notre mémoire n’a rien à voir avec celles des ordinateurs. L’information n’est jamais conservées intacte, nos souvenirs peuvent être différents selon le contexte (joie, tristesse, colère).

 

Un Disque Dur                                        /                                               Une Synapse

                          

 

3) Transistors contre neurones : du tout ou rien à la variation du message

 

Pour faire leur travail, ordinateur et cerveau ont quand même un point commun. Ils emploient une légion d’ouvriers dédiés à cette noble tâche : les transistors et les neurones. Si les uns et les autres ont un rôle d’ « interrupteur », leurs fonctionnements diffèrent totalement.

 

Dans le processeur de l’ordinateur, les transistors sont implantés par centaines de millions, reliés entre eux par des circuits de cuivre ou d’aluminium. Leurs caractéristiques ? Ces intransigeants sont adeptes du « tout ou rien ». Regroupés sous forme de « portes logiques » (voir schéma ci-dessous), ils ne connaissent qu’une seule loi, celle de la logique booléenne. De quoi s’agit-il ? Mise en lumière par le mathématicien George Boole.

 

George Boole (2 novembre 1815 à Lincoln Royaume-Uni - 8 décembre 1864 à Ballintemple, Irlande) est un logicien, mathématicien et philosophe britannique. Il est le créateur de la logique moderne, fondée sur une structure algébrique et sémantique, que l'on appelle algèbre de Boole en son honneur

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La logique booléenne propose de triturer l’information sous forme de variables élémentaires qui ne peuvent pendre que deux valeurs : vrai ou faux. A ce petit jeu, on en vient rapidement à des conclusions aussi exaltantes que :

 SI  (A est vrai)  ET (B est faux), ALORS (A et B est faux)

Mais en combinant à l’envi différentes variables et opérations élémentaires (« OU »,  « ET », « N’EST PAS »), on parvient à manipuler l’information dans tous les cas de figures possibles et imaginables. Et c’est précisément là que réside le secret du fonctionnement d’un ordinateur. Il suffit en effet de remplacer l’alternative « vrai/faux » par des signaux électriques ( le courant passe/ne passe pas ), d’utiliser des transistors pour les opérations élémentaires…et le tour est joué !

 

 

 

Dans le cerveau, ce sont  les neurones qui jouent les tâcherons de base. Et eux connaissent un fonctionnement plus subtil que « je passe ou je bloque ». Organisés en réseaux dans lesquels chaque neurone est relié à des centaines d’autres, ils marchent comme une pile ; chargés par les signaux reçus des autres neurones, ils de déchargent brutalement lorsque l’électricité accumulées (ou potentiel d’action) dépasse un certain seuil. Selon la nature des messages qui arrivent en même temps, le neurone receveur peut transmettre une réponse plus ou moins faible, forte ou nulle. Bref une large palette de réactions qui tranche avec le « tout ou rien » des transistors.

 

 

Un Transistor

 

4) Un programme contre pas de programme

Vous l’avez compris en lisant le paragraphe précédent, l’ordinateur est avant tout une machine à combiner des « circuits logiques » dans un objectif précis. Et pour y parvenir, il a cruellement besoin d’un programme qui va lui indiquer comment faire. autrement dit, la seule forme d’intelligence qu’on veut bien lui prêter provient… de l’extérieur, c'est-à-dire du fructueux cerveau des programmateurs ! Et il en faut du jus de crâne pour gaver l’ordinateur de subtiles instructions ! D’ailleurs, mettre sur pied des ordinateurs capables d’apprendre par eux-mêmes est l’un des enjeux majeurs de l’intelligence artificielle aujourd’hui. Assez modestement, un petit robot-blatte a déjà appris, au contact d’une bande de cafards, à se comporter pour être accepté comme l’un des leurs.

 

Le cerveau n’a pas besoin de « charger un programme ». C’est tout seul comme un grand qu’il organise les données et produit des résultats. Parce qu’il est doté d’une structure plastique et évolutive, notre cerveau ne ressemble à aucun autre, tandis qu’il existe des millions d’ordinateurs identiques… Enfin, tant qu’ils sont tout neufs et n’ont encore rien appris. En pratique, on sait assez bien comment fonctionnent les neurones, seuls ou en petits comités. A plus grande échelle, on observe que d’inextricables réseaux de neurones impliquent des zones entières du cerveau pour réaliser différentes tâches, des plus simples aux plus compliquées. A force de recherche, on connaît aujourd’hui mille et un tours de notre génie en boîte

 

Reste quand même une énigme de taille : par quel prodige sommes-nous capables de penser ? De ressentir de la joie, de discourir sur la pluie et le beau temps, ou d’inventer le fil à couper le beurre ? Mystère et boule de nerfs : nos scientifiques s’acharnent, mais notre cerveau  tarde à livrer ses secrets. D’évidence, l’intelligence et les autres fonctions cognitives sont bien des « propriétés émergeantes » de ce système complexe qu’est le cerveau : comme pour une fourmilière, la bourse ou la météo, le comportement du « tout » est bien plus évolué que celui de la somme de ses parties. Et il nous manque encore La théorie qui explique qu’un amas de neurones vous permette de comprendre ces quelques lignes.

 

 

 

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