Tandis que des IA se montrent capables de prédire certains événements à l'avance, une poignée de scientifiques ont observé des capacités similaires dans le cerveau humain.

par Camille Hamet | 8 min | 30/07/2018

En juin dernier, les chercheurs du laboratoire de Google DeepMind ont présenté une intelligence artificielle capable de deviner un environnement virtuel qu’elle n’avait encore jamais exploré. Cette intelligence artificielle, un algorithme baptisé Generative Query Network, se sert d’un réseau de neurones profonds pour créer une représentation mathématique d’une scène à partir d’une série d’images, puis compare cette représentation à la scène effectivement observée pour l’imaginer sous des angles différents, et ainsi améliorer ses propres facultés d’extrapolation.

Un peu comme le cerveau humain, à en croire les partisans de la théorie du « codage prédictif ».

Crédits : ENS

Le cas du jus de cassis

« La théorie du codage prédictif » postule que le cerveau humain crée un modèle interne du monde extérieur à partir des entrées sensorielles, puis utilise ce modèle interne pour créer des anticipations sur les prochaines entrées sensorielles, et génère un signal de surprise ou d’erreur lorsque ces prédictions sont niées par des entrées sensorielles inattendues. Autrement dit, « la théorie du codage prédictif » postule que le cerveau humain est sans cesse en train de générer des prédictions et d’en vérifier la validité.

Cette théorie est la plus intéressante des théories formulées ces dernières années selon Lisa Feldman Barret, professeure en psychologie et neuroscience à l’université Northeastern : « Pendant de nombreuses années, les scientifiques croyaient que les neurones passaient la plus grande partie du temps en dormance et ne s’activaient que lorsqu’ils étaient stimulés (par une vue, un son…). Maintenant, nous savons que tous les neurones sont constamment activés, se stimulant les uns les autres à des rythmes divers. »

Hermann von Helmholtz

Mais l’idée selon laquelle le cerveau humain est capable de générer des prédictions et d’en vérifier la validité s’inscrit dans une longue histoire. Elle se retrouve notamment dans les travaux du physicien allemand Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz, qui le premier a proposé, au milieu du XIXe siècle, la notion de copie d’efférence : lorsqu’une commande motrice est créée, une copie de cette commande est également créée et utilisée pour en prédire des effets sensoriels.

Cette idée se retrouve en outre dans les travaux, plus récents, des informaticiens américains Richard Sutton et Andrew Barton. Dans les années 1980, ces derniers ont en effet présenté le système cognitif comme un « acteur -critique », avec d’une part une zone neuronale dédiée à l’action et à la prédiction de la récompense associée, et d’autre part une zone critique évaluant le résultat effectivement obtenu et déclenchant un nouvel apprentissage si ce résultat diffère du résultat prédit.

« Je me tiens devant un distributeur de boissons au Japon qui semble me permettre d’acheter six types de boissons, mais je ne peux pas lire les mots », raconte, en guise d’exemple, Wolfram Schultz, professeur en neurosciences à l’université de Cambridge. « J’ai peu de chances qu’un bouton particulier délivre mon jus de cassis préféré (une chance sur six). Donc je presse simplement le deuxième bouton sur la droite, et puis je meurs de soif. C’est une agréable surprise, meilleure que prévu. »

« Que ferai-je la prochaine fois que je veux le même jus de cassis de la machine ? » demande-t-il. « Bien sûr, presser le deuxième bouton sur la droite. Ainsi, ma surprise dirige mon comportement vers un bouton spécifique. J’ai appris quelque chose, et je garderai le même comportement car la même boisson peut en sortir. Cependant, quelques semaines plus tard, je choisis le même bouton. Surprise désagréable, quelqu’un doit avoir rempli le distributeur différemment. Où est ma boisson préférée ? J’appuie sur d’autres boutons jusqu’à ce que ma canette bleue sorte. »

« Et bien sûr, je veux ce jus de cassis, et j’espère que tout ira bien. »

L’effet N400

Les partisans de « la théorie du codage prédictif » ont très tôt cherché à prouver que leur postulat était le bon, et plusieurs expériences ont été menées dans ce sens. Dans les années 1980, Marta Kutas et Steven Hillyard, professeurs en neurosciences à l’université de Californie, ont présenté les mots « I take coffee with cream and » un par un sur un écran à différents volontaires, et enregistré leur activité cérébrale. Ils misaient sur le fait que les volontaires miseraient quant à eux sur l’apparition du mot « sugar » et l’ont remplacé par le mot « dog ».

Les deux chercheurs ont alors observé chez les volontaires un pic d’activité cérébrale, appelé « effet N400 » parce qu’il survient environ 400 millisecondes après l’apparition du mot. Mais ils n’étaient pas certains de savoir comment l’interpréter. Le cerveau réagissait-il à l’absurdité de la phrase produite ? Ou bien réagissait-il à la violation de sa propre prédiction ? Pour tenter de le savoir, Marta Kutas a réalisé une autre expérience en 2005.

Cette année-là, la scientifique a présenté aux volontaires les mots « The day was breezy so the boy went outside to fly » (« Il y avait du vent ce jour-là alors le garçon est sorti pour faire voler »), toujours un par un sur un écran. Parce que le moyen le plus évident de finir la phrase était « a kite » (un cerf-volant), ils s’attendaient à l’apparition du mot « a ». Mais c’est le mot « an » qui est apparu, suggérant « an airplane » (un avion). Et provoquant aussitôt un « effet N400 ». Or, le cerveau ne pouvait pas cette fois être perturbé par la signification du mot apparu. En revanche, il pouvait l’être parce que ce mot venait le contredire.

Puis, en 2010, Daryl Bem, professeur en psychologie à l’université Cornell, a publié les résultats d’une série de neuf expériences – dont près de la moitié sont des répétitions des précédentes – visant à démontrer la capacité de précognition du cerveau humain dans le très prestigieux Journal of Personality and Social Psychology. Au lieu de montrer aux volontaires un mot positif ou négatif avant de leur présenter une photographie et de leur demander si elle lui correspondait, comme c’est traditionnellement le cas en psychologie, il leur avait d’abord montré une photographie et demandé de prédire quel mot serait ensuite présenté.

Il leur avait également demandé de deviner où, sur un écran, une image érotique allait apparaître. Et cet endroit était décidé de façon aléatoire par un ordinateur, après la prédiction des volontaires. Avec de la simple chance, ces derniers auraient eu raison environ 50 % du temps. En l’occurrence, ils ont eu raison entre 53 % et 57 % du temps, dépendant du panel. L’une des expériences de Daryl Bem semble même prouver que les individus qui ont la possibilité de réviser après la fin d’un examen obtiennent de meilleures notes que ceux qui n’ont pas cette possibilité…

Daryl Bem
Crédits : Cornell University

Ce travail, intitulé « Feeling The Future », figure bien sûr parmi les plus controversés dans le domaine. Plusieurs scientifiques ont cherché à répliquer ses résultats, sans succès, et leurs échecs ont fait du bruit dans la presse. Et selon le psychologue et mathématicien français Nicolas Gauvrit, « une bonne partie de la méthodologie de Bem est pour le moins douteuse… et les traitements statistiques qu’il utilise parfaitement inadaptés ». Un scepticisme face auquel Daryl Bem a décidé de répliquer en 2014, avec le concours de professeur·e·s issus de grandes universités italienne, écossaise, anglaise et de Nantes. 

Second volet de « Feeling The Future », il s’agit cette fois-ci d’une méta-analyse de 90 expériences autour de la précognition, menées au sein de 33 laboratoires dans 14 pays du monde, sur le mode des expériences de Daryl Bem – à la fois dans le but de les répliquer et de repousser les frontières de ses travaux. Elles ont impliqué au total 12 406 participants, et 57 % d’entre elles ont été publiées dans de grandes publications scientifiques. Cette fois-ci, tous les chercheurs impliqués sont parvenus à répliquer ses expériences.

Precog

La précognition présenterait de nombreux avantages. Notamment en politique. Hélas, comme l’affirmait Jacqueline Steven, professeure en sciences politiques à l’université Northwestern, dans le New York Times en 2012, les politologues sont de piètres devins. « C’est un secret de polichinelle dans ma discipline », écrivait-elle, « mes collègues n’ont pas réussi à être spectaculaires et ont gaspillé des quantités colossales de temps et d’argent. »

« L’exemple le plus évident est peut-être l’insistance des politologues à dire, pendant la guerre froide, que l’Union soviétique resterait une menace nucléaire pour les États-Unis. En 1993, dans le journal “International Security”, par exemple, l’historien de la fin de la guerre John Lewis Gaddis écrivait que la défaite de l’Union Soviétique “était si totale que personne n’approchait l’étude des relations internationales en prétendant que la prévoyance et la juridiction avaient échoué à la voir arriver”. “Et pourtant, notait-il, “ni l’une ni l’autre ne l’avait vue arriver”. »

« Des carrières ont été faites, louées, et distribuées à des experts internationaux, alors même que l’astrologue de Nancy Reagan pourrait bien avoir eu des compétences de prévision supérieures. » Voilà sans doute pourquoi des agences de renseignement américaines telles que la CIA ont en partie financé, de 2011 à 2015, une étude visant à parvenir à de meilleures prévisions politiques en « exploitant la sagesse de la foule pour prédire les événements mondiaux ».

La précognition présenterait de nombreux avantages. Notamment en politique.

Cette étude a pris la forme d’un tournoi de prévisions autour de questions telles que « Est-ce que la Grèce restera membre de l’Union européenne après le 1er Juin 2012 ? ». Elle a vu s’affronter un demi-million de participants et cinq équipes de chercheurs. La gagnante, le « Good Judgement Project » (GJP), était dirigée par Philip Tetlock et Barbara Mellers, professeurs en psychologie à l’université de Pennsylvanie. D’après son site Internet, elle « a atteint son succès de prévision grâce à l’application implacable de la méthode scientifique ».

« GJP a recueilli des données détaillées sur les participants afin d’identifier les variables démographiques, les aptitudes et les attitudes corrélées avec la précision des prévisions. Les participants ont ensuite été assignés au hasard à des conditions expérimentales, ce qui a permis aux chercheurs du GJP de tester les moyens les plus efficaces d’améliorer leurs prévisions. Les spécialistes des données de GJP ont ensuite appliqué des méthodes d’agrégation révolutionnaires pour convertir les prévisions individuelles en prévisions collectives. »

Mais pour les besoins de son dernier rapport « Global trends », un document de 235 pages paru en 2017 qui dépeint le monde tel qu’il devrait être en 2035, la CIA a eu plus traditionnellement recours à une pléiade d’experts. Et leurs prédictions ne sont guère des plus réjouissantes : montée des populismes, récession économique en Chine, pression démographique en Afrique subsaharienne, guerre au Moyen-Orient, « développement croissant des cyberattaques, des armes téléguidées de précision, des systèmes robotiques et des armes sans pilote ».

Crédits : Good Judgement Project

Seules touches de lumière sur ce sombre tableau : une place plus importante pour les femmes et une amélioration de l’accès à l’éducation.


Couverture : Une precog de Minory Report.


 

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