Qu’est-ce que la théorie de l’information intégrée de la conscience?

La motivation de cet article est que cette théorie de la conscience, l’ITT, va être testée avec sa rivale, l’espace de travail global (GWT), dans une expérience censée les départager. Je vais répondre successivement aux questions suivantes :

-En quoi consiste l’ITT ?
-Quelles sont ses forces et faiblesses ?
-En quoi est-elle très différente des précédentes, en particulier de la GWT ?
-Quelle est cette expérience qui peut les départager ?
-En conclusion un pronostic sur le résultat.
-Et en bonus : Que manque-t-il à l’ITT et sa concurrente pour expliquer vraiment la conscience ?

En quoi consiste l’ITT ?

Tout est dit dans le nom : information intégrée. Que veut dire ‘intégration’ pour de l’information ? Une information a une valeur différente (en termes de bits de stockage) selon qu’elle est isolée ou associée à d’autres.

Par exemple vous regardez un objet rouge. Quelle est la valeur de l’information ‘rouge’ ? 1er cas: votre oeil ne perçoit que deux couleurs, rouge ou blanc. L’information tient dans un seul bit : 1/0 (rouge/blanc). 2ème cas: votre oeil différencie des milliers de couleurs. Le rouge doit être encodé au milieu de toutes ces possibilités. Cela occupe une douzaine de bits. La même information qualitative (l’objet est rouge) peut ainsi recouvrir une quantité d’information variable. Le degré d’intégration quantitative du qualitatif diffère.

L’information est intégrée si lorsque l’oeil dit ‘rouge’ il dit également ‘ce n’est aucune des autres éventualités’. C’est une fusion de toutes ces informations. Une information non intégrée, à l’inverse, serait fournie par des milliers de capteurs sensibles chacun à une longueur d’onde spécifique. Seul l’un d’eux réagirait à la couleur rouge de l’objet. L’information qualitative est fournie mais son degré d’intégration est nul. La sortie positive du capteur n’intègre pas les sorties négatives des autres. La quantité d’information recouvrée tient à nouveau sur un seul bit (capteur allumé/éteint).

Pour l’ITT de Tononi (2008), le cerveau est conscient parce qu’il intègre les informations de tous les schémas neuraux. Une information précise est difficile à localiser parce qu’elle repose sur la présence de toutes les autres. Tononi a formalisé le degré de conscience d’un système neural par le coefficient Phi, qui est l’information supplémentaire générée par l’intégration des parties, ajoutée au simple ensemble des interactions des parties. C’est une quantification de l’information émergente.

Quelles sont les forces et faiblesses de l’ITT ?

L’ITT explique très bien pourquoi un camescope ou un ordinateur ne sont pas conscients, malgré qu’ils traitent les mêmes informations que le cerveau. Ils ne font qu’enregistrer ces informations. Ils ne les intègrent pas.

Certaines critiques proviennent de gens qui n’ont pas vraiment compris le coeur de la théorie. Ceux par exemple qui prétendent qu’un pays ou l’internet répondent aux critères de conscience de l’ITT. C’est idiot. Les informations formant l’entité ‘pays’ ne sont reliées par aucune intégration physique. L’internet est une collection d’informations qui sont mises à disposition des utilisateurs. Le réseau ne les intègre pas par lui-même, ou lorsqu’il commence à le faire (intégration des informations à propos d’un utilisateur) c’est encore de manière extrêmement frustre et sans intégration des données concernant les autres utilisateurs.

Quand je me connecte à Google, il n’est pas conscient que je suis Jean-Pierre Legros. Il existe seulement des informations stockées sur les serveurs de Google à mon sujet, réveillées par ma connexion. Elles sont indépendantes des autres infos. Pour que Google soit conscient de moi, il faudrait qu’il existe en lui quelque chose qui sache simultanément que je ne suis aucun des autres milliards d’internautes qu’il est capable de reconnaître. Il faudrait que quelque chose en lui fasse attention à moi.

Une critique plus solide est celle de la formalisation mathématique de l’ITT. Une première tentative par Griffith (2014) reposait sur une compression destructrice de l’information. Elle impliquait un remplacement des informations constitutives par leur intégration et donc une perte d’éléments mémoriels. Les souvenirs ne pourraient se maintenir.

Une seconde tentative (Maguire, Moser, Maguire, Griffith 2018) utilise la théorie de l’information algorithmique et propose une intégration sans perte. Elle démontre qu’une telle intégration requiert des fonctions non computables.

Ce n’est pas à proprement parler une dénonciation de l’ITT. La conclusion est : Si la conscience intégrée existe, elle ne peut pas faire l’objet d’un modèle computationnel. Dans un sens c’est une bonne nouvelle pour ceux qui cherchent à faire échapper la conscience aux sciences dures et aux ordinateurs. Il n’est pas possible de transférer une conscience dans nos machines actuelles. L’ITT est certainement la théorie qui peut séduire les partisans des qualia indépendants de la matière.

En quoi l’ITT est-elle différente de la théorie de l’espace de travail global (GWT) ?

L’ITT est issue de la théorie de l’information tandis que la GWT est une théorie purement neuroscientifique. La GWT vient de l’observation des flux d’échanges neuraux. Elle est topographique. Certaines aires cérébrales s’activent corrélativement à la conscience. Elles se répercutent des données identiques. La conscience vue par la GWT est l’observation par les schémas neuraux de leur propre fonctionnement.

Le paradigme de la GWT est plus classique et incapable d’expliquer le phénomène conscience. Elle suppose que les échanges en miroir des neurones rendent compte de la conscience mais est impuissante à en donner la raison. Le paradigme de l’ITT est radicalement différent. Révolutionnaire et transdisciplinaire, il a eu de grosses difficultés à s’implanter chez les neuroscientifiques. Mais les choses commencent à changer.

Quelle est l’expérience qui peut les départager ?

La GWT dit qu’une information devient consciente lorsqu’elle est accessible à l’ensemble de l’espace de travail global, qui inclue une aire prioritaire : le cortex préfrontal. La conscience se traduit en IRMf par un embrasement de ces aires neurales, 300 à 400ms après un stimulus.

Tandis que l’ITT définit la conscience comme proportionnelle au degré d’intégration de l’information. Or c’est le cortex postérieur qui intègre le maximum d’informations sensitivo-motrices. Et dans cette hypothèse la conscience démarre dès que l’information commence à être intégrée, sans délai de transmission.

Pour trancher entre les deux théories, les expériences doivent non seulement recueillir les signaux associés à la conscience, mais le faire avec une très grande finesse à la fois spatiale et temporelle. Aucune technique ne réunit les deux. Les études qui commencent cette année vont donc coupler plusieurs appareils, IRM, magnéto-encéphalographie, électro-encéphalographie intracrânienne.

Pronostic sur le résultat

Le résultat pourra être interprété comme on le souhaite en faveur de l’une ou l’autre théorie. Car ces théories ne disent pas la même chose et ne parlent pas de la même conscience.

Ce que nous appelons ‘conscience’ est l’amalgame de deux choses : le tout et ses parties. Le niveau d’information intégré et les informations constitutives. Le premier forme les pensées et les secondes élèvent une pyramide qui correspond à l’expérience consciente.

La GWT théorise le niveau d’information supérieur : les pensées conscientes. L’ITT explique l’expérience consciente, le phénomène proprement dit. Ce sont des théories plus complémentaires que rivales. L’ITT est plus proche de la vérité car elle ne réduit pas la conscience au cortex postérieur ; elle dit que tout le cerveau y participe, et davantage les aires où l’information est la plus intégrée.

Ce qui manque à ces deux théories

La GWT n’est pas ancrée dans la structure de la réalité physique. Elle se contente d’observer des neurones à l’ouvrage. L’ITT est plus ambitieuse avec son ancrage dans la théorie de l’information. Tout ce que nous observons de la réalité physique est de l’information. Mais elle oblitère la dimension complexe, qui est une hiérarchie. L’information n’est pas intégrée de manière continue mais discontinue. Ces paliers donnent une indépendance relative aux niveaux intégrés. L’apparition d’une qualité par dessus la quantité d’information signe la présence de l’un de ces niveaux.

Pour reprendre l’exemple des couleurs vues par l’oeil, chaque couleur est elle aussi une information intégrée par dessus des interactions subatomiques. Cette qualité est une fusion qui ne peut pas être mélangée à celle de ‘objet rouge’ car elles ne correspondent pas au même niveau d’intégration. Il existe un saut qualitatif. Les deux intégrations ne sont pas mélangées mais surimposées.

Cette théorie appelée Stratium résout tous les problèmes de l’ITT et intègre sans difficulté la GWT.  La non-computabilité de la conscience intégrée est attendue puisqu’il n’existe pas de formalisme mathématique actuel pour relier des intégrations de nature différente. Ce qui ne veut pas dire qu’il n’existe pas. J’explique ailleurs les insuffisances de la théorie de l’information algorithmique.

Que les partisans de la GWT trouvent la conscience la plus éveillée dans le cortex préfrontal est attendu puisque c’est le sommet de la hiérarchie intégrative. Ils regardent l’activité des étages supérieurs. Mais comme dans un ordinateur ces étages ne procureraient pas d’expérience consciente authentique s’ils n’étaient pas juchés sur la complète intégration pyramidale des neurones, comme l’indique l’ITT.

Ce que l’ITT oublie de dire, c’est que cette expérience repose sur la présence des neurones en tant que support des échanges. Ils sont eux-mêmes de l’information intégrée. Tout autre support procurerait une expérience différente.

Enfin l’ITT postule que l’information n’est pas localisée, en raison de son intégration. Par exemple il ne serait pas possible de faire oublier une information au cerveau en retirant un neurone. Ce n’est pas tout à fait vrai, toujours parce que la hiérarchie est négligée. L’indépendance relative des niveaux produit des valeurs symboliques spécifiques à chaque neurone, de la même façon que les sommets d’un graphe ont des poids différents selon leurs liaisons.

Retirer un neurone peut retirer un souvenir. Cependant les informations génèrent en permanence leur propre intégration. Si les stimuli ayant créé le souvenir se réitèrent, ils déterminent très rapidement un nouveau neurone-symbole. La stimulation directe de celui-ci éveillera instantanément le souvenir en conscience, en impliquant sa pyramide intégrative sous-jacente.

C’est-à-dire que le Stratium pourrait lui aussi recevoir une confirmation expérimentale… s’il était inclus dans les hypothèses à tester.

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