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.

Existe-t-il un problème difficile de la conscience ?

Cet article fait suite au « problème de l’esprit-corps »

Le problème difficile de la conscience provient uniquement d’une affaire de terminologie. Les termes dans lesquels on l’évoque contiennent en fait des concepts invisibles et erronés. Pour l’essentiel, il s’agit d’une mauvaise définition du « Je ». Dès que vous le repérez dans une phrase, vous savez que son utilisateur en fait un point de départ. « Je » est le symbole de ma conscience, pas plus divisible que l’atome des grecs anciens.
En vérité faire du « Je » un point est abusif. Nous sentons bien que notre conscience n’a pas de limites si précises, qu’elle s’étend ou se rétrécit, se dilue ou se précise, en fonction de facteurs physiologiques, de stimulations environnementales, de cycle circadien. Nous sentons bien qu’elle n’est pas une unité, mais une mixité, avec ces petites voix qui injectent incertitude et malaise dans nos comportements, au point qu’ultérieurement nous ne nous reconnaissons pas bien dans certains.

La conséquence de cette terminologie fausse est que nous faisons des fautes de grammaire. Par exemple « j’éprouve de la peine », « je ressens la couleur rouge », « je suis empli de joie », sont des expressions qui n’ont aucun sens. Il n’existe pas de « Je » aérostier qui nous observe, d’une nacelle au-dessus de notre tête, en train d’éprouver. Il existe simplement des centres nerveux qui se rétro-contrôlent entre eux. Nous devrions dire « je suis la peine, le rouge, la joie ». Nous le sommes bien sûr en proportion variable selon l’intensité de la perception. La joie occupe un « volume » plus important de conscience que le rouge. Ces proportions sont strictement superposables à l’activité cérébrale. La seule chose que certains philosophes n’y trouveront pas est la trace de ce « Je » pointilliste, qui en plus pour la plupart d’entre eux serait spécifique à l’espèce humaine. Ils cherchent à renverser l’argument pour en faire une limitation de l’outillage scientifique, une carence de l’explication physicaliste. Mais peut-on trouver quelque chose qui n’existe pas ? Quelle preuve ont-ils de sa réalité, à part le candide « je pense donc je suis » ?

Comprenons que cette notion d’un « Je » indivisible correspond à un besoin. Elle est l’héritage de millénaires de fondation culturelle sur l’âme. Ce terme a été trop galvaudé et moqué par les philosophes, tandis que les scientifiques n’en découvraient aucune trace. Il fallait redéfinir autrement la singularité de la conscience individuelle. L’« être » philosophique manquait de pugnacité, tandis que l’homo sapiens moyen ne comprenait rien au dasein heideggerien. Les qualia ont été créés pour recouvrir cette spécificité de l’expérience sensible. Ils expliquent que l’on ne puisse jamais éprouver quelque chose de la même façon qu’un autre, puisque la structure qui génère la sensation est propre à chaque individu.

Les zombies philosophiques
Cependant les qualia ont été récupérés abusivement pour en faire un succédané de l’âme. Sans eux, nous serions des zombies, c’est-à-dire des êtres ayant un comportement exactement identique à celui d’un humain, mais n’éprouvant aucune conscience. Cette expérience de pensée philosophique est en vérité un pur sophisme. Les seules choses qui puissent approcher la définition d’un zombie sont des machines programmées de façon rigide, sans aucun rapport avec la neurologie du vivant. La question intelligente à se poser est : à partir de quoi la conscience démarre-t-elle ?

Pouvons-nous la refuser à une fourmi, qui se carapate quand nous tentons de l’écraser ? Est-ce une fourmi-zombie ? Nous voyons que l’idée du zombie philosophique est fondée sur un postulat simpliste : que la conscience soit un phénomène spécifique à l’être humain. Alors qu’elle semble plutôt un champ, dont l’étendue et la complexité sont intriquées à celle du système nerveux et à son activité. Pour que l’expérience de pensée soit valide, il faudrait pouvoir créer un équivalent d’humain possédant un comportement identique et dépourvu de conscience. Or c’est impossible. Voyons brièvement pourquoi.

Des cerveaux accidentellement amputés de portions considérables de leurs centres nerveux peuvent encore éprouver une conscience, très rétrécie. Les seules situations qui approchent l’état du zombie sont des pathologies et des états de non-conscience physiologiques, où existe une diminution majeure de la communication entre centres nerveux.
Le somnambulisme : conduite automatique survenant en état de sommeil profond, lorsque s’éteignent les rétro-contrôles entre centres majeurs du comportement.
Le grave manque de sommeil : se rapproche de la situation précédente. Certains centres se mettent en veille sans que l’individu en soit averti. Sa conscience rétrécie, presqu’absente, le fait agir de façon anormale. L’éveil trop rapide, inverse de la narcolepsie, induit également des actes automatiques parce que la totalité du cerveau n’est pas coordonnée.
L’hypoglycémie : peut altérer la conscience et laisser survenir des comportements incontrôlés.
Les épilepsies complexes : provoquent une conduite parfois élaborée, sans convulsions, ne laissant aucune trace consciente. Des centres moteurs sont activés isolément, tandis les autres sont inhibés par l’orage neurologique, ce qui produit la confusion.

Nous voyons que la conscience repose sur la qualité des liaisons cérébrales, en particulier sur la capacité à mémoriser ce qui survient. Aucune conscience n’est possible s’il n’existe pas un moyen de fixer l’instant écoulé, pour le relier aux suivants.
Réciproquement si les éléments du fonctionnement de l’esprit sont coordonnés, assurant un fonctionnement normal, la conscience surgit immanquablement. Le zombie est impossible.
On ne peut pas non plus parler de zombies à propos des programmes d’intelligence artificielle, devenus ardus à différencier d’un humain dans une conversation. Certes la difficulté ne fera que s’accentuer au fil des progrès de leurs algorithmes. Mais ils sont toujours des fragments logiques, loin de l’interconnexion nécessaire à l’apparition de la conscience. Leurs concepteurs, s’ils poursuivent la conscience, devront moins se préoccuper de la sophistication des instructions programmées que de l’équilibre entre indépendance et rétro-contrôle de chacun des éléments logiques de leurs créations. La conscience existe chez le nourrisson… doté de très peu d’instruction.

Les qualia
Les qualia sont manipulés, dans leur définition, de façon à ne pouvoir s’expliquer par les seules conditions physiques. Certains veulent en effet leur attribuer les propriétés suivantes :

« Ils seraient privés ; une communication interpersonnelle serait impossible ». Toute la relation humaine consiste au contraire à cerner au plus près les qualia d’autrui pour se transmettre des connaissances. Nous disposons donc de représentations des qualia qui les moulent aussi fidèlement que les concepts scientifiques collent au réel, et certainement davantage même, car deux esprits ont davantage de similitudes qu’un esprit avec le réel. Nous pouvons dire, ainsi, que la perception des qualia chez autrui, générée par le même type d’« appareillage » neuronal, approche la ressemblance parfaite. L’opération est bien plus difficile lorsqu’un humain essaie de se représenter les qualia d’un animal. Heureusement pour lui, l’opération est facilitée par le fait que le système nerveux de la majorité des animaux est plus frustre. On peut douter cependant du réalisme d’une telle tentative pour des mammifères supérieurs tels qu’un orque ou un éléphant, tant qu’un moyen de communication commun n’a pas été mis au point.
Au final, le fait qu’un qualia soit spécifique à un individu ne le met pas hors d’atteinte d’une explication physicaliste. Le réel non plus ne peut pas être éprouvé dans son essence par l’esprit humain, et pourtant il est là. De surcroît, il est plus facile d’appréhender les qualia d’un congénère que la réalité.

« Les qualia seraient appréhendés par la conscience ». Nous voyons dans cette phrase que le problème a simplement été déplacé, sans aucune tentative pour l’expliquer. Les qualia sont réduits à une simple propriété de la conscience, celle-ci restant un phénomène mystérieux. Il existe un refus d’assimiler la conscience à l’ensemble des qualia, parce que cela anéantit le désir culturel de trouver un successeur à la divine âme humaine. Cet ensemble est pourtant incroyablement vaste ; il suffit à expliquer la richesse de la conscience. Peut-être relève-t-elle de phénomènes encore inconnus. Certainement son explication demande-t-elle à être approfondie. Cependant nous n’avons pas besoin, à ce stade, d’explication fondamentale supplémentaire.

Cette vision n’a rien d’un réductionnisme
Notre singularité est bien là, sous nos yeux, étayée par l’incroyable complexité du cerveau, que nos aïeux créateurs de l’âme auraient été bien en peine d’imaginer. Mais surtout, notre conscience n’est pas « cloîtrée » par l’explication physicaliste. La structure étagée du psychisme ne lui définit pas de « toit ». A l’extrême un Moi peut fonctionner sans difficulté avec sa théorie personnelle de la conscience, comme avec n’importe quel ensemble original d’idées. La seule obligation est d’établir un lien entre ces paradigmes et le monde réel. Il est assez universellement constaté que la conscience ne semble pas survivre au corps ; mieux vaut éviter de graves inconforts à celui-ci.

Certains d’entre nous souhaitent que la conscience survive indépendamment de son support physique. Nous quittons là l’universalité. Beaucoup de formes prises par cette espérance sont en fait contradictoires avec le concept des qualia. Si les sensations que nous éprouvons sont intriquées avec un réseau neuronal unique, comment pourraient-elles survivre en dehors de lui ? L’âme devrait avoir une complexité identique. Or la métaphysique ne nous dit rien de sa physiologie. Un terrain bien spéculatif. Nous avons préféré, en théorie polyconsciente, chercher un autre espace pour notre pérennité.

Le problème de l’esprit-corps

La conscience est-elle réductible à des phénomènes biologiques ?

Le « mind-body problem », dans son appellation anglo-saxonne, a connu une prise de position ferme en 1974 avec Thomas Nagel. L’homme peut-il savoir quel effet cela fait à une chauve-souris d’être une chauve-souris ? Il répond non. L’homme peut dresser les plans du cerveau de la chauve-souris avec la plus grande finesse de détails, il ne pourra jamais pénétrer dans sa conscience, c’est-à-dire éprouver son vécu de l’intérieur.

L’une des critiques les plus inattendues de cette position est celle de l’écrivain John Maxwell Coetzee, dans la bouche d’une de ses héroïnes romancières. Elle explique que n’importe quel être vivant peut se rapprocher d’un autre à l’aide d’empathie et d’amour. Si un romancier était incapable de se mettre dans la peau de multiples personnages différents de lui, il ne pourrait tout simplement pas écrire la moindre histoire autre que biographique, et de son seul point de vue.

En l’occurrence, Nagel, qui se prévaut de cartésiannisme, fait une philosophie médiocre qui n’a rien à voir avec de la science, tandis que Coetzee, dans son élan quasi métaphysique, a une intuition beaucoup plus fine du sujet. Expliquons-nous.

Le problème de l’esprit-corps ne se pose pas seulement entre l’homme et la chauve-souris, mais déjà entre deux hommes. Ils ont des cerveaux différents. Le fait que leurs « câblages » soient plus ressemblants ne permet pas de conclure que l’un peut se placer dans la conscience de l’autre et éprouver à sa façon. C’est rigoureusement impossible. Nous ressentons les choses en conscience par l’intermédiaire d’une structure psychique unique. Même quand la sensation concerne un objet inerte, sa « matérialité » est une impression propre à notre ensemble de concepts propriétaire. Une image du Christ ne déclenche pas du tout la même réponse psychique chez un croyant et un non-croyant.

Nos consciences sont toutes différentes, mais ce n’est pas une surprise, puisque nos cerveaux sont tous uniques. Nous devrions au contraire y voir une confirmation que la conscience est bien « intriquée », un terme préférable à « réductible », à la biologie.

La comparaison entre les impressions conscientes repose sur le langage, codification des concepts. Le langage scientifique est moulé sur le réel (tout en restant une représentation, il n’est pas le réel). Tandis que le langage des émotions concerne la façon dont l’homme établit ses représentations. Il est ainsi le plus spécifique de la puissance du vivant sur le monde. Dès lors, en toute logique, il est le plus adapté à faire communiquer les consciences entre elles, à leur décrire les impressions de l’autre.

De la même façon que le langage scientifique s’affine pour coller de plus en plus étroitement au réel, le cerner, le langage des émotions et du corps s’apprend et s’améliore, de manière à épouser au plus près les impressions conscientes des autres. Aucun de ces langages ne parvient à l’essence de ce qu’ils désignent. C’est tout simplement impossible. Ils seront toujours des représentations, propriétaires à notre conscience et non à leur objet.

Cela n’enlève rien à la validité du concept que la conscience soit intriquée à des phénomènes biologiques. Ce concept nous est tout aussi intrinsèque.

Pour revenir à la démonstration un peu naïve de Nagel, la différence de conscience avec la chauve-souris n’est qu’une question d’échelle, et demande simplement d’établir les représentations adéquates. Les personnes qui vivent avec des animaux y parviennent sans difficulté. On peut deviner que le gardien habituel d’un éléphant connaît parfaitement sa façon de pensée et peut éprouver l’environnement d’une manière assez proche de la sienne. Pour une chauve-souris c’est un peu plus difficile à cause des appareils sensoriels différents. L’homme n’utilise pas de sonar. Mais un scientifique peut établir une représentation juste de la manière dont la chauve-souris perçoit le monde. Il connaît également ses intentions instinctives, plutôt répétitives dans le monde animal. Enfin, s’il a élevé la jeune chauve-souris, il peut établir sa biographie. Toutes ces informations ensemble lui donneront une image assez fine de la conscience de la chauve-souris et lui permettront d’excellentes prédictions. Qu’est-ce que notre empathie pour un animal (ou un humain) sinon la capacité à percevoir ses sentiments et à prévoir ses réactions ?

L’affaire est plus difficile en sens inverse : la chauve-souris aura du mal à se faire une idée précise de la conscience du scientifique ! Mais ce qui est extraordinaire est qu’elle le fait quand même !! Terrible prétention que celle du vivant. Ce qui nous fait la moquer, c’est la médiocre sophistication de sa représentation, par rapport à celle que nous lui appliquons. Pourtant elle en a bien une. Elle sait prédire certains comportements du scientifique, qui se livre sans en avoir conscience à de nombreuses routines. Nous avons toujours une partie de notre esprit qui est un livre ouvert pour les autres.

Notre conscience est bien « réductible », et c’est ce que nous pratiquons quotidiennement. Sinon aucune communication ne serait possible, pas plus avec les animaux qu’avec nos congénères…