Le secret de notre cerveau : des ‘Lego’ mentaux pour une pensée flexible

L’intelligence artificielle, on en parle partout. Elle écrit des textes, analyse des radios médicales, et bat même les champions du monde à des jeux compliqués. C’est impressionnant, c’est vrai. Mais il y a un domaine où nous, les humains, gardons une sacrée longueur d’avance : la souplesse d’esprit.

Pensez-y. On peut commencer un nouveau travail, apprendre à utiliser un nouveau logiciel et comprendre le fonctionnement d’un nouvel appareil, tout ça dans la même semaine, sans repartir de zéro à chaque fois. La plupart des IA, elles, calent complètement face à ce genre de changement rapide. Une nouvelle étude vient de nous éclairer sur la raison de cette différence, et c’est fascinant.

Le secret de notre cerveau ? Il ne réinvente pas la roue à chaque nouvelle tâche. Au lieu de ça, il réutilise des morceaux de savoir-faire qu’il possède déjà, un peu comme des briques de Lego, et les assemble de nouvelles manières. C’est ce qui nous donne une sorte de raccourci intégré pour apprendre, et c’est quelque chose que l’IA actuelle a encore beaucoup de mal à imiter.

Les chercheurs du Princeton Neuroscience Institute ont appelé cette idée la compositionnalité. C’est un mot un peu savant pour dire quelque chose de simple : on utilise nos compétences existantes dans de nouvelles combinaisons. C’est vraiment la clé de notre flexibilité.

Pour bien comprendre, l’un des auteurs de l’étude, Sina Tafazoli, a utilisé une image très parlante. « Si vous savez déjà faire du pain, vous pouvez utiliser cette compétence pour faire un gâteau sans avoir à tout réapprendre depuis le début », explique-t-il. Vous ne repartez pas de zéro.

Vous réutilisez ce que vous savez déjà – comment utiliser un four, mesurer des ingrédients, pétrir une pâte – et vous y ajoutez de nouvelles étapes, comme fouetter la pâte ou préparer un glaçage. Au final, vous créez quelque chose de complètement différent en combinant l’ancien et le nouveau. C’est exactement comme ça que notre cerveau fonctionne. Simple, non ?

Pour voir cette fameuse compositionnalité en action, l’équipe a entraîné deux singes macaques à réaliser trois tâches de classement assez proches. Les animaux devaient regarder une tache de couleur mouvante sur un écran et décider ce que c’était. Parfois, il fallait juger de la forme (plutôt un lapin ou la lettre T ?), d’autres fois de la couleur (plutôt rouge ou vert ?).

Ce qui est malin, c’est que les chercheurs ont mélangé les règles. Par exemple, pour répondre, le singe devait regarder dans une certaine direction. Dans une tâche, regarder à gauche signifiait ‘lapin’, mais dans une autre, le même mouvement des yeux pouvait signifier ‘rouge’. En enregistrant l’activité de leur cerveau, les scientifiques ont remarqué qu’une zone bien précise, le cortex préfrontal, montrait des schémas d’activité qui se répétaient lorsque les tâches avaient un élément en commun. C’était la preuve qu’ils cherchaient : le cerveau réutilisait bien des ‘blocs’ de pensée.

Ces découvertes sont une vraie leçon pour le monde de l’intelligence artificielle. Un gros problème des IA, c’est ce qu’on appelle l’interférence catastrophique. En gros, quand un réseau de neurones artificiels apprend quelque chose de nouveau, il a tendance à écraser et oublier ce qu’il savait avant. Il apprend à faire des gâteaux, puis il apprend à faire des cookies, et hop… il ne sait plus faire de gâteaux.

Notre cerveau, lui, évite ce piège en séparant les ‘briques’ réutilisables des instructions spécifiques pour les combiner. Le ‘bloc couleur’ et le ‘bloc mouvement des yeux’ restent disponibles. Une nouvelle tâche, c’est surtout de nouvelles connexions entre ces blocs, pas une réécriture complète. Si les ingénieurs arrivent à intégrer ce système modulaire dans les IA, elles pourraient enfin apprendre en continu sans tout oublier. Ça changerait la donne.

Au-delà de la technologie, cette étude ouvre des portes très intéressantes pour la médecine. Beaucoup de troubles neurologiques ou psychiatriques, comme la schizophrénie ou les TOC, rendent justement difficile le fait de s’adapter à de nouvelles règles ou d’appliquer des compétences dans un nouveau contexte.

Si ces difficultés viennent d’un problème dans la manière dont nos ‘Lego cognitifs’ s’assemblent, alors on pourrait peut-être développer de nouvelles thérapies. Imaginer pouvoir aider les gens à retrouver cette capacité à changer de stratégie, à s’adapter… c’est un espoir immense. Comprendre comment notre cerveau réutilise et recombine ses connaissances pourrait, à long terme, nous aider à réparer ce processus quand il est défaillant. C’est une perspective vraiment prometteuse.