"Comment notre intelligence va évoluer ? Il y a plusieurs scénarios..." : les réflexions du neuroscientifique Richard Levy
Pourquoi les humains sont-ils un jour devenus intelligents, créatifs, doués d’une imagination sans limites ? En plongeant dans les replis de notre cerveau, grâce aux progrès de l’imagerie mais aussi aux connaissances tirées de l’étude des malades, les neuroscientifiques commencent à lever le voile sur cette question qui interroge l’humanité depuis toujours. Directeur de l’Institut de la mémoire de l’hôpital de La Pitié Salpêtrière, responsable de l’équipe Frontlab de l’Institut du Cerveau, le Pr Richard Levy détaille, dans un ouvrage passionnant, les avancées réalisées ces dernières années. Ces connaissances nouvelles sur les formidables capacités des Hommes nous ouvrent des pistes pour tirer le meilleur parti des avantages que la nature nous a offerts – devenir plus inventifs, moins soumis à nos émotions et à nos pulsions, et donc peut-être plus épanouis. A l’heure où l’intelligence artificielle générative menace de nous dépasser, où la violence semble prendre le pas sur la raison, il nous rappelle que nous avons, en nous-mêmes, toutes les ressources nécessaires pour ne pas nous laisser collectivement engloutir par la folie de l’époque. Entretien.
L'Express : Votre livre porte sur notre cortex, l’enveloppe extérieure de notre encéphale. C’est cette partie de notre cerveau, spécifique à Homo Sapiens, qui fait de nous des êtres "intelligents" ?
Pr Richard Levy : Effectivement, le cortex, et en particulier le cortex préfrontal, situé comme son nom l’indique derrière le front, est ce qui nous distingue le plus, en termes de fonctions cérébrales, des autres espèces. Il existe une grande proximité entre Homo Sapiens et les autres primates, avec qui nous avons eu un ancêtre commun voilà 7 à 12 millions d’années. Néanmoins, chez l’Homme, le cortex préfrontal représente un tiers du cerveau : c’est deux fois plus que chez le chimpanzé, notre plus proche cousin. Il nous offre trois grandes fonctions cognitives, qui existent déjà chez les grands primates comme le chimpanzé mais qui sont bien moins développées.
Je vais y revenir, mais si je devais les résumer en quelques mots, c’est grâce au cortex préfrontal que nous avons cette capacité unique à imaginer, c’est-à-dire nous représenter quelque chose qui n’est pas. C’est ce qui nous permet de dépasser l’ordre apparent des choses et nous procure ces quelques degrés de liberté supplémentaires propres à notre espèce. Sans l’imagination, nous n’aurions par exemple pas été capables d’envisager d’aller dans les airs ou sous les eaux alors que nous n’avons ni ailes ni branchies. Nous n’en aurions jamais été capables parce que rien dans notre situation "matérielle" ne nous y autorise.
Quelles sont ces fonctions mentales qui nous permettent de nous projeter au-delà des contingences matérielles ?
La mémoire de travail, d’abord. Elle nous donne notre capacité à garder temporairement des informations, comme des images mentales, et à les manipuler pour réaliser une action. Elle nous permet de différer le présent et nous projeter dans l’avenir, et de nous extraire de l’automatisme du "je perçois – j’agis", en ouvrant un espace de réflexion supplémentaire. Grâce à elle, nous sommes dans le "je perçois – je délibère – j’agis". La mémoire de travail ne nous est pas spécifique, mais elle est beaucoup plus développée chez nous. Là où un chimpanzé peut maintenir simultanément deux informations comme images mentales, nous en maintenons 6 à 8 dans cet espace de représentation.
En parallèle de la mémoire de travail, s’est aussi développée la capacité d’abstraction. Si je vous demande le point commun entre une orange et une banane, vous n’allez pas me dire qu’elles sont sucrées, mais qu’il s’agit de fruits. Or cette catégorie n’a rien de concret, elle ne correspond pas aux caractéristiques visibles de ces deux objets. La capacité d’abstraction comme la mémoire de travail nous permettent d’aller au-delà de l’apparence, de la "concrétude du monde".
Enfin, une troisième aptitude s’est particulièrement développée chez l’Homme, celle de créer des liens entre des informations très éloignées les unes des autres dans le temps ou très distantes dans le champ des connaissances du monde, c’est-à-dire de créer des liens sémantiques nouveaux. Autrement dit, en étant capable de manipuler des informations déjà enregistrées dans notre cerveau, d’aller les chercher alors qu’elles n’ont aucun lien apparent entre elles, de les combiner différemment, nous pouvons inventer quelque chose qui n’existait pas auparavant. C’est ce qui nous rend créatifs.
Vous êtes à la fois chercheur et médecin. En quoi l’étude des patients souffrant d’atteintes cérébrales permet-elle de mieux comprendre le fonctionnement du cerveau ?"
L’imagerie fonctionnelle apporte des informations sur l’activation des différentes régions cérébrales selon les tâches à accomplir, mais elle en dit peu sur leur importance respective. Les lésions des patients, elles, nous renseignent sur ce point : si une atteinte entraîne une perte de fonction, cela veut dire que la région touchée est essentielle.
Nous avons ainsi compris que la partie basse du cortex préfrontal, celle au contact des orbites, est liée à l’empathie. Quand elle est lésée, les patients ne reconnaissent plus les émotions des autres et sont indifférents au sort d’autrui. Ils ont des difficultés à décoder les intentions. Par exemple, ils ne comprennent plus l’humour. Ils peuvent aussi devenir apathiques, perdre toute motivation. Cela est très différent des conséquences des lésions dans la partie haute du cortex préfrontal qui entraînent une perte de la capacité à planifier, à raisonner, à faire du calcul mental, suivre une conversation, abstraire, conceptualiser ou à s’organiser pour atteindre les objectifs fixés par la partie basse. Ils n’ont plus ce contrôle cognitif, ni de mémoire de travail.
Pourquoi la motivation est-elle rattachée à la partie basse du cortex préfrontal ?
Cette partie, commune à tous les mammifères, est en relation avec nos affects, nos émotions, nos besoins élémentaires comme la faim ou la soif. Il s’agit aussi du lieu où sont codées les valeurs que l’on attribue à toute chose, que l’on traduit ultimement en récompenses que nous cherchons à obtenir. Quelle que soit leur nature, savourer un bon plat, recevoir un salaire, être reconnu pour de hautes qualités comme le courage ou l’abnégation, ces récompenses sont toutes codées de la même façon dans le cerveau.
C’est aussi cette partie basse du cortex préfrontal qui calcule en permanence le rapport bénéfice-inconvénient de telle ou telle action. Le point de départ de nos actions n’est donc pas intellectuel, et la partie haute du cortex préfrontal, qui raisonne et planifie, est au service du système de motivation, mais n’en est pas réellement l’instigatrice.
Cela interroge sur notre libre-arbitre. D’autant que, comme vous le montrez dans votre livre, beaucoup de nos décisions sont inconscientes…
Nous possédons effectivement un large registre de comportements automatiques, qu’ils soient innés (réagir à un bruit) ou acquis (faire du vélo). Et dans ce cas, le cortex préfrontal n’intervient pas ou très peu. Mais si vous vous trouvez dans une situation qui sort de l’ordinaire, vous allez devoir vous y adapter finement. C’est le cortex préfrontal qui va vous le permettre, en vous offrant cet espace de délibération entre la perception et l’action.
Cela étant, la vraie question est : quelle est notre réelle marge de manœuvre ?
Pour moi, elle est très petite. Bien sûr, pour prendre une décision, nous pouvons faire intervenir nos expériences passées, l’ensemble de nos connaissances ou encore l’anticipation des conséquences futures de nos actions. Mais au moment où nous décidons, nous sommes déjà inscrits dans une trajectoire. Donc la marge de choix est en réalité limitée. Par exemple, si nous nous trouvons devant le pas d’une porte, on ne peut pas être téléporté au fond du couloir. Notre choix est entre avancer, rester ou reculer.
Je crois qu’il est important d’envisager aussi les choses différemment : l’espace mental de délibération n’intervient peut-être pas au moment où nous prenons une décision, mais dans les interstices qui la précèdent, dans ces moments calmes où nous réfléchissons. Mais même très petite, cela reste une marge de manœuvre, donc un degré de liberté qui peut parfois tout changer.
La capacité à prendre des décisions, à "délibérer", dépend aussi de l’aptitude à réguler ses émotions. Or celle-ci n’est pas identique chez tout le monde… Prenons un cas extrême, les comportements violents. Sont-ils innés ou acquis ?
L’agressivité qui alimente la violence est innée. Elle existe chez toutes les espèces de vertébrés et l’Homme ne fait pas exception. Sans agressivité, pas de violence. L’impulsivité est une autre composante en partie innée. Elle est liée, entre autres, à la quantité de sérotonine que l’on peut fabriquer, elle-même génétiquement déterminée. Avec un faible taux de sérotonine, vous serez plus impulsif. Mais ensuite, la vie – l’éducation au sens large – peut vous donner la possibilité de réguler les choses différemment.
Cela a été bien étudié. Je vais vous donner deux exemples très parlants. Des expériences de laboratoire montrent que lorsque des rats avec de faibles taux de sérotonine sont mis dans des situations de combat et gagnent, cela augmente leur impulsivité et leur violence. A l’inverse, s’ils perdent, cela coupe cette boucle amplificatrice. D’autres études, cette fois chez des enfants, ont montré que ceux avec un faible taux de sérotonine et un environnement familial violent réagissaient moins à des images violentes. Ils ont moins d’empathie. Mais ces tendances sont évidemment modifiées par l’éducation et la trajectoire de vie.
De quelle façon ?
Par le renforcement de notre système de contrôle et de régulation des comportements que représente le cortex préfrontal. Sa maturation ne s’achève qu’entre 25 et 30 ans. Jusqu’à cet âge, cette structure présente une très grande plasticité. Je ne parle pas ici d’acquisition de connaissances, mais de style cognitif : de notre capacité à raisonner, à planifier, à se motiver, à se montrer empathique. De la petite enfance à l’âge adulte, il existe plusieurs phases de construction. Initialement, nous développons surtout notre mémoire de travail, la flexibilité mentale, c’est-à-dire notre aptitude à comprendre et à changer de règle en fonction du contexte, et enfin, notre capacité d’inhibition. L’éducation est essentielle pour nous aider à construire le contrôle de nos comportements, notamment en apprenant à ne pas céder à toute frustration.
Sur ces fondations cognitives, d’autres fonctions préfrontales vont ensuite voir le jour comme notre raisonnement analytique ou encore l’abstraction et la créativité. Une fois notre style cognitif formé, à l’âge adulte, il devient plus difficile de le modifier, d’autant que le cortex préfrontal, après l’âge d’or de la maturité, va commencer à décliner. Avec le vieil âge, l’intelligence fluide faiblit, la flexibilité mentale diminue, tout comme l’empathie. Ce déclin est en partie compensé par l’intelligence cristallisée, c’est-à-dire toutes les connaissances, toutes les expériences accumulées.
Cela signifie-t-il que l’on peut difficilement espérer voir des adultes faire évoluer leur style cognitif ? Cette question est très importante face à des comportements violents, par exemple…
Des études d’imagerie structurelle menées en prison, en Europe du Nord et aux Etats-Unis, sur des sociopathes violents, impulsifs ont montré que leur cortex frontal bas, celui de l’empathie, était en moyenne moins développé. Cela peut vouloir dire que si vous avez une tendance génétique à avoir moins de sérotonine, que vous avez évolué dans un milieu défavorable pendant l’enfance et que vous rencontrez des schémas amplificateurs, ce qui ne sont au départ que des perturbations fonctionnelles peuvent se transformer en modifications structurelles définitives. Cela plaide à la fois pour l’importance cruciale de l’éducation, et pour des changements de trajectoire de vie les plus précoces possibles. Mais de là à dire que ces personnes sont réellement irrécupérables, c’est un point sur lequel je me garderais bien de trancher. On voit bien les dérives possibles, avec des systèmes de défense qui essaient de s’appuyer sur ces données neurobiologiques pour plaider l’irresponsabilité devant la justice. La réalité, c’est que la science n’a pas la réponse définitive aujourd’hui.
Est-ce que les neurosciences peuvent nous aider à devenir meilleurs – par exemple plus créatifs, y compris à l’âge adulte ?
Absolument. Dire l’inverse serait nier l’apport des connaissances à l’amélioration de la condition matérielle de l’être humain. Comprendre la physiologie de la vision, par exemple, permet de l’améliorer en cas de défaillance. Avec le cerveau, organe d’une immense complexité, nous avons certainement du retard, même si les connaissances déjà acquises nous apportent beaucoup. Les neurosciences de la créativité, pour répondre à votre question, ont émergé voilà seulement une quinzaine d’années. Mais le simple fait de montrer par l’approche neuroscientifique que la créativité est, entre autres, liée à la capacité à rapprocher des informations distantes est intéressant. Cela veut dire que pour trouver des idées nouvelles, il faut aller piocher dans d’autres domaines de la connaissance que le sien.
Plus récemment, nous avons aussi montré que la créativité n’est pas seulement un phénomène contrôlé. Quand nous cherchons à résoudre un problème, nous sommes dans le contrôle et dans ce cas, nous tentons de recourir à des schémas préétablis où les connaissances sont regroupées. Cela est souvent peu créatif. Pour aller chercher des informations distantes, il faut que l’esprit se libère et pour cela, il faut être dans le "vagabondage mental". Cela mobilise un autre système cérébral, appelé le mode par défaut, qui s’active uniquement quand le cortex préfrontal haut n’exerce pas son contrôle puissant. Mais à quel moment vagabonde-t-on le mieux ? Moi, c’est quand je suis sous la douche, pour d’autres cela va être en courant. La phase de pré-endormissement y est aussi propice : notre esprit chemine librement d’une idée à l’autre, et tout d’un coup, dérivant de l’idée de départ, on tombe sur une idée fraîche issue de ce vagabondage. Cela peut devenir la solution créative longtemps cherchée.
Les spécificités de l’espèce humaine s’expliquent-elles seulement par la taille de notre cerveau ?
Non, pas uniquement. C’est surtout une question de connexions entre les neurones, dont la quantité atteint des sommets dans le cortex préfrontal humain. Je vous ai dit que notre cortex préfrontal représente un tiers de notre cerveau : on pourrait s’attendre à ce qu’il héberge un tiers de nos neurones, or il n’en compte que 8 %. Le reste de la matière est principalement fait de connexions. Elles servent à renseigner le cortex préfrontal non seulement sur nos pensées, nos besoins internes, nos pulsions, mais aussi sur l’ensemble des informations apportées par nos cinq sens. C’est en tenant compte de toutes ces données, et grâce bien sûr à d’autres connexions, que les neurones du cortex préfrontal nous permettent d’envoyer des signaux vers les régions exécutives, celles qui vont générer les comportements. Le cortex préfrontal s’avère donc avant tout une interface entre la perception et l’action, un chef d’orchestre.
Commence-t-on à comprendre pourquoi nous avons évolué de cette façon ?
C’est avant tout une question à poser aux paléoanthropologues. Toutefois, pour une raison ou pour une autre, nous avons dû nous adapter à une pression environnementale très forte modifiant notre anatomie. De notre position à quatre pattes, nous nous sommes érigés. Sous la contrainte de la pesanteur, notre crâne s’est "assis" sur la colonne vertébrale permettant un accroissement du volume cérébral. Du fait de la posture debout, notre larynx s’est libéré et nous permet aujourd’hui de produire des vocalisations plus complexes. Aux membres supérieurs, notre pouce opposable, libéré de la marche, s’est avéré utile pour la préhension. Celui des membres inférieurs a disparu et nous voilà aptes à explorer de plus grands territoires. Des régions du cerveau sans doute déjà existantes, comme le cortex préfrontal, mais jusque-là moins développées ont été davantage utilisées. Les paléontologues parlent de "boucle d’amplification" : c’est un effet "boule de neige" au cours duquel les évolutions anatomiques permettent des évolutions cognitives, qui en retour entraînent de nouvelles évolutions anatomiques.
Les données de l’archéologie cognitive, c’est-à-dire la recherche à travers les artefacts humains, des indices de l’évolution de la cognition humaine, vont dans ce sens. Les premiers bifaces avaient une fonction directe (creuser, lancer...). Puis, peu à peu, ces outils ont servi à en fabriquer d’autres, plus complexes. Si vous y réfléchissez, cela signifie qu’il a fallu imaginer l’outil que vous alliez créer à partir de celui que vous avez en main. Pour cela, il faut disposer d’un espace de représentation mentale, c’est la mémoire de travail. Celle-ci n’a ensuite cessé de progresser, pour permettre des réalisations toujours plus complexes. Mais personne ne peut dire aujourd’hui précisément pourquoi, à un moment, ce processus s’est engagé.
L’intelligence humaine, finalement, n’a jamais cessé d’évoluer, de se renforcer. Jusqu’où cela peut-il aller, surtout à l’heure de l’intelligence artificielle ?
On peut imaginer plusieurs scénarios. Homo est apparu voilà 7 à 12 millions d’années, mais on estime que la communication utilisant des symboles, c’est-à-dire le langage, a émergé il y a à peine quelques dizaines ou centaines de milliers d’années (entre 40 000 et 200 000 pour être précis). C’est à peine une minute avant l’ère contemporaine sur l’horloge de l’humanité ! Est-ce que dans un temps très lointain, s’il continue sur ce chemin, l’Homme va devenir un être pensant de façon de plus en plus abstraite ? Est-ce que les contraintes de la vie matérielle vont devenir pour lui de plus en plus légères ?
Ou au contraire, est-ce qu’à force de déléguer des tâches de plus en plus complexes à l’intelligence artificielle, l’Homme va perdre en capacité de raisonnement et de décision ? Une question d’autant plus cruciale qu’elle ne se pose pas tant pour les adultes d’aujourd’hui, dont le style cognitif est déjà bien établi, mais pour les plus jeunes. S’ils se reposent trop sur l’intelligence artificielle à un moment où ils construisent non seulement leur aptitude à réfléchir et à décider mais aussi leur système de contrôle de leurs comportements ne vont-ils pas y perdre ? Et le monde avec ? Il est bien trop tôt pour répondre à cette question, mais il ne faut pas la négliger. Contribuer à construire une IA responsable, qui nous permette de plus gagner que perdre pourrait aussi être un enjeu pour les neurosciences.