Un seul neurone qui calcule devrait enterrer le modèle du simple interrupteur

Un neurone est-il un interrupteur ou un petit ordinateur ? Pendant des décennies, la réponse des manuels a penché vers l'interrupteur: des signaux arrivent, ils sont additionnés, et la cellule se déclenche ou reste silencieuse. Une nouvelle étude chinoise suggère que cette image n'est, au mieux, qu'une caricature. Ce qu'il ne faut pas faire, c'est en tirer des « cerveaux sur une puce ».

Selon l'étude, une seule cellule peut peser une règle face aux indices

Selon l'Académie chinoise des sciences, les chercheurs ont utilisé la microscopie à deux photons pour observer des neurones du cortex auditif. Ils ont vu les dendrites et les corps cellulaires effectuer eux-mêmes une comparaison, ce qui suggère qu'un neurone isolé réalise le calcul. Le travail a été publié en ligne dans Science le 16, comme le rapporte le résumé de Webull de la couverture chinoise. Le responsable de l'équipe, Xu Ninglong, travaille au Center for Excellence in Brain Science and Intelligence Technology de l'Académie chinoise des sciences, selon CGTN. D'après UrduPoint, les informations liées aux règles et les informations sensorielles sont comparées au sein du même neurone.

La documentation dont nous disposons se compose surtout d'articles de presse et de résumés, pas de l'étude elle-même. Nous ne pouvons donc juger ni l'échantillon, ni l'espèce, ni les témoins, ni la taille des effets. Les détails sont à considérer comme provisoires.

L'interrupteur a toujours été une simplification

Ce qui est intéressant, ce n'est pas qu'un neurone « fasse des maths ». C'est l'endroit où les maths se font. L'affirmation désigne les dendrites, ces ramifications en forme d'arbre, comme le lieu où se calcule une étape clé de la cognition supérieure. Cela s'inscrit dans une tendance plus large: un article de ScienceDaily daté d'août décrivait déjà les neurones corticaux humains comme capables de calculs remarquablement complexes. Deux lignes de travail distinctes qui vont dans le même sens sont plus convaincantes qu'un titre spectaculaire.

À notre avis, c'est la bonne conclusion. Si une seule cellule peut peser une règle face aux indices sensoriels entrants, compter les neurones est une mauvaise façon d'estimer ce dont un cerveau est capable. L'unité de calcul est peut-être plus petite que nous le pensions, et la capacité du cerveau plus grande. C'est un véritable changement conceptuel pour les neurosciences, et il mérite plus d'attention qu'il n'en recevra.

Il s'accompagne aussi d'une réserve que les titres passent sous silence. « Calcul » est un mot élastique. Une dendrite qui effectue une comparaison n'est pas une cellule qui raisonne. L'appeler « minuscule ordinateur », comme le fait la couverture de CGTN, relève de la métaphore, et les métaphores poussent à l'excès.

Le volet IA est le maillon faible

Certains médias tracent une ligne vers les machines. CGTN affirme que la découverte pourrait annoncer une génération d'intelligence artificielle plus flexible. Un autre article indique qu'intégrer le mécanisme dans de futurs algorithmes pourrait « potentiellement » permettre aux systèmes de générer rapidement des hypothèses et de déduire de nouvelles règles à partir de petits échantillons. Notez les précautions: « pourrait », « potentiellement ».

Nous pensons qu'il s'agit de spéculation déguisée en feuille de route. Rien dans les documents que nous avons vus ne montre un algorithme fondé sur ce mécanisme, encore moins un qui surpasse les méthodes actuelles. Passer d'une observation dans le cortex auditif à un système d'apprentissage est un long chemin, et beaucoup d'intuitions biologiques prometteuses n'y ont pas survécu. Par ailleurs, l'étude dirait que le cerveau ne renforce une synapse que lorsqu'une hypothèse s'avère fiable. C'est un constat sur l'économie de l'apprentissage en biologie, pas un cahier des charges d'ingénieur.

À lire d'abord comme de la biologie, les puces peuvent attendre

Le verdict honnête: c'est une bonne raison d'abandonner le raccourci du neurone-interrupteur dans les explications grand public, et une mauvaise raison d'attendre des puces inspirées du cerveau dès l'an prochain. Il faut attendre une réplication indépendante, vérifier si l'effet se retrouve dans d'autres régions du cerveau et chez d'autres espèces, et se méfier de quiconque vend aujourd'hui les retombées pour l'IA. Le neurone vient de devenir plus intéressant. Les machines peuvent attendre.