RIAS 2004-2005 Contribution Henri Roussel

1. RIAS 2004-2005Contribution Henri Roussel Identité et système nerveux: Le concept d’autopoièse (Maturana & Varéla)

2. Point de vue de l'autopoièse sur l'organisation du système nerveux (Maturana et Varéla) • Deux biologistes d'origine chilienne, Maturana et Varéla, ont impulsé une autre conception de l'organisation du syst nerveux. Ils critiquent la théorie classique qui présente le syst.nerveux comme un système ouvert traitant de l'information, et avancent que le syst. nerveux se caractérise par une organisation autopoiètique, close mais perturbable. • Maturana et Varéla en introduisant le structuralisme en neurosciences ont largement contribué à ouvrir la boite noire ( de Pandore?) aux conceptions du cerveau- computer

3. Structure?Définition d’H. Maturana in « représentation et fonctions de communication: bases neurophysiologiques » Psychologie- Encyclopédie de la pléiade, p1448 • Le mot vient du latin struere, qui veut dire construire. • En se référent à la fois au processus de construction et aux composantes d’une unité composite, le mot renvoie à la fois aux composantes réelles et aux relations réelles que celles-ci doivent satisfaire, en participant à la constitution de l’unité donnée. • Le « structuralisme » d’H. Maturana qui repose en fait sur quelques pétitions de principe essentiellement anti-  conception –reflexe du SN, se traduit par l’adoption (voire l’incorporation ou incarcération dans le SN) d’un système conçu sur le modèle de la linguistique, à une époque ou les phénomènes langagiers n’ont pas encore été saisis par les sciences dures…

4. Pour ces chercheurs, l'autopoièse caractérise les systèmes vivants, de la cellule à l'organisme entier, en passant par le syst.nerveux. • Autopoièsis signifie moi-faire; un système autopoiètique ((*autopoiétique (se produire soi; produire son identité)) réalisé par des composantes physiques est un système vivant qui a sa loi propre, autonome (nomie=loi). L'autonomie s'oppose à l'hérérononomie (ou allonomie) qui, elle, caractérise les systèmes à commande, soumis à une (ou des lois) externe(s). Un système à organisation autonome veut dire que ce système se définit de l'intérieur. • - Les système vivants sont donnés (vs construits par l'homme), existent, sont viables et ils génèrent un domaine de phénomènes spécifiques. • - L'organisation des systèmes vivants, pour ce courant de recherche, est une organisation autopoiètique,. Cette organisation est la variable critique que le système doit maintenir constante à travers la dynamique de ses interactions avec l'environnement. Cela évoque la notion d'homéostasie, notion due à Cl. Bernard, et qui renvoie au maintien (constant) des différents paramètres du milieu intérieur de l'organisme, maintien de ces paramètres (ph, Pco2, P.A...) malgré les variations du milieu extérieur. (homéo=semblable, stase=état) • - Ce point de vue insistera particulièrement sur les phénomènes de génération (générer, produire, autogénérer) et de régulation interne (autorégulation), phénomènes qui caractérisent le vivant.

5. _ Tous les états qu'un système autonome peut adopter sont intérieurement déterminés par son organisation et sa structure, ils ne sont pas déterminés de l'extérieur, par un agent externe (qui alors toucherait à cette organisation), et ferait que le système se désintégrerait, perdrait son identité, son unité. En ce sens les systèmes autonomes sont des systèmes fermés,clos. Mais si l'organisation du système doit rester invariante (au cours de ses interactions avec l'environnement), sa structure, elle, peut changer. En conséquence, un système vivant, un système autonome, est ouvert aux changements struturaux, autrement dit est structurellement plastique. (clos du point de vue de son organisation, ouvert du point de vue structurel). Cependant les changements structuraux de l'unité autonome, par interaction entre ses composants, restent subordonnés au maintien de l'organisation, de l'unité du système. • ((*Pour résumer, définition d'un système autopoiètique: un système autonome, structure composée d'éléments dont les relations définissent une organisation, se définit de l'intérieur , et son identité est due à la loi propre qui est la sienne. Il fonctionne en lui-même (il n'a pas besoin d'être initialisé). Il est opérationnellement clos, cependant entre le système autonome et le milieu il existe une forme de couplage (couplage structurel)).

6. L'organisation du système nerveux : •  - Le système nerveux génère continuellement des phénomènes bioélectriques (il n'a pas besoin d'être initilisé) qui servent au maintien de l'organisme dans lequel il se situe. • - Le Système nerveux est donné comme un réseau de neurones en interaction. Ce réseau de neurones est tel que tout changement dans l'état d'activitérelative d'une population de neurones conduit à un changement de l'activité relative d'une autre population (ou de la même) de neurones. Autrement dit, toute activité neuronale mène à de l'activité neuronale. L'organisation du syst.nerveux est définie par les relations de clôture des interactions neuronales. Le syst.nerveux est un réseau opérationnellement clos de neurones en interaction. • (*Clôture ne veut pas dire fermeture. Le terme de clôture se réfère au fait que le résultat des "opérations" du système se situe à l'intérieur des frontières du système, cela ne veut pas dire que le système n'a pas d'interaction avec l'environnement). Le système nerveux fonctionnne comme un réseau fermé de changements (structuraux) qui interviennent dans le cadre des interrelations entre les activités de ses composants (neurones).

7. - Le réseau de neurones qu'est le système nerveux se présente comme un réseau dynamique d'interactions, excitatrices et inhibitrices, séquentielles, parallèles, transversales, et recurrentes. - Etant donné cette constitution, le système nerveux se clôt sur lui même à tous les niveaux et lorsqu'il y aura mutilation ou lésion du réseau on aura toujours affaire à un réseau opérationnellement clos. Ce qui va changer ce n'est donc pas l'organisation qui, elle, reste invariante, mais c'est la structure du système c.àd. son domaine d'états (d'activités) possibles. (cf notion de vicariance) • - Etant donné sa constitution, il n'y a dans le système nerveux aucune possibilité intrinsèque de localisation opérationnelle (aucune partie du système nerveux n'est responsable de ses propriétés en tant qu'unité).

8. En conséquence: • - Un réseau neuronique clos ne comporte pas de surfaces d'input (entrée) et d'output (sortie) comme trait de son organisation. En tant que réseau neuronal clos, le système nerveux n'a ni entrée ni sortie. Quand le système nerveux change d'état d'activité (structure), aucune caractéristique propre à son organisation ne lui permet de distinguer l'origine interne ou externe de ce changement. Cette distinction entre cause interne et cause externe des changements d'états du système nerveux ne peut être faite que par un observateur extérieur: ce dernier perçoit le système nerveux comme une unité, (le distingue de l'environnement, de ce qui n'est pas lui) et peut, lui observateur, distinguer son intérieur et son extérieur en spécifiant ses frontières. Ainsi quand l'observateur, expérimentalement ou conceptuellement, ouvre le système nerveux au niveau d'une synapse et décrit les propriétés du système ainsi obtenues en termes de relation entrée-sortie (par sa fonction de transfert) il décrit alors un réseau ouvert de neurones et non un système nerveux.

10. C'est ce qui se produit** quand on observe l'effet des stimulations appliquées à la périphérie sur des cellules sensorielles, sur l'activité des neurones afférents au S.N.C. Ces neurones (neurones en "T") qui innervent les surfaces sensorielles, afférents au S.N.C, sont considérés comme l'entrée du système puis on suit l'activité nerveuse dans les neurones de la chaine et, ce, éventuellement jusqu'aux neurones innervant les muscles (motoneurones considérés comme sortie). Schéma • Une telle description correspond à celle d'un réseau ouvert de neurones (que l'expérience mentale ou réelle a créé) et non à celle d'un système nerveux. Elle ne rend compte que partiellement des propriétés du système (fonction de transfert) • Les neurones sensoriels (afférents au S.N.C., qui innervent les surfaces sensorielles) et les neurones qui innervent les tissus musculaires (efférents au S.N.C.) font partie du réseau nerveux au même titre que les autres neurones et, si toute activité sensorielle, dans les voies afférentes au S.N.C, mène à une activité dans les voies efférentes (chaines de neurones) au S.N.C., la réciproque est tout aussi vraie.

11. Il faut d'ailleurs souligner dès maintenant que les voies efférentes au S.N.C. ne sont pas destinés aux seuls effecteurs musculaires mais peuvent aussi innerver certaines surfaces sensorielles, comme c'est le cas par ex. pour les cellules sensorielles auditives et pour le F.N.M.. C'est ce que montre l'anatomie fine du système nerveux. Dans d'autres cas, plus nombreux, ces voies efférentes au S.N.C. si elles ne s'étendent pas jusqu'à la cellule sensorielle elle-même atteignent alors le premier ou le 2ème (noyau de) relai de la voie afférente reliant l'organe sensoriel au cerveau. Ces relations sont bien sûr connues par les tenants du point de vue cognitiviste mais ne sont pas mises sur le devant de la scène, alors qu'elles caractérisent fondamentalement le système. Varéla nous rappelle qu'un des principes structuraux du S.N.C. fait que quand un groupe de neurones A (un noyau gris par ex) est liée à un autre groupe de neurone B (se projette sur un autre noyau) alors le groupe B réciproquement se projete sur A, même si c'est dans des proportions qui sont différentes (notion de feedback en cybernétique).

12. Une présentation du système nerveux qui privilégie les différentes chaines de neurones innervant les organes sensoriels suivies de celles qui innervent les muscles néglige alors ce trait capital de sa structure: les relations qu'il y a, à tous les niveaux du système, entre afférences et efférences (activités nerveuse aff et eff)). • Ces relations entre afférences et efférences conduisent toujours à des corrélations entre l'activité des neurones innervant les surfaces effectrices et sensorielles de l'organisme. A tous les niveaux il y a couplage de l'activité afférente et efférente, et les couplages sensorimoteurs à la périphérie sont un des liens d'une clôture opérationnelle continue dans le système nerveux. -L'interdépendance et la correspondance intrinsèque de la perception et de l'action avaient déjà été soulignées par certains chercheurs en éthologie qui, dès les années 1950 en repéraient la marque au plan nerveux. Von Holst par ex. affirmait que ce qui caractérise le système nerveux c'est ce couplage des effecteurs et des recepteurs, parlant à ce propos de "synapse" sensorimotrice. (cf fuseau nm) • A.R. Luria tient aussi des propos qui vont dans ce sens (p 46, "Les fonctions corticales supérieures"; 1978; PUF): ""La science psychologique cotemporaine...nie les processus "purement actifs" (volontaires) ou "purement passifs" (sensation et perception) et recherche toujours la base afférente des mouvements ou des actes volontaires". Pour la sensation et la perception "elle s'efforce de dégager dans l'activité des recepteurs les éléments effecteurs qui réalisent leur "accord" actif.."

13. - En conséquence, pour Varéla, les transformations structurales (c.a.d. de la dynamique et/ou des états d'activité) que peut subir le syst.nerveux sont entièrement déterminées, spécifiées par son organisation et sa structure, elles ne reflètent pas d'interactions instructives avec l'environnement. L'environnement ne fait que perturber le syst.nerveux, perturbations que le système va compenser en transformant sa dynamique d'états d'activité, et cela de façon à maintenir constante son organisation. • L'environnement, les événements de l'environnement ne font donc que perturber le système nerveux en se couplant comme des agents indépendants à des recepteurs neuronaux. Pour le syst.nerveux les perturbations qu'il peut subir ne spécifient pas, ne"disent" pas (sauf à l'observateur), la nature de l'agent perturbateur; le système ne prend en compte que leur effet sur sa structure, effet qui va consister en un déplacement de son état d'activité vers une nouvelle configuration d'activité. C'est donc indépendamment de leur nature que les perturbations sont à même d'engendrer des transformations structurales du système nerveux. • Du fait de sa constitution en réseau, les perturbations produites ne sont pas localisées en un point du réseau nerveux mais au contraire distribuées et organisées dans tout le réseau.

14. Maturana et Varéla évacuent ainsi la notion d'information, notion centrale dans la théorie classique sur système nerveux et qui s'accompagne de celle de représentation. ((*si information il y a, information sans qualité substantive, l'information désigne ici un phénomène littéralement in-formati (formé de l'intérieur) qui ne renvoie qu'au maintient du système et non à des événements extérieurs informationnels)) • - La clôture opérationnelle du système ne veut pas dire sa fermeture, et, entre l'organisme, le syst.nerveux, et le milieu extérieur il existe une forme de couplage, un "couplage structurel" par clôture opérationnelle continue. Il s'agit d'un couplage entre deux séries d'événements indépendantes: événements du système nerveux et événements du milieu. Les interactions continues du système nerveux dont on a dit qu'il est structurellement plastique, avec l'environnement, qui est source de perturbations recurrentes, produisent une sélection continue de structures (d'états d'activité) au sein des structures possibles du système. (du domaine d'états d'activité possibles du système). • - Par la notion de couplage structurel Varéla ne renoue pas avec les systèmes entrée - sortie, il prend simplement en compte la necessitélogique de l'existence d'un milieu pour le système (d'un fond pour une forme) et qui fait que le système reste distinct de ce qui n'est pas lui.

15. L'architecture du syst nerveux (c.à.d. le nombre, les types de neurones et leur connexions) est spécifiée au cours de l'ontogènèse de l'organisme, elle est liée à la morphogénèse de ce dernier: un système nerveux de chat va avec un corps (et une vie) de chat; un système nerveux d'homme va avec un corps d'humain)!.... • Les diverses parties du corps d'un animal donné sont interconnectées de manière déterminée par l'architecture particulière du syst. nerveux propre à l'espèce à laquelle il appartient. Ainsi la morphologie de l'organisme et l'architecture du système nerveux définissent le domaine où s'effectue le(s) couplage(s) de l'organisme et de l'environnement, couplages qui sont sources de perturbations pour le système nerveux (par ex pour l'homme il y a couplage des noyaux cochléaires avec les sons de la langue, pour le chat, certes avec certains sons de la langue humaine comprises comme signaux (vs signes), mais essentiellement avec les sons produits par les congénères de son espèce. • -(* Cet aperçu sur les relations qui définissent l'organisation du système nerveux comme un système autonome, telles que les exposent M et V , nous donne une autre intelligibilité de son fonctionnement. Pour terminer cet exposé nous allons résumer sur deux schémas les propositions de la théorie classique et celles de M et V , ceci nous permettra de mieux voir le déplacement de point de vue opéré par ces auteurs, par rapport à la perspective dominante).

16. 1-Point de vue cognitiviste:  Le Monde, "en soi", absolu, unique, dont les propriétés sont prédéfinies, définies préalablement à toute activité ou expérience cognitive. Concernant la perception cette approche vise à montrer comment ce Monde, Monde prédéfini, indépendant du sujet qui connait, doit être reconstitué par le système nerveux (cerveau) ((* le chat est vivant ou mort)) 2-Point de vue de l'autopoièse:   Un milieu relatif au système. Un monde relatif à un être vivant, un sujet connaisant. La visée dans cette approche consiste à ".déterminer les lois et principes de liaisons des systèmes sensoriels et moteurs expliquant comment l'action guide et s'appuie sur la perception d'un monde qui dépend de la structure sensorimotrice inscrite dans le corps du sujet". ((*Quel effet cela fait d’être un chat vivant sa vie et sa mort de chat?)) Résumé des différences entre les deux points de vue:

17. système ouvert : entrée-sortie, système à commande. le système est caractérisé par la fonction de transfert, son organisation définie par la relation entrée-sortie (d'informations) système autonome, défini par une clôture opérationnelle continue et des comportements propres. Un comportement propre est un état global caractérisant une configuration fondamentale d'activité du système; les comportements propres sont les invariants engendrés de façon interne et qui expriment la cohérence des opérations du système. - a type d'organisation :

18. c'est un couplage ponctuel, discontinu, par inputs. Le système est essentiellement défini par ses inputs, (définition de l'extérieur, par les différentes informations) . On considère que ces inputs sont ou reflètent certaines caractéristiques ou qualités du Monde. Les inputs, les qualités, entrent en quelque sorte dans le syst.nerveux comme du matériau brut, et y sont travaillés de façon telle que cela aboutit à une représentation adéquate du Monde ((*La rivière coule entre ses berges)) c'est un couplage structurelpar clôture opérationnelle continue :il y a couplage structurel entre deux séries d'événements indépendants, événements du système nerveux et évènements du milieu. Les perturbations permises sont définies par la structure du système propre à l'espèce. ((*La rivière érode sa berge convexe et sédimente sur sa berge concave)) - b mode de couplage au milieu :

19. c'est une logique de correspondance. Correspondance sémantique (langue) entre un monde prédéfini et sa représentation. ((*il y a un petit bonhomme – qui-parle-le-langage- dans l’ aire de Broca)) . c'est une logique de cohérence, cohérence interne des opérations propres du système. ((*il n’y a pas de spectateur dans le théatre cartésien de la conscience)) c logique fondamentale d'opération :

20. de type instructions Cette conception pose problème car cela voudrait dire qu'il n'y a qu'un seul monde possible, le même quelque soit l'être vivant, qu'il soit parlant ou non parlant. L'expérience perceptivo-, cognitive, du sujet est évacuée, le monde étant indépendant du sujet qui connait. Pourtant nous savons par les travaux de la psychologie du développement que le langage joue un rôle capital dans la construction du monde par l'enfant (construction de l'objet permanent, invariant, construction d'un espace unique et neutre...). ((*Alors qu'en est-il pour l'animal qui, lui, jamais ne parlera? Doit-on penser que le monde qu'il construit est notre monde, ce Monde objectif, prédéfini par l'homme adulte?)). Il y a spécification réciproque de l'unité et de son monde qui surgissent tous deux simultanément. ((*Merleau-Ponty, critiquant la psychologie de la perception, nous rappelle par ailleurs, dans son ouvrage "phénoménologie de la perception" (Gallimard), que.les qualités dites "primaires" des stimuli ne sont pas des données premières mais le résultat tardif d'une analyse)) - d mode d'interaction avec le milieu :

21. Deux Remarques en forme de conclusion: • 1. K.Goldstein dans : "la structure de l'organisme" (Gallimard) développe des idées qui évoquent ce même point de vue. Dans le chapitre III, intitulé :"réflexions théoriques sur le fonctionnement du système nerveux comme fondement d'une théorie de l'organisme" il énonce des propossitions qui restent proches de celles de Maturana &Varéla. Quand il publie son livre pour la première fois, en Allemagne, c'est en 1934 et, à cette époque, la querelle entre réticularistes et discontinuistes n'est pas encore close. Si bien qu'on peut comprendre que Goldstein penchait pour la théorie réticulariste du système nerveux car il le voyait fonctionner à la manière d'un réseau ou toute stimulation produit des changements dans tout le réseau et que, dans le système, s'effectuent des compensations permanentes entre les niveaux d'activité de ses différentes parties.

22. 2. Quand paul Churchland ecrit (p 344) (cf le cerveau, moteur de la raison, siège de l’âme de P,M, Chuchland collection Neurosciences et Cognition; De Boeck) : « La science à le pouvoir de changer le monde, les réseaux de neurones artificiels ont le pouvoir de changer la façon dont nous construisons la science. La première et la plus simple des utilisations de ces réseaux dans la recherche sera celle de la reconnaissance des formes…A la différence des réseaux neuronaux naturels concernant les modalités sensorielles des créatures biologiques, ils ne seront pas limités à la détection des profils de données cosmiquement limités que notre évolution biologique particulière à finalement sélectionnés. Ils pourront, au contraire, englober l’éventail complet des réalités détectables et perceptibles qu’offre la nature »… « Chez les humains et chez les animaux, il est maintenant à peu près évident que l’unité de base de la mémoire est la configuration de poids synaptiques… Notre conception traditionnelle de la cognition est maintenant confrontée à une conception très différente, basée sur le cerveau et qui n’assigne au langage aucun rôle fondamental »… On peut hélas se demander si en ce début de 21è siècle les structuralistes nous ont laissé autre chose qu’ un certain type de discours sur des phénomènes interprétés comme d’autres formes discursives, pas de taille à lutter, en tout cas pas hors de l’hexagone, avec ce qui s’élaborait dans le monde de la technoscience…