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A - Émergentisme Structural

a - Cadre théorique

La théorie de l' "Émergentisme Structural" est une théorie descriptive, au sein de la matière, des conditions structurelles de l'émergence des propriétés fonctionnelles. Elle se définirait par les caractéristiques fondamentales suivantes :

• Fondement philosophique : Monisme réaliste .
  
  
• Fondement de la réalité biotique : Matérialisme atomiste (matérialisme restreint à la biosphère terrestre).
  
  
• Fondement de la dynamique fonctionnelle : Physicalisme interactionniste.
  
  
• Fondement méthodologique : Structuralisme pragmatique.

Hypothèse fondamentale

Basée sur l'existence de la matière, qui est supposée avoir une réalité concrète au niveau de la biosphère, l'hypothèse fondamentale (de l'ordre du postulat) du paradigme émergentiste structural est que la STRUCTURE et l'ORGANISATION de la MATIÈRE seraient directement responsable de l'ÉMERGENCE (l'apparition) de nouvelles FONCTIONS.

Cette hypothèse fondamentale est basée sur les observations des mécanismes et processus suivants :

– Les opérations logiques effectuées par des circuits électroniques.

– Les propriétés électrophysiologiques des membranes neuronales.

– Les mécanismes dits "réflexes".

– L'étude des ganglions stomatogastriques des crustacés.

L'hypothèse fondamentale complémentaire est que les conclusions de ces observations sur des modèles simples seraient extrapolables aux modèles plus complexes.

b - Phénomène d' "émergence"

Qu'est-ce que le phénomène d' "émergence" ? Que désigne le concept d' "émergence" ?

L'étude des organismes biologiques hyper-complexes semblerait montrer que la structure matérielle, et plus précisément l'ORGANISATION de cette structure, serait un facteur déterminant de la dynamique des propriétés fonctionnelles du vivant.

Il semblerait que ce soit la composition, l'organisation et la structure particulière des différents éléments matériels, combinées aux forces physico-chimiques et interagissant dans des régions compartimentés de l'espace, qui rendraient compte de l'apparition de nouvelles propriétés fonctionnelles.

Il est proposé d'appeler "émergence" ce phénomène d'apparition de nouvelles propriétés.

Figure 4.1-A : Exemple d'émergence réduit

L'émergence serait un phénomène entièrement physicaliste, les causes et les caractéristiques de l'émergence des nouvelles propriétés fonctionnelles pourraient être définies précisément par la description structurelle et physique des facteurs en interaction.

Les conditions physiques de l'émergence s'entendent à l'échelle des phénomènes biologiques : conditions de température, de vitesse, de gravité et d'énergie des systèmes biotiques terrestres.

Les propriétés nouvelles, émergentes, qui apparaissent au sein d'un système, ne pourraient être réduites aux éléments qui composent ce système, ni avoir d'existence en dehors d'eux.

Les processus psychobiologiques complexes ne pourraient être ni réduits à des mécanismes physico-chimiques, moléculaires ou cellulaires, et ni exister en dehors de la structure cérébrale.

L'importance apparemment fondamentale du phénomène d'émergence dans la manifestation de nouvelles propriétés fonctionnelles, supposeraient de privilégier une méthode "émergentiste " de description, d'analyse, d'explicitation et de justification des processus psychobiologiques, privilégiant, dans une approche globale, les facteurs de système, d'interaction et d'ORGANISATION.

Remarques

L'hypothèse émergentiste fondamentale est que toutes les propriétés psychobiologiques (physiologiques, neurobiologiques, psychiques - conscience incluse) pourraient être expliqués dans un cadre moniste réaliste matérialiste par des systèmes explicatifs causalistes de type physicaliste, interactionniste et systémique.

Cette hypothèse moniste réaliste matérialiste, de moindre faillibilité, n'exclut pas la possibilité, dualiste faible, qu'à partir d'un certain niveau de complexité l'émergence de nouvelles propriétés devienne plus ou moins indépendante de l'organisation structurelle. Néanmoins, en l'état actuel des connaissances et sauf nouvelles données empiriques contraires, c'est cette approche structuro-fonctionnelle émergentiste qui est utilisée dans le cadre de ce travail de recherche pour comprendre et expliciter l'apparition des processus biologiques complexes sous-tendant les comportements humains.

Remarques complémentaires

Il est à noter que cette recherche concernant l'émergence et les facteurs d'émergence est une recherche exploratoire. L'objectif est, dans un premier temps (c'est-à-dire le cadre de cette thèse), de définir un certain nombre de concepts et de méthodes, et de trouver un certain nombre d'exemples pertinents démontrant l'intérêt de ce cadre explicatif.

Un des objectifs les plus ambitieux consisterait à rechercher de façon systématique et exhaustive l'ensemble des facteurs d'émergence de chaque niveau d'organisation, et de déterminer par quelles actions et interactions de type physique ces facteurs vont créer les conditions de la manifestation de nouvelles propriétés. Puis, à partir de l'ensemble de ces descriptions précises, l'objectif serait d'en abstraire les éventuelles lois générales qui gouverneraient les phénomènes d'émergence.
La description et l'explicitation émergentiste complète et exhaustive de l'ensemble des propriétés psychobiologiques de l'organisme humain, dans la mesure où elle est réalisable, n'interviendra sûrement pas avant plusieurs dizaines d'années, en raison de : (i) la complexité de la structure cérébrale, (ii) l'état limité des connaissances actuelles, et (iii), à ne pas exclure a priori, l'éventuelle possibilité d'un découplage structure-fonction.

c - Facteurs d'émergence

Quelle est la transcription dans le Réel du concept d'émergence ? Quelles sont, concrètement, les facteurs d'émergence ? Les facteurs d'émergence seraient à la fois :

• Les facteurs d'émergence de nouveaux éléments structurels : les "unités structurales" (aspect structurel).
  
  
• Les facteurs d'émergence des nouvelles propriétés fonctionnelles (aspect fonctionnel).
  
  
• Les facteurs d'émergence des niveaux d'organisation.

Il existerait deux types de facteurs d'émergence :

• Des facteurs d'émergence généraux, actifs dans tous les niveaux d'organisation.
  
  
• Des facteurs d'émergences spécifiques, propre à chaque niveau d'organisation, et dépendant des caractéristiques matérielles et structurelles du niveau considéré.

a - Facteurs d'émergence généraux

Le concept de facteurs d'émergence dénote les entités qui de par leurs caractéristiques de MATIÈRE (atomes, ions, molécules, macro-molécules, ...), de STRUCTURE (stéréochimie, conformation tridimensionnelle, morphologie cellulaire / histologique / organique / synaptique, organisation connective des réseaux neuronaux, ...), d'ESPACE (distance, épaisseur, surface, concentration, ...), de FORCE (interaction forte, électromagnétique, faible, gravitationnelle), d'ÉNERGIE (nucléaire, rayonnante, électromagnétique, thermique, chimique, ...), au cours du TEMPS (diffusion, réactions enzymatiques, migration, croissance, développement, ...), vont permettre les conditions physiques de la manifestation de nouvelles propriétés.

Les facteurs d'émergence les plus généraux, que l'on retrouve à tous les niveaux d'organisation, seraient :

• l' ESPACE et le TEMPS
  
  
• la FORCE et l' ÉNERGIE
  
  
• la MATIÈRE et la STRUCTURE

Un autre facteur d'émergence, très général mais de nature différente, serait l' ORGANISATION. Les facteurs relatifs à ce facteur d'émergence seraient :

• la COMPARTIMENTATION et la DÉLIMITATION
  
  
• l' ASSOCIATION et la COMBINAISON
  
  
• la COMMUNICATION et la COORDINATION

Approfondissement : Étude détaillée des facteurs d'émergence généraux. (disponible prochainement)

Ces facteurs d'émergence généraux seraient complétés, aux niveaux d'organisation supérieurs, par d'autres nouveaux facteurs d'émergence, spécifiques, propres aux niveaux considérés.

b - Facteurs d'émergence spécifiques

Les facteurs d'émergence spécifiques seraient des facteurs d'émergence propres à chaque niveau d'organisation. Leur structure physique et matérielle dépendrait de la structure physique et matérielle du niveau d'organisation considéré. Ces facteurs spécifiques d'émergence n'existeraient pas dans des niveaux d'organisation inférieurs, et n'auraient quasiment aucune influence dans les niveaux d'organisation supérieurs.

Approfondissement : Étude détaillée des facteurs d'émergence spécifiques à chaque niveau d'organisation. (disponible prochainement)

Facteur d'émergence spécifique à la structure neurale

Les facteurs d'émergence provisoires, actuellement en cours de validation, concernant les fonctions et les niveaux neuroanatomiques seraient : 1] Spécificité constitutive du centre intégrateur : (i) Quantité de neurones (unitaires, interneurones, réseaux). (ii) Propriétés électrophysiologiques des membranes. (iii) Type de neuromédiateurs synthétisés. (iv) Spécificité et complexité de la connectique interne. 2] Spécificité et complexité de l'environnement neuronal : (i) Quantité de structures connectées. (ii) Type de structures connectées. (iii) Type et niveau d'intégration des processus réalisés par les structures connectées. (iv) Type d'afférences/efférences (Origine/destination interne/externe ; Type d'origine/destination effectrice/intégratrice ; Potentialité modulatrice/effectrice de l'afférence/efférence ; Quantité d'afférences/efférences).

Figure 4.1-A : Facteurs structurels d'émergence réduit

Approfondissement : Étude détaillée des facteurs d'émergence spécifiques à la structure neurale. (disponible prochainement)

Remarques complémentaires

Au fur et à mesure que l'on gravit les niveaux d'organisation, l'augmentation du nombre des facteurs d'émergence et l'augmentation du nombre des types différents de structure induit une augmentation exponentielle du nombre de combinatoire possible, et donc du nombre de possibilité de fonctions nouvelles.

d - Caractère unitaire des aspects structuro-fonctionnels

Pour des raisons didactiques, bien que la structure et la fonction soit deux aspects d'un même phénomène, les aspects structurels et fonctionnels sont abordés en deux paragraphes distincts, afin de compléter la présentation, par différentes approches, de la théorie émergentiste structurale.
Les deux paragraphes suivants, "approche structurelle" et "approche fonctionnelle", complètent l'explicitation du concept d'émergence avec des données et concepts relevant soit d'une représentation de type "structurelle", soit d'une représentation de type "fonctionnelle".

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