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B - Définition d'un modèle intégratif du traitement de l'information

[ NB : Textes provisoires. Niveau de rédaction du sous-chapitre : 3 / 5 ]

Les résultats obtenus lors de la définition des niveaux structurels d'organisation et des propriétés fonctionnelles émergentes permettent d'esquisser un modèle du traitement de l'information, intégrant dans un système unitaire les processus définis actuellement comme émotionnel ou cognitif.

Les connaissance actuelles en neurosciences cognitives étant incomplètes, deux approches complémentaires sont utilisées pour présenter un modèle unitaire du traitement de l'information :

– Une approche basse, "neurophysiologique", basée sur les données neurophysiologiques de l'activité neurale. Cette approche se fonde principalement sur les sciences empirico-analytiques.

– Une approche haute, "opératoire", basée sur une interprétation de l'activité neurale en terme d'opération finale entre le stimulus et la réponse produite. Cette approche se fonde principalement sur les sciences historico-herméneutiques.

a - Niveau neurophysiologique

Intérêts et limites du modèle

La modélisation "neurophysiologique" du traitement de l'information est extrapolée à partir de diverses observations partielles de l'activité neurale (électrophysiologie, potentiel évoquées, étude de neurone unitaire, électroencéphalographie, imagerie cérébrale).

Cette modélisation permettrait d'avoir une compréhension globale du fonctionnement du système nerveux, mais ne donne aucune indication ni sur la dynamique de l'activité cérébrale, ni sur le type et la nature des processus engendrés par cette activité.

Approfondissement : Explicitation détaillée de la modélisation "neurophysiologique". (disponible prochainement)

Modélisation neurophysiologique

Le modèle "neurophysiologique" du traitement de l'information serait le suivant :

– Le système nerveux central serait constitué par un ensemble de "modules fonctionnels", aux caractéristiques cytoarchitectoniques et neurochimiques hétérogènes, et généralement fortement interconnectées.

– L'activité électrophysiologique de ces "modules fonctionnels" proviendrait de l'électrogenèse endogène, des générateurs de patterns centraux et des stimuli externes ou internes.

– Les différents "modules fonctionnels" auraient une activité relativement autonome, autorégulée par leurs afférences réciproques inhibitrices ou activatrices, et modulée par le milieu neurohumoral.

– Suivant la dynamique de l'activité électrophysiologique, tels ou tels "modules fonctionnels" seraient plus ou moins activés, et d'autres plus ou moins inhibés.

– L'ensemble de ces activités autonomes, changeantes, induirait, au niveau global du système nerveux central, un "pattern d'activation différentiel " traduisant un "équilibre fonctionnel dynamique ".

Figure 4.3-B : Dynamique électrophysiologique réduit

– La régulation de l'activité de ces "modules fonctionnels" ne dépendrait pas d'une structure centralisatrice, mais de l'autorégulation dynamique induite par l'interdépendance fonctionnelle des différentes structures en interaction.

– Suivant l'état interne ou l'état du milieu, certains "modules fonctionnels" seraient plus actifs que d'autres, engendrant un pattern d'activation différentiel spécifique, sous-tendant un certain type de traitement de l'information.

– Le traitement d'une information serait réalisé en général dans plusieurs niveaux d'organisation, par des processus locaux, spécifiques du niveau d'organisation considéré.

– Chaque structure ou réseaux, à chaque niveau, produirait une réponse locale, spécifique aux caractéristiques structuro-fonctionnelles du niveau considéré.

– La réponse globale dépendrait de l'intégration systémique, au niveau des structures effectrices, de l'ensemble de ces réponses.

– Exprimé différemment, le résultat d'un traitement d'une information correspondrait, au niveau de chaque structure effectrice (motrice ou autonome), au résultat de l'intégration de l'ensemble des activités afférentes (médullaires, mésencéphaliques, corticales, humorales, ...) à ces structures.

– La réponse intégrée ne dépendrait pas d'une structure centralisatrice, mais de l'autorégulation dynamique induite par l'interdépendance fonctionnelle des différentes structures en interaction.

– En résumé, à chaque étape du traitement de l'information, le système nerveux présenterait un "pattern d'activation différentiel " traduisant un "équilibre fonctionnel dynamique" caractérisé par la succession d' "états autorégulés" qui seraient chacun producteur d'une "réponse effectrice intégrée".

Approfondissement : Explicitation détaillée du traitement neurophysiologique, à l'aide d'un exemple concret. (disponible prochainement)

L'activité de ces structures, isolées, interconnectées ou constituées en réseaux, sous-tendraient l'émergence d'un niveau de traitement supérieur, celui des "opérations" (peur, surprise, généralisation, catégorisation, ...).

b - Niveau opératoire

Intérêts et limites du modèle

La modélisation "opératoire" du traitement de l'information est extrapolée à partir de diverses observations partielles de l'activité cognitive (psychologie cognitive, psychologie expérimentale, ...)

Cette modélisation permettrait d'avoir une indication globale des diverses capacités de traitement de l'information, mais ne donne aucune indication sur la nature exacte des processus qui sous-tendent les "opérations" observées.

La démarche anatomofonctionnelle utilisée consiste à isoler une entité neurale structuro-fonctionnelle dont l'activité produit un résultat reproductible, quantifiable et pragmatique, et qui peut être nommée. Mais il est probable qu'un certain nombre de ces "opérations" supposées ne correspondent pas à des processus réels et devront être modifiées ultérieurement.

La plupart des "opérations" ne correspondraient pas à un processus unitaire au sein du système nerveux central, mais seraient plutôt la résultante globale et finale d'une intégration de divers traitement, globaux ou effectués en diverses régions cérébrales.

Approfondissement : Explicitation détaillée de la modélisation "opératoire". (disponible prochainement)

Modélisation opératoire

Le traitement de l'information serait sous-tendu par de nombreux processus neurobiologiques et d' "opérations", de complexité croissante et apparaissant progressivement au cours du développement. On peut donner comme exemple les processus de gustation, de renforcement, de catégorisation ou de conscience.

Figure 4.3-B : Processus & "Opérations" réduit

Ces processus neurobiologiques et ces "opérations", résulteraient de l'activation électrophysiologique, isolément ou en réseaux, de différents "modules fonctionnels".

– Par exemple, l'orientation serait sous-tendue, principalement, par la spécificité anatomo-fonctionnelle des colliculi supérieurs (voir Figure 4.3-C : Orientation visuelle réduit).

– La peur serait sous-tendue, principalement, par la spécificité anatomo-fonctionnelle de l'amygdale.

– L'attachement, qui serait une mémorisation polysensorielle de l'objet d'attachement, serait sous-tendue par la spécificité d'un réseau de structures limbiques (amygdale, hypothalamus, noyaux du lit de la strie terminale), activées par une neuromédiation ocytocinergique.

– La planification serait sous-tendue, principalement, par la spécificité anatomo-fonctionnelle du lobe pré-frontal.

Ces processus et ces "opérations" de traitement de l'information sous-tendraient l'apprentissage, adaptatif à l'environnement, des comportements humains les plus complexes.

Le chapitre C "opération" traite en détail chaque "opération", ainsi que les déterminants et les contraintes structuro-fonctionnels qui les sous-tendent.

c - Synthèse

L'objectif des recherches futures serait de comprendre comment l'organisation structurelle et l'activité de groupes ou de réseaux de neurones font émerger les "opérations" observées, puis l'objectif sera de proposer un modèle global et complet du traitement de l'information, décrivant l'intégration du signal, de la molécule jusqu'aux réseaux complexes.

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