L’esprit est-il une machine prédictive ? Introduction à la théorie du cerveau bayésien

La théorie du cerveau bayésien vise à expliquer le fonctionnement de notre esprit. NICHD/flickr, CC BY

Hugo Bottemanne, Sorbonne Université

C'est une conception théorique innovante en neurosciences et en philosophie proposant des hypothèses pour comprendre le fonctionnement de l’esprit. Selon cette théorie, le cerveau utilise des croyances (définies comme des estimations de probabilité) pour traiter les informations sensorielles et décider les actions à réaliser. [...]

La croyance, cœur de la théorie bayésienne

Le premier fondement de la théorie est la notion de croyance. En philosophie, la croyance est souvent définie comme l’acceptation qu’une proposition est vraie, ou comme la justification pour la réalisation d’une action. Elle est alors assimilée à un état catégorique et binaire : je crois ou je ne crois pas.

La croyance bayésienne a un sens plus spécifique et désigne une estimation probabiliste à propos d’un phénomène. Par exemple, notre cerveau peut estimer qu’il y a une faible probabilité qu’un éléphant soit observé dans les rues de Paris, et une probabilité moyenne qu’une guerre mondiale éclate au cours des dix prochaines années. La croyance est alors une histoire de probabilité. [...]

Croire, c’est prédire

Appliqué au cerveau, le théorème de Bayes, calculant la vraisemblance d'une nouvelle information, permet ainsi de représenter la manière dont les croyances probabilistes (données préexistantes) influencent le traitement des informations sensorielles (nouvelles informations), puis sont modifiées au fil des expériences (enregistrement de nouvelles données).

Ces croyances probabilistes permettent au cerveau de générer des prédictions à propos des entrées sensorielles. Ainsi, la croyance que l’on est au bord de l’océan facilitera la prédiction du parfum résineux des pins, du bruit des vagues qui se brisent sur plage, ou encore de la caresse douce du sable sous les pieds.

Ces croyances probabilistes peuvent aussi biaiser la perception du monde en favorisant les entrées sensorielles que le cerveau s’attend à recevoir. Ainsi, si je crois que ma tasse de café est chaude, je peux sentir la sensation tactile de chaleur lorsque je m’en saisis, même si elle ne contient que du café froid. [...]

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