A category of stimuli of great importance for primates, humans in particular, is that formed by actions done by other individuals. If we want to survive, we must understand the actions of others. Furthermore, without action understanding, social organization is impossible. In the case of humans, there is another faculty that depends on the observation of others’ actions: imitation learning. Unlike most species, we are able to learn by imitation, and this faculty is at the basis of human culture. In this review we present data on a neurophysiological mechanism—the mirror-neuron mechanism—that appears to play a fundamental role in both action understanding and imitation. We describe first the functional properties of mirror neurons in monkeys. We review next the characteristics of the mirror-neuron system in humans. We stress, in particular, those properties specific to the human mirror-neuron system that might explain the human capacity to learn by imitation. We conclude by discussing the relationship between the mirror-neuron system and language.
résumé langue anglaise:
Le texte m'a semblé un peu flou du fait que je ne m'y connais que très peu en imagerie cérébrale. Mais je me suis demander aussi à quoi cela servait que de regarder quelles neurones (de l'imitation) s'activent lorsqu'on regarde quelqu'un lever le bras (par exemple). Il me semble qu'il est facilement observable dès la petite enfance que l'observation et l'imitation sont des caractéristiques fondamentaux dans l'apprentissage. Par contre, j'aurais aimé qu'il aborde un peu plus la question du langage et de l'imitation dans le rôle de celui-ci, cela me semblait très intéressant (plutôt au niveau théorique qu'au niveau de l'imagerie cérébrale...)
ReplyDeleteJe ne saisi pas du tout le questionnement ici. Pourquoi les neurosciences seraient-elles incapables d'expliquer la machine cérébrale ? L'exemple des neurones miroir m'apparaît très pauvre... Il est évidant que les neurosciences n'arriveront jamais à expliquer le fonctionnement du système nerveux en observant qu’un seul neurone à la fois. Voyez que j'exagère de la même façon en sens inverse. L'étude des neurones est un point important, puis l'assemblage des neurones formant un tissu cérébral permet d'expliquer un autre processus, puis l'ensemble des tissus expliquant encore une partie de la cognition. Ce sont des étapes que nous devons franchir une à la fois.
ReplyDeleteAbandonner tout de suite en se questionnant sur la pertinence de ce champ d'étude serait comme retourner dire à Galilée de laisser tomber ses études et que ses découvertes n'aboutiront jamais à rien.
Pour ce qui est de l'application des neurones miroirs à toutes les sauces, je suis perplexe à expliquer le langage oral par les neurones moteurs. Effectivement, la réussite d'un mouvement de la main par observation permet de communiquer de façon pratiquement instinctive. Pour ce qui est de la parole, il faut quand même beaucoup de pratique pour arriver à prononcer adéquatement les syllabes pour être compris. Le bébé qui est capable de dire ''Ba'' ou ''Pa'' ne réussi pas du premier coup, il doit certainement y arriver à force d'essai. À partir de quel âge un bébé est capable de se mouvoir de façon volontaire ? Cet exploit lui demande de la pratique avant d'être capable de pointer son biberon. Ne me dites pas qu'il arrivera à dire ''Ba'' grâce à la magie des miroirs cérébraux.
C'est la même chose pour la vision, il n'y a pas de perception de mouvement lorsqu'on bouge la tête. Les neurones miroirs n'ont rien à voir avec ce principe, c'est le comparateur entre l'image rétinienne et la décharge corollaire explique le principe. Ce n'est pas une imitation mais une comparaison.
Il ne faut pas mélanger les pommes avec les oranges.
1. Bien que la cognition n'est pas de la computation, une analogie basée sur cette hypothèse pourra peut-être donner une idée de la raison pour laquelle il n'est pas evident qu'on peut rétrogénierier les capacités T3 du cerveau par l'observation seule du fonctionnement du cerveau, même si pouvait observer tout ce qui ce passe à tous niveaux dans le cerveau, à partir des molécules jusqu'au assemblages de neurones du plus haut niveau: Si la cognition avait été de la computation, ça serait comme cherche l"algorithme qu'exécute un ordinateur en observant tout ce qui ce passe à tous niveaux dans l'ordinateur, à partir des molécules jusqu'au assemblages d'unités du plus haut niveau.
DeleteC'est les modèles causaux -- soit computationnels soit dynamiques -- qui devront venir avant, pour indiquer ce qu'on cherche dans le cerveau et non pas l'inverse.
2. Le problème pour le langage n'est pas la question de la généralisation de l'imitation gestuelle vers l'imitation vocale, mais le langage n'est pas la même chose que la vocalisation. (Et je ne crois pas que même les partisans du pouvoir explicatif des neurones miroires nierait qu'il peut y avoir un composant d'apprentissage dans leur fonctionnement, et en imitation gestuelle et en imitation vocale.)
J'ai un peu la même chose dans ma tête que François Fafard. D'ailleurs, j'ai ici un projet de deux jeunes artistes qui est probablement intéressant par rapport à notre sujet du cours : les deux ont créé un « jouet » dans le sens du test de Turning — mais on l'appelle un robot — dont la fonction unique est de se prendre des photos SELFIE et de les télécharger tout de suite sur sa page « personnelle » sur Tumblr.com, et tout ça, devant un miroir et lors qu'il capture sa propre image dans ce miroir. Voilà un jouet qui est capable de se reconnaitre dans un miroir.
DeleteVoici le lien vers la page « personnelle » de cette machine de selfie : http://memememeselfie.tumblr.com/,
ainsi que la présentation du projet : https://vimeo.com/108008040?from=outro-local
Je voudrais justement proposer un exemple par un point de vue autrement.
Turing. Désolée.
DeleteLi, comme tu le dis, c'est jouet, pas le T3. Donc ce n'est pas la reconnaissance de soi...
DeleteJ'ai trouvé un article qui soutien ce que je vouais dire à propos de l'utilité de la connaissance de l'architecture neural et la localisation en neurosciences (savoir où se passent les choses):
ReplyDeletehttp://www.nature.com/nrn/journal/v15/n8/full/nrn3747.html
Dans cet article, il font un analyse du fonctionnement des neurons de la cortex temporal ventral et son rôle dans la catégorisation. Le fait d'avoir supposé que c'était cet aire précis où il y avait de l'activité lorsqu'un individu reconnait un objet et le catégorise a permis de rechercher le fonctionnement de ces neurons là et l'association avec le patron d'activité neuronal avec les computations recquises pour la catégorisation visual. Je crois que ce n'est pas futile d'essayer de mettre ensemble les processus cognitives (comment on fait quelque chose) avec les correlats biologiques (neurals) qui correspondent a chaque activité de l'esprit humain. Je pense que cet example aide un peu a soutenir ce que je voulais dire mardi soir.
Excellent supplément, Fernanda!
DeleteVoici une version en-ligne à laquelle tout le monde peut accéder: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4143420/
C'est un travail hybride où la neuroscience fournit les corrélats anatomiques et physiologiques, mais la modélisation computationnelle de la vision fournit les algorithmes.
Le défi serait qu'un jour ça soit la neuroscience qui fournit les algorithmes.
(Noter en passant que les niveaux de Marr -- intitulé computationnel + algorithmique + implémentationel -- sont en vérité: capacité-T3 + computation(algorithme) + implémentation. Et que les auteurs de cet articles disent qu'ils ne fournissent pas les algorithmes mais des « représentations » )
Mais c'est sûr que c'est intéressant et prometteur.
Le texte est intéressant, mais je crois qu'avoir une base en neurologie pour éviter de se perdre dans les références à des parties précises du cerveau serait nécessaire à sa compréhension idéale.
ReplyDeleteSi j’ai bien compris, le mot miroir désigne que les neurones réagissent aussi bien à ses propres mouvements qu’à ceux des autres espèces. Par ailleurs, je ne saisis pas pourquoi un neurone ne répond qu’à une seule sorte d’actions et pas plusieurs. Je sais que si le sujet voit un mouvement différent, il ne réagira pas. Par exemple, si au lieu de lever le bras, il bouge les doigts. Par contre, j’aimerai en savoir davantage sur le pourquoi de la chose. Je comprends que ces neurones miroirs ont été retrouvé dans le cortex prémoteur du singe étant donné que c’est cette partie qui organise les mouvements et les gestes chez cet animal. De plus, il est aussi normal d’en retrouver dans le lobe pariétal étant donné que cette partie intègre les différentes modalités sensorielle. Ces neurones miroir joue donc un rôle important dans la cognition sociale puisque l’imitation des mouvements aide à en apprendre son fonctionnement, ce qui pourrait même ressembler à la théorie de Pavlov sur le fait qu’il peut y avoir un apprentissage en élaborant une association par la répétition. Par exemple, répéter le même mouvement en associant que tel mouvement représente tel geste (lever le pouce pour faire du stop, par exemple). Sans oublier que parmi l’imitation, il y a aussi l’empathie qui reste un élément important dans la cognition sociale parmi lequel les neurones miroir ont un rôle à jouer.
ReplyDeleteOn ne sait pas si les propriétés des neurones miroires sont innés ou apprises. On ne sait non plus comment ça se fait que leur activité est corrélée avec un certain mouvement fait par soi-même ou par autrui. Comme ça ils n'expliquent ni l'empathie, ni la cognition sociale!
DeleteSelon ce que j'ai saisi, nos neurones miroirs, contrairement à ceux des singes (ou des chats, j'imagine), décomposent le geste, s'activant pour chacun des mouvements qui forment le geste, et non seulement pour le geste dans son ensemble. Et cette différence ferait en sorte que nous soyons aptes à imiter imiter un geste.
ReplyDeleteNotre aptitude à imiter ne provient-elle pas aussi de la capacité de nos neurones miroirs de réagir à un geste intransitif, comme tendre le bras et fermer la main sur rien, et non seulement à un geste transitif, comme tendre le bras et fermer la main sur une pomme?
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Je crois avoir été témoin, hier, d'une absence de compréhension du geste chez un chat. J'avais échappé par terre une croquette qui lui était destinée. Je l'ai pointée du doigt pour lui montrer où elle se trouvait. Au lieu de se diriger dans la direction indiquée, il est venu vers moi et m'a léché le doigt.
Les animaux ne comprennent quand on point (mais on peut les entrainer à le faire). Idem pour l'imitation (sauf pour certaines tendances innées d'imiter, surtout l'enfant de son parent.
DeletePour les gestes « transitives » (les mouvements que s'appliquent à un objet, et ne se font pas juste dans l'air) on ne sait pas comment les neurones les distinguent, mais c'est probablement liés à la capacité des neurones de reconnaitre les « affordances » que j'ai explique pendant le cours: apercevoir non seulement la forme, mais ce que je peux faire avec.
Je ne vois pas pourquoi il n'y aurait aucune médiation cognitive dans le mécanisme dont font partie les neurones miroirs. Selon ce que Rizzolatti écrit, ce mécanisme ne nous ferait pas réagir à l'interprétation que l'on peut se faire d'un stimulus, mais strictement à ce stimulus. Pour moi, ça va à l'encontre du principe même de l'apprentissage. Il y a forcément une interprétation qui "naît" en même temps que mes neurones miroirs s'activent, même si la manifestation électrique de cette interprétation (whatever that is) ne s'exprime pas par l'activation de ces mêmes neurones miroirs. D'autant plus qu'il écrit plus loin que le langage est issue de ce mécanisme neurophysiologique, ayant grandement évolué à partir des communications gestuelles. Il ajoute que ce même mécanisme crée des liens sémantiques communs entre les individus qui communiquent. Il me semble difficile d'exclure l'interprétation du mécanisme, quand il est question de sens commun.
ReplyDeleteC'est sûr que la corrélation mystérieuse entre l'activité du neurone miroir et le geste exécuté par moi ou par autrui n'est pas expliquée. La cognition qui l'accompagnerait est d'autant moins expliquée. Et bien que le langage est mentionné, de fait on ne parle que de la reconnaissance et l'imitation des gestes et des vocalisations.
DeleteP.S. Antoine, pourrais-tu stp ajouter une photo à ton profile comme les autres pour que je puisse reconnaitre ta tête en classe pour intégrer mes évaluations des commentaires et des interventions orales?
DeleteOups! Voilà : )
DeleteJe pense que c'est une belle tentative pour décrire les corrélats neurologiques du langage. On aurait enfin trouver notre implémentation. Le robot construit sur le modèle des neurones miroirs correspondrait-il à T3?
ReplyDeleteSi les neurones miroirs sont à la base de la compréhension, est-ce que Searle n'a pas compris le chinois parce qu'il ne possède pas les schémas moteurs correspondants au son du chinois? Ces schémas, étant reliés à un contexte particulier, lui auraient permis par un jeu d'association de comprendre le sens de ce qu'il disait. Ce qui manque à notre robot pour comprendre le chinois serait une expérience de vie ou il aurait emmagasiné des schémas moteurs liés à des contextes particuliers.
C'est sûr que les liens entre les objets et les mouvements manquent dans la pièce chinoise de Searle. Mais la découverte des neurones miroires ne nous amènent pas plus près d'une explication du langage -- ni de l'imitation.
DeleteÉtant physicien, j’ai beaucoup aimé ce texte, car il s’appuie sur de la science expérimentale. L’auteur affirme dès le début que très peu d’espèces sont capable d’apprendre par imitation. Je pense qu’il aurait dû référer à un arcticle où un autre auteur, car l’affirmation telle quel surprend. Je ne m’étalerai pas là-dessus, mais je me rappelle très bien avoir été sur une ferme et apprendre à des petits poussins comment picorer en tappant longuement du bout de mon doigt un bol de grains. Ils ont finis par picorer après un moment. Ce sujet mériterait donc selon moi d’être analyser.
ReplyDeleteJ’aime bien la différenciation qu’il fait dès le début sur deux types de neurones miroirs. Je crois que plusieurs ont eus de la difficultés à les saisir. Je vais faire de mon mieux pour expliquer dans les bons mots. Le type strictement congruent s’active quand exactement la même action est faite par soi-même ou lorsqu’elle est observée. Le type généralement congruent s’active lorsque tout action similaire est faite par soi-même ou observée.
J’aime bien l’expérience qui a été faite sur les singes pour regarder si un action caché dont on entendrait les bruits puissent activer les cellules miroirs. Cela a permis que la moitié des neurones miroirs ne s’activaient pas lorsque le signe ne voyait pas l’action, mais l’entendait. Ça montre que l’aspect visuel est essentiel chez le singe. Je ne crois pas que l’on puisse dire toute de suite que c’est pareil pour l’humain, car nous avons un cerveau un peu différent et nous avons peut être la capacité de se créer une bien meilleure image mentale de quelque chose que le singe. Des expériences chez l’humain ont également montré que l’activité cérébrale est la même lors de l’obervation ou l’exécution d’une action. Nous pouvons voir une différence avec l’humain lors de l’observation d’évènements qui n’ont pas de buts quelconque. Il semblerait que le singe est besoin que chaque action est un but clair afin que ses neurones miroirs s’activent. Toutefois, le système moteur du cerveau ne s’active pas chez l’humain lors de l’observation d’évènement qu’il ne connait pas ce qui est similaire au singe qui doit connaître le but.
J’aime bien aussi l’expérience qui demande à un groupe de gens de dire «ba» et «ga» pendant qu’un autre groupe saisisse des objets. Il semblerait que plus le premier groupe parlait fort et plus les gens avaient tendance à prendre de gros objets. Cela apporte un point que je troue intéressant; les processus d’imitation et la stimulation des neurones miroirs surviennent bien plus souvent que l’on pense. La ressemblance entre deux actions pourrait donc être très minime afin de les activer.
Peut-être notre cerveau voit-il de la ressemblance dans certaines actions que nous observons ou que nous faisons et que ceci influence par imitation nos actions sans que nous nous en rendons compte?
Bon, aujourd'hui, un petit commentaire sur le traitement des animaux. Il y a un endroit dans le texte de Rizzoletti où il nous dit qu'il aurait pu entrevoir l'idée de sciemment "détruire" les neurones miroir de certains singes afin de voir ce que cela aurait pour effet. Ce n'est pas ce qu'ils ont fait, mais en voyant la manière désinvolte avec laquelle ils en parlaient, cela m'a paru plus que probalble que quelqu'un quelque part le fait. Parrallèllement à cela, j'ai vu des documentaires sur la recherche congnitive où l'on faisait des tests avec les animaux. Là où je veux en venir, c'est que la manière dont on traite les animaux est tout simplement horrifiante. Détruire volontairement une partie d'un cerveau d'un singe, un être ayant une parenté, sinon physique, du moins symbolique avec nous, est un geste grave. Et il n'y a pas toujours ce respect envers les animaux dans ces expériences, c'est-à-dire que je ne pense pas que les scientifiques réalisent la gravité du geste. Et la question que l'on doit impérativment se poser est: "Est-ce que détruire des vies animales et de faire souffrir en valait réellement la peine?" Après autant de sacrifice et de souffrance, peut-on dire que ça va maintenant tellement mieux dans le monde? Il est clair que non. Comme toujours, nous sommes confronté à la violence. Et la raison, comme toujours, est que la force de l'extériorité technique n'est jamais aussi grande que la capacité qu'a chaque être humain à se contrôler lui-même.
ReplyDeleteComme un linguiste, évidemment, je ne peux pas être d’accord avec la réduction du langage à une simple vocalisation. Non, le langage n’est pas égal aux mouvements des organes de la parole. Je suis d’accord, que certains types de neurones, qu’on peut appeler « cellules-miroirs », (et surement les autres aussi) jouent un rôle important dans la réalisation de notre capacité langagière. Mais ces cellules n’expliquent guère le langage. Le sens des gestes buccales ou manuelles, ça, au moins, ne me semble pas expliqué au niveau neurobiologique.
ReplyDeleteLa neuroscience nous fournit les réponses importantes sur le fonctionnement de notre cerveau. Avec l’avancement qu’on fait dans le domaine, on pourrait un jour créer un cerveau artificiel de notre T3. Sauf que ce qu’on cherche ici, dans les sciences cognitives et à quoi m’amène ce cours à réfléchir ne permet pas comprendre ou reconstituer le mécanisme du fonctionnement de notre cognition. Cependant, j’ai l’impression qu’on peut utiliser les données fournies par la neuroscience afin de découvrir le mécanisme causal à partir de ce qu’on trouve en neurosciences.
ReplyDeleteJe trouve intéressant de faire la géographie du cerveau, et je pense que c'est nécessaire comme point de départ à la compréhension de ce dernier. Le choix des singes comme cobayes est judicieux de par la similarité génétique qu'ils ont avec les humains, cependant je trouve que ces chercheurs passent à côté de la plaque; on peut associer des situations à des zones d'activité cérébrale (comme pour faire la distinction entre les cellules mirroirs strictement congruentes et ''broadly'' congruentes), mais les singes cobayes ne peuvent pas communiquer ce qui se produit dans leur esprit au moment de l'action, et cela m’apparaît essentiel à l'analyse cognitive. De plus, je ne pense pas que les singes verbalisent leur pensé comme le font les humains, donc forcément, les mécanisme interne du cerveau humain doivent différer.
ReplyDeleteLe fait que les cellules mirroirs soient plus répondantes aux stimulis visuels qu'aux stimulis auditif me semble logique, puisque l'information sur notre environnement qui nous est transmise par la vue est beaucoup plus riche que celle transmise par l’ouïe. C'est bien que les chercheurs en aient eu la confirmation, mais je pense qu'on aurait pu la déduire.
Mon dernier commentaire pour cette lecture porte sur la quantité incroyable de cellules neuronales différentes qu'il existe. Juste dans ce texte, au moins 10 groupes différents sont discutés, et ont ne parle, à la base, que de cellules neuronales liées à la motricité...
J'aime bien ton point de vue Dominic. Il est vrai que le fait d'expérimenter sur des singes est limitant, car ils ne peuvent communiquer oralement ce qui se produit. Toutefois, il est possible d'en savoir au moins une partie en leur faisant faire des actions simples comme de voir un autre singe manger une banane. Une action simple comme cela bien contrôler activera grosso moddo les mêmes zones dans le cerveau.
DeletePour le stimuli auditif, je suis d'accord avec toi que ça aurait pu être déduit facilement qu'il active moins le réseau neuronal qu'un stimuli complet (visuel/auditif). Un stimuli auditif d'après moi demande bien plus de réflexion afin de savoir à quel action il correspond qu'un stimulu visuel. C'est pour cela d'après moi qu'un stimuli auditif active bien moins les cellules mirois qu'un stimuli complet visuel/auditif.
À la lumière de cette lecture, je comprends que les neurosciences ne peuvent à elles seules résoudre la question de la cognition par la computation. En effet, connaître le lieu ou la corrélation entre une zone et un stimuli ne nous explique pas le comment, donc également pas le computable. Si nous remontons dans le temps, notre intuition nous a souvent permis d’entrevoir une explication à un questionnement qui ne nécessitait pas, au préalable, de posséder et de maîtriser des outils de mesure pour le démontrer. Dans un premier temps, il y a l’observation et le questionnement; parfois le questionnement vient avant l’observation. Ensuite, nous établissons une méthode de recherche (dans notre cas, c’est Turing qui a développé la méthode). Finalement, très souvent, nous devons faire appel à diverse disciplines complémentaires afin d’élaborer des instruments de mesures (ex: la machine de Turing). Prenons l’exemple des atomes : des scientifiques ont eu l’intuition qu’ils existaient malgré leur incapacité à le démontrer; tout comme cela fût pour les microbes et les bactéries. Ces scientifiques ont établis une méthode recherche. Par la suite, ils ont fait appel à diverses disciplines pour créer des outils de mesure. Aujourd’hui, non-seulement les atomes sont observables, il y a des gens qui s’amusent à faire de la manipulation d’atomes pour faire des animations simplistes. Nous comprenons davantage l’atome mais sont fonctionnement reste très peu compris; sinon la fission de l’atome serait possible. C’est dans ce sens que je crois qu’en effet, savoir que c’est dans le cerveau qu’il faut chercher si nous voulons comprendre ses algorithmes et son fonctionnement computable. Les neurosciences peuvent alors être le point de départ de l’observation mais aussi, le point de départ pour la recherche et le développement de nouveaux outils nous permettant de mesurer et de percevoir ce que nous n’arrivons pas pour le moment à saisir. Nous sommes constamment dans la recherche d’outils mécaniques, analogues ou numériques, c’est très bien mais peut-être que pour percer le mystère de la cognition, il nous faudra explorer les autres dimensions qui régissent tout autant le réel.
ReplyDeleteIl est certain que si on veut approfondir notre compréhension de la cognition, avoir une carte des sièges de fonctions cérébrales est fort utile. Je comprend le principe de neuroscience: déterminer les zones actives lors de certains processus du cerveau et les interactions entre ses différentes parties. Le fait de connaître l'endroit où se situe le moteur d'un processus ne m'apparait pas essentiel à la compréhension de ce dernier. La neuroscience m'apparait comme un outil pour apréhender les sciences cognitives, et non comme un modèle de celle-ci. Le fait de connaître l'existence des cellules mirroirs et de la différentiation au sein de celles-ci est un avancement pour les sciences de la cognition, leurs régions respectives l'est-il?
ReplyDeleteDeuxième question: Les résultats expérimentaux obtenus sur des primates peuvent-ils être extrapoler aux être humain?
Je sais que génétiquement, nous sommes très semblable, mais les humains sont des êtres languagiers, et les primates ne le sont pas; la pertinence de ces résultats peut donc être questionnée.
La neuroscience est un outils pour appréhender les sciences cognitives, mais l'inverse l'est aussi. La cartographie des régions en sciences cognitives peut facilement être utilisés en neurosciences afin de trouver des régions «anormales». Cela fait en sorte que les régions respectivent sont tout aussi un avancement pour les sciences de la cognition tant que pour les neurosciences. Comme tu dis, les deux sont indissociables.
DeleteDans se texte, la géographie du cerveau nous permet de comprendre que la neurosciences n'établie pas de liens complet en la cognition et la computation. Bien que cette science nous permet de savoir ou sont les zones active et inactive du cerveau lorsque l'humain agis. La carte des fonctions cérébrales aide à comprendre le processus de la cognition. C'est pourquoi on peut placer la neurosciences comme un outil de la sciences cognitive. Ce texte est très intéressant.
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