Cerveau

Sommaire
1 Terminologie & vocabulaire
2 Vue d'ensemble
3 Anatomie
4 Fonctions
5 Voir aussi

5.1 Liens internes
5.2 Liens externes

Terminologie & vocabulaire

Bonjour,

peut-être serez-vous intéressés par l’analyse ci-dessous ?, extraite d’un de mes ouvrages.

Cordialement

P. Moyne – www.paulmoyne.com ; www.apparitiondelavie.com ; www.evolutiondesespeces.com ; www.emergencedelhomme.com


Cerveau et ordinateur


Nombre de chercheurs s'échinent à comparer le cerveau et l'ordinateur comme si ce dernier était représentatif d'une intelligence artificielle.

Quid de cette intelligence ?



Toute structure destinée à traiter des informations numérisées,

qu'elle soit constituée de matière inerte comme l'ordinateur, ou de matière animée comme le cerveau,

se distingue, en première analyse, par deux spécificités majeures :

- sa capacité à réaliser en un minimum de temps, des suites corrélées de basculements binaires élémentaires  : "de 0 à 1" ou "de 1 à 0" (d'état non activé à état activé ou d'état activé à état non activé).

Comme unité de mesure et par commodité, nous retiendrons le gobes (10 puissance 9 opérations binaires élémentaires par seconde),

- sa mémoire quantifiée en vecteurs binaires de l'information, c'est à dire en bits représentatifs des nombres "0" ou "1" (des états non activé ou activé).


Choisissons l'activité des cellules photosensibles qui constituent le fond de l'oeil (ce sont les cônes et les bâtonnets de la rétine distribués autour de l'axe dit visuel).


Compte tenu de l'expérience acquise par les informaticiens dans la numérisation, la mémorisation et l'animation des images,

et imaginant la difficulté qu'il y a à saisir de manière subordonnée et cohérente, les caractères d'état des ondes lumineuses, de les différencier, in fine, de les recomposer pour former dans le domaine de l'abstraction et suivant des processus innés, les imageries virtuelles qui servent de référentiel,

(des processus beaucoup plus complexes que ceux résolus par les caméras numériques),

il n'est pas déraisonnable de supposer que l'analyse d'un point-image saisi par l'oeil nécessite au moins 10 traitements successifs par seconde,

chaque traitement impliquant lui-même, 100 opérations binaires élémentaires,

soit par cellule photosensible 1000 opérations binaires élémentaires par seconde.


Bien évidemment chaque cellule du corps est également un petit cerveau en interaction avec le cerveau central, de telle sorte qu'il y a correspondance entre les activités cellulaires et neuronales.

Notre corps étant vraisemblablement constitué de plus de 10.000 milliards de cellules manifestant un niveau opérationnel aussi intenses que celui des cônes et des bâtonnets de l'oeil,

le cerveau devrait ainsi permettre de réaliser plus de 10 millions de gobes.


Cette estimation nous semble cependant très en dessous de la réalité.

En effet, au niveau de la cellule se déroulent d'incessantes effectivités créatrices impliquant, elles aussi, des myriades d'extraordinaires opérations binaires ; songez aux effectivités créatrices inhérentes au processus immunitaire.

Rappelons qu'en quelques milliardièmes de seconde sont notamment imaginées, synthétisées, expérimentées et mises en oeuvre, en fonction d'expériences du vécu et dans le cadre d'un système unique de repères de valeur, diverses molécules destinées à combattre les agents pathogènes,

des molécules dont la structuration échappera longtemps encore, à l'entendement conscient.


D'autre part, croyez-vous que l'élaboration des concepts, des idées, des anticipations du devenir, ..., qui, eux aussi, meublent le(notre) domaine de l'abstraction, ne nécessitent aucun traitement d'information ?

Bien évidemment non.


Pour estimer le nombre de basculements binaires élémentaires traités par le cerveau, il convient donc de prendre en compte la dynamique la plus intériorisé de celui-ci.

C'est pourquoi nous préférons nous inspirer des travaux de John C Ecclès (excusez le nécessaire ésotérisme) :


"L'activité clé d'une synapse consiste en ce qu'une des vésicules synaptiques libère dans la fente intersynaptique la substance transmettrice qu'elle contient ... Il y a conservation du transmetteur synaptique par un processus qui à ce jour n'a pas encore été élucidé ... Une impulsion nerveuse envoie un grand nombre d'ions Ca2+ dans un bouton, des milliers de fois plus que les quatre ions Ca2+requis pour l'exocytose. Aussi l'insuffisance d'apport en ions Ca2+ n'est-elle pas la cause de la réaction de conservation que l'on observe invariablement dans le phénomène d'exocytose, où il ne s'en produit jamais plus d'une lorsqu'une impulsion pénètre dans le bouton..."...

"...l'action de l'intention mentale se résume à modifier la probabilité de l'émission vésiculaire des synapses activés" (cf. Comment la conscience contrôle le cerveau),


et nous en remettre aux estimations de Stuart Hammeroff :


"Si l'on fait l'hypothèse que les microtubes sont disposés en parallèle et espacés de 100 nanomètres, et que l'on prend en compte dans le volume cérébral ce qui correspond au cytoplasme neuronal, on arrive approximativement au nombre de 1014 microtubes dans le cerveau humain. Si chacun d'eux peut changer d'état toutes les 10-9 ou toutes les 10-11 seconde, l'ensemble des microtubes cérébraux présente donc une capacité de traitement de l'information d'environ 1023 à 1025 bits par seconde."


Le cerveau humain est ainsi capable d'assurer au moins " 10 puissance 14" à " 10 puissance 16" gobes.


Quant à ses capacités mémoire, elles sont corrélativement grandissimes, à la limite de l'entendement, quasiment sans commune mesure avec celles permises par les configurations électromagnétiques des ordinateurs,

et ce d'autant plus que le cerveau ne peut être dissocié de l'ensemble des cellules du corps (rappelons qu'une cellule comporte plus 1000 milliards d'atomes, ceux-ci étant les constituants de base des mémoires biologiques).


Pensez entre autres, aux myriades d'informations et de directives à effet biologique et à effet comportemental, mémorisées, par le biais d'atomes, sur l'ADN et l'ARN.


En conséquence, il nous semble utopique de chercher à quantifier l'équivalent mémoire de l'indissociable ensemble "cerveau - corps".

Nous estimons néanmoins qu'il est amplement supérieur à " 10 puissance 25" bits.


Qu 'en est-il en ce début du troisième millénaire, des capacités maximales de traitement de l'information, atteintes par l'ordinateur ?


A notre connaissance, le plus gros ordinateur actuel est le Cray-x1 fabriqué par la firme Cray Inc..

Sa puissance de calcul s'élève à 52.400 milliards d'opérations par seconde, 52.400 gobes (soit 52,4 téraflops en langage anglo-saxon).

Il comprend trois grosses armoires informatiques, un encombrement extrêmement réduit en regard des super ordinateurs classiques, certains occupant une surface équivalente à celle d'un terrain de football.

Pour 2010, la firme Cray s'est fixée comme objectif : un million de milliards d'opérations par seconde avec son "pétaflop", soit " 10 puissance 6" gobes.


Pour information,

- le premier super ordinateur conçu par Seymour Cray, en 1976, exécutait 160 millions d'opérations par seconde.

- "Earth Simulator" au japon, fabriqué par Nec, est un réseau de 640 ordinateurs capables de 40 téraflops (encombrement au sol : 65x50 mètres).

Conclusions


En comparant les performances respectives du super ordinateur actuellement en étude (" 10 puissance 6" gobes) avec celles de notre cerveau (" 10 puissance 14" à " 10 puissance 16" gobes), nous pouvons considérer que l'activité de ce dernier est équivalente à celle de plus de 100 millions de super ordinateurs de l'an 2010 !

La suprématie du cerveau humain apparaît dès lors incontestable, bien que l'homme ne puisse pas rivaliser avec les calculateurs électroniques dans nombre de domaines.


Autre remarque majeure confortant ce point de vue :

l'entité qui nous anime et qui, au sein du cerveau, initie les basculements des bits et juge du "sens", s'avère directement impliquée dans l'ensemble du corps, par le biais de micro logiciels associés aux cellules.

Les neurones, cellules singulières, ne permettent-ils pas à cette entité de se reconnaître sous le couvert du je (moi, ego, sujet, esprit) ?,

un fait essentiel que les tenants de l'intelligence artificielle se gardent de rappeler !


Ainsi, l'ordinateur sera, et à jamais, uniquement capable de stocker et de manipuler des bits dans le cadre des logiciels qui lui sont assignés, même si, demain, certaines structures de matière inerte qui le composent actuellement, sont remplacées par des structures biologiques.


Plus précisément, il demeurera toujours un outil n'ayant aucune maîtrise de lui-même, ne serait-ce que parce qu'il ne s'auto-pose jamais de problématiques émergeant au conscient, qu'il ne s'en auto-posera jamais, sans qu'un esprit, celui de l'homme, ne l'ait fait avant et pour lui,

et ce, en exprimant des intentionnalités par le biais de logiciels.


Chacun d'entre vous jugera du niveau d'intelligence de l'ordinateur et du contenu à donner au concept d'intelligence artificielle !

Vue d'ensemble

Le cerveau des vertébrés contrôle et coordonne la plupart des mouvements, du comportement, l'homéostasie des fonctions internes telles que le rythme cardiaque, la pression artérielle, la température du corps... Certaines parties du cerveau gèrent la mémoire, les émotions, la parole : ce sont les portions les plus récentes et les plus évoluées du cerveau, particulièrement développées chez l'Homme.

Chez la plupart des animaux, le cerveau se trouve dans la boîte crânienne, où il est protégé par les os du crâne, ainsi que par le liquide céphalo-rachidien (ou liquide céphalo-spinal). Le cerveau des vertébrés se développe à partir du neuroderme chez l'embryon, lui même issu de l'ectoderme (qui donnera aussi la peau). Les plus petits insectes ne possèdent pas plus de quelques millions de neurones, quand l'homme en possède plusieurs millions de milliards.

Les régions du cerveau correspondent à des fonctions : les fonctions sensorielles et motrices dans la partie supérieure, la vue dans la partie la plus postérieures, le langage en avant, etc.

Image manquante
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Cerveau de souris

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Cerveau de chat

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Cerveau humain

Cerveau de souris

Cerveau de chat

Cerveau humain

Anatomie

Le cerveau est grossièrement divisé en 3 parties : la fosse postérieure, où on trouve la moelle allongée et le métencéphale (cerveau le plus archaïque, qui gère les fonctions essentielles : rythme cardiaque, respiration, température interne...), le cerveau 'moyen' (mésencéphale), et le cerveau 'antérieur' (diencéphale et télencéphale).

Le cerveau humain possède un cervelet, branché en parallèle sur le tronc cérébral, à la face postérieure de celui-ci.

Le système nerveux des vertébrés se distingue par l'encéphalisation et la symétrie des hémisphères.

Les animaux les plus évolués ont développé une organisation complexe, en couche et en réseau, de leurs cellules.

Le cerveau humain est composé de deux hémisphères reliés par le corps calleux (pont de fibres nerveuses, donc de substance blanche)

Par ailleurs, les circonvolutions apparaissent, et permettent d'augmenter la surface de la substance grise en périphérie du cerveau.

La substance grise est constituée du corps cellulaire des neurones, c'est-à-dire là où sont reçues, traitées, intégrées les informations électriques, avant d'émettre une réponse. La substance blanche, elle, est composée de fibres nerveuses : c'est-à-dire composée d'axones de neurones, qui se dirigent vers leur destination dans le cerveau, ou le reste du corps.

Exemple : le faisceau pyramidal est composé des fibres qui vont commander les muscles et permettre la motricité volontaire. Ce faisceau est originaire de la substance grise corticale des régions pariétales du cerveau (partie médiane du cerveau), puis il chemine dans le cerveau, le tronc cérébral, la moelle épinière, où il donne régulièrement des nerfs composés de certaines de ses fibres, vers les muscles du corps.

On retrouve aussi de la substance grise dans les noyaux gris centraux, qui sont des petites formations grossièrement ovoïdes, qui se trouvent au plus profond du cerveau et qui gèrent certaines fonctions vitales ainsi que la mémoire.

Les méninges sont les enveloppes de tissus qui se trouvent entre le crâne osseux et le cerveau. Elles sont composées de la dure-mère (tout contre le crâne), de l'arachnoïde, et de la pie-mère (qui tapisse très intimement le cerveau)

Fonctions

Le cerveau des vertébrés reçoit des signaux par les nerfs afférents (c'est-à-dire que leurs informations « remontent » vers le cerveau. C'est le cas des nerfs sensitifs, qui acheminent les sensations, par exemple la douleur : de la peau au cerveau) de la part de chaque portion du corps; il reçoit ce signal, l'interprète, et en tire une réponse fondée sur l'intégration des signaux électriques reçus, puis la transmet.

Ce jeu de réceptions et d'émission de signaux (après leur intégration) représente la fonction majeure du cerveau, qui explique à la fois les sensations, le mouvement, la mémoire... et aussi la conscience. Les activités cognitives supérieures (l'intelligence, la réflexion) se déroulent dans les parties les plus antérieures du cerveau : les lobes frontaux (droit et gauche), particulièrement par leur interactions avec le système limbique (thalamus, hippocampe, qui appartiennent aux noyaux gris centraux). Le cerveau a aussi un rôle de production hormonale, à partir de l'hypophyse, de l'hypothalamus, de l'épiphyse en particulier (trois petites régions situées à la base du cerveau impliquée dans la gestion des autres hormones)

Ainsi, par le rôle central qu'il exerce dans la captation des stimuli externes, le cerveau occupe le rôle central de création des réactions à l'environnement. La faim, la peur, le danger, la douleur, le besoin d'uriner, etc. sont des stimulations dont le but terminal se situe dans des zones spécialisées du cerveau, qui y analyse l'information, avant de répondre par la réponse appropriée.

En revanche, il ne faut pas se méprendre à penser que le cerveau est responsable des mouvements réflexes, comme par exemple le fait d'enlever notre main immédiatement lorsqu'elle entre en contact avec une surface brûlante. C'est de la moelle épinière, et non du cerveau, que proviennent ces mouvements réflexes.

Voir aussi

Liens internes

Liens externes


Système nerveux

Cerveau - Moelle épinière - Système nerveux central - Système nerveux périphérique - Système nerveux somatique - Système nerveux autonome - Système nerveux sympathique - Système nerveux parasympathique

See also: Cerveau, Accident vasculaire cérébral, Anatomie, Cervelet, Classement thématique des neurosciences, Conscience, Corps, Corps calleux, Cortex sensoriel et plasticité cérébrale