La Philosophie Des Neurosciences

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La philosophie des neurosciences

Publié pour la première fois le 7 juin 1999; révision de fond mar 6 août 2019

Over the past four decades, philosophy of science has grown increasingly “local”. Concerns have switched from general features of scientific practice to concepts, issues, and puzzles specific to particular disciplines. Philosophy of neuroscience is one natural result. This emerging area was also spurred by remarkable growth in the neurosciences themselves. Cognitive and computational neuroscience continues to encroach directly on issues traditionally addressed within the humanities, including the nature of consciousness, action, knowledge, and normativity. Cellular, molecular, and behavioral neuroscience using animal models increasingly encroaches on cognitive neuroscience’s domain. Empirical discoveries about brain structure and function suggest ways that “naturalistic” programs might develop in detail, beyond the abstract philosophical considerations in their favor.

La littérature distingue la «philosophie des neurosciences» de la «neurophilosophie» depuis deux décennies. Le premier concerne les questions fondamentales des neurosciences. Ce dernier concerne l'application des concepts neuroscientifiques aux questions philosophiques traditionnelles. L'exploration de divers concepts de représentation employés dans les théories neuroscientifiques est un exemple du premier. L'examen des implications des syndromes neurologiques pour le concept de soi unifié est un exemple de ce dernier. Dans cette entrée, nous développerons davantage cette distinction et discuterons d'exemples des deux. Tout comme cela s'est produit dans l'histoire du domaine, le travail dans ces deux domaines est dispersé dans la plupart des sections ci-dessous. Tout au long, nous essaierons de spécifier dans quelle zone se situe le travail de repère, lorsque cet emplacement n'est pas évident.

Un aspect passionnant du travail en philosophie de la neuroscience ou de la neurophilosophie est l'élément continu de surprise. Les deux domaines dépendent carrément des développements en neurosciences, et on n'a tout simplement aucune idée de ce qui se passe dans cette science incroyablement rapide. La fiction spéculative de l'année dernière est la réalité scientifique de cette année. Mais cette fonctionnalité rend difficile la gestion d'une entrée d'encyclopédie mise à jour une fois par décennie. Les détails scientifiques sur lesquels les philosophes réfléchissaient lors des mises à jour passées peuvent désormais être lus de façon lamentable. Pourtant, on veut aussi capturer une certaine histoire des domaines en cours. Notre solution à ce dilemme a été de maintenir les discussions précédentes, de refléter cette histoire, mais d'ajouter des mises à jour scientifiques et philosophiques plus récentes, non seulement aux sections de cette entrée ajoutées ultérieurement,mais aussi parsemé des discussions précédentes. Ce n'est pas toujours une solution parfaite, mais cela préserve quelque chose de l'histoire de la philosophie des neurosciences et de la neurophilosophie contre les progrès continus des sciences dont dépendent ces domaines philosophiques.

  • 1. Avant et après la neurophilosophie
  • 2. Matérialisme et philosophie éliminatoires neuralisés
  • 3. Neurosciences et psychosémantique
  • 4. Conscience expliquée?
  • 5. Localisation des fonctions cognitives: des études sur les lésions à la neuroimagerie fonctionnelle
  • 6. Un résultat de l'idéologie de recherche co-évolutionniste: l'accent de la philosophie sur les neurosciences cognitives et computationnelles
  • 7. Développements dans la philosophie des neurosciences
  • 8. Développements au cours de la deuxième décennie du XXIe siècle
  • Bibliographie
  • Outils académiques
  • Autres ressources Internet
  • Entrées connexes

1. Avant et après la neurophilosophie

Historiquement, les découvertes neuroscientifiques ont exercé peu d'influence sur les détails des philosophies matérialistes de l'esprit. Le «milieu neuroscientifique» du dernier demi-siècle a rendu plus difficile pour les philosophes d'adopter des dualismes substantiels sur l'esprit. Mais même les théories identitaires du «type-type» ou de «l'État central» qui ont pris une brève importance à la fin des années 1950 (Place 1956; Smart 1959) se sont appuyées sur quelques détails réels des neurosciences émergentes. Rappelez-vous le premier exemple préféré d'une revendication d'identité psychoneurale: «la douleur est identique à la mise à feu de la fibre C». Les «fibres C» se sont avérées être liées à un seul aspect de la transmission de la douleur (Hardcastle 1997). Les premiers théoriciens de l'identité n'ont pas mis l'accent sur les hypothèses d'identité psychoneurale. Leurs termes «neuro» étaient certes des espaces réservés pour les concepts des futures neurosciences. Leurs arguments et motivations étaient philosophiques, même si la justification ultime du programme était considérée comme empirique.

Les excuses présentées par les premiers théoriciens de l'identité pour avoir ignoré les détails scientifiques étaient que la neuroscience à cette époque était trop naissante pour fournir des identités plausibles. Mais des identités potentielles étaient en cours. Les démonstrations électrophysiologiques de David Hubel et Torsten Wiesel (1962) des propriétés de champ réceptif des neurones visuels ont été rapportées en grande pompe. En utilisant leurs techniques, les neurophysiologistes ont commencé à découvrir des neurones dans tout le cortex visuel sensibles aux caractéristiques de plus en plus abstraites des stimuli visuels: des bords à la direction du mouvement aux couleurs aux propriétés des visages et des mains. Plus particulièrement, Donald Hebb avait publié The Organization of Behaviour (1949) plus d'une décennie plus tôt. Il avait offert des explications détaillées des phénomènes psychologiques en termes de mécanismes neuronaux et de circuits anatomiques. Son explication psychologique comprenait des caractéristiques de perception, d'apprentissage, de mémoire et même de troubles émotionnels. Il a offert ces explications comme des identités potentielles. (Voir l'introduction de son 1949). Un philosophe qui a pris note de certains détails neuroscientifiques disponibles à l'époque était Barbara Von Eckardt Klein (Von Eckardt Klein 1975). Elle a discuté de la théorie de l'identité en ce qui concerne les sensations de toucher et de pression, et a incorporé des hypothèses alors actuelles sur le codage neuronal de la modalité, de l'intensité, de la durée et de l'emplacement des sensations telles que théorisées par Mountcastle, Libet et Jasper. Pourtant, elle était une exception flagrante. Dans l'ensemble, les neurosciences disponibles à l'époque étaient ignorées tant par les amis philosophiques que par les ennemis des premières théories identitaires. Il a offert ces explications comme des identités potentielles. (Voir l'introduction de son 1949). Un philosophe qui a pris note de certains détails neuroscientifiques disponibles à l'époque était Barbara Von Eckardt Klein (Von Eckardt Klein 1975). Elle a discuté de la théorie de l'identité en ce qui concerne les sensations de toucher et de pression, et a incorporé des hypothèses alors actuelles sur le codage neuronal de la modalité, de l'intensité, de la durée et de l'emplacement des sensations telles que théorisées par Mountcastle, Libet et Jasper. Pourtant, elle était une exception flagrante. Dans l'ensemble, les neurosciences disponibles à l'époque étaient ignorées tant par les amis philosophiques que par les ennemis des premières théories identitaires. Il a offert ces explications comme des identités potentielles. (Voir l'introduction de son 1949). Un philosophe qui a pris note de certains détails neuroscientifiques disponibles à l'époque était Barbara Von Eckardt Klein (Von Eckardt Klein 1975). Elle a discuté de la théorie de l'identité en ce qui concerne les sensations de toucher et de pression, et a incorporé des hypothèses alors actuelles sur le codage neuronal de la modalité, de l'intensité, de la durée et de l'emplacement des sensations telles que théorisées par Mountcastle, Libet et Jasper. Pourtant, elle était une exception flagrante. Dans l'ensemble, les neurosciences disponibles à l'époque étaient ignorées tant par les amis philosophiques que par les ennemis des premières théories identitaires. Elle a discuté de la théorie de l'identité en ce qui concerne les sensations de toucher et de pression, et a incorporé des hypothèses alors actuelles sur le codage neuronal de la modalité, de l'intensité, de la durée et de l'emplacement des sensations telles que théorisées par Mountcastle, Libet et Jasper. Pourtant, elle était une exception flagrante. Dans l'ensemble, les neurosciences disponibles à l'époque étaient ignorées tant par les amis philosophiques que par les ennemis des premières théories identitaires. Elle a discuté de la théorie de l'identité en ce qui concerne les sensations de toucher et de pression, et a incorporé des hypothèses alors actuelles sur le codage neuronal de la modalité, de l'intensité, de la durée et de l'emplacement des sensations telles que théorisées par Mountcastle, Libet et Jasper. Pourtant, elle était une exception flagrante. Dans l'ensemble, les neurosciences disponibles à l'époque étaient ignorées tant par les amis philosophiques que par les ennemis des premières théories identitaires.

L'indifférence philosophique aux détails neuroscientifiques est devenue «fondée sur des principes» avec la montée et la prédominance du fonctionnalisme dans les années 1970. L'argument préféré des fonctionnalistes était basé sur la réalisabilité multiple: un état mental ou un événement donné peut être réalisé dans une grande variété de types physiques (Putnam 1967; Fodor 1974). Par conséquent, une compréhension détaillée d'un type de système physique réalisant (par exemple, le cerveau) ne fera pas la lumière sur la nature fondamentale de l'esprit. La psychologie est donc autonome de toute science de l'un de ses possibles réalisateurs physiques (voir l'entrée sur la réalisabilité multiple dans cette encyclopédie). Au lieu des neurosciences, les philosophes à l'esprit scientifique influencés par le fonctionnalisme ont cherché des preuves et une inspiration dans la psychologie cognitive et l'intelligence artificielle. Ces disciplines s'abstiennent des mécanismes physiques sous-jacents et mettent l'accent sur les propriétés et les capacités «porteuses d'information» des représentations (Haugeland 1985). À la même époque, cependant, les neurosciences se plongent directement dans la cognition, en particulier l'apprentissage et la mémoire. Par exemple, Eric Kandel (1976) a proposé des mécanismes présynaptiques régissant la vitesse de libération des émetteurs comme explication biologique cellulaire de formes simples d'apprentissage associatif. Avec Robert Hawkins (Hawkins et Kandel 1984), il a démontré comment les aspects cognitivistes de l'apprentissage associatif (par exemple, blocage, conditionnement de second ordre, occultation) pouvaient être expliqués biologiquement cellulaire par des séquences et des combinaisons de ces formes de base mises en œuvre dans les anatomies neurales supérieures. Travailler du côté post-synaptique,les neuroscientifiques ont commencé à démêler les mécanismes cellulaires de la potentialisation à long terme (LTP; Bliss et Lomo 1973). Les psychologues physiologistes ont rapidement noté son potentiel explicatif pour diverses formes d'apprentissage et de mémoire.[1] Pourtant, peu de philosophes «matérialistes» ont prêté attention. Pourquoi devraient-ils? La plupart étaient des fonctionnalistes convaincus. Ils pensaient que les détails du «niveau de mise en œuvre» pouvaient être importants pour le clinicien, mais n'étaient pas pertinents pour le théoricien de l'esprit.

Un tournant majeur dans l'intérêt des philosophes pour les neurosciences est venu avec la publication de Neurophilosophy de Patricia Churchland (1986). Les Churchlands (Patricia et Paul) étaient déjà connus pour prôner le matérialisme éliminatoire (voir la section suivante). Dans son livre (1986), Churchland a distillé les arguments éliminativistes de la dernière décennie, unifié les éléments de la philosophie de la science qui les sous-tendent, et pris en sandwich la philosophie entre une introduction de cinq chapitres aux neurosciences et un chapitre de 70 pages sur trois alors actuels. théories de la fonction cérébrale. Elle était sans excuse quant à son intention. Elle présentait la philosophie des sciences aux neuroscientifiques et les neurosciences aux philosophes. Rien de plus évident, a-t-elle insisté, que la pertinence des faits empiriques sur le fonctionnement du cerveau par rapport aux préoccupations de la philosophie de l'esprit. Son terme pour cette méthode interdisciplinaire était «co-évolution» (emprunté à la biologie). Cette méthode recherche des ressources et des idées de n'importe où dans la hiérarchie théorique au-dessus ou en dessous de la question en question. Debout sur les épaules de philosophes comme Quine et Sellars, Churchland a insisté sur le fait que spécifier un point où la neuroscience se termine et où la philosophie de la science commence est sans espoir parce que les limites sont mal définies. Les neurophilosophes choisiraient et choisiraient les ressources des deux disciplines comme bon leur semblait. Churchland a insisté sur le fait que spécifier un point où la neuroscience se termine et où la philosophie de la science commence est sans espoir parce que les limites sont mal définies. Les neurophilosophes choisiraient et choisiraient les ressources des deux disciplines comme bon leur semblait. Churchland a insisté sur le fait que spécifier un point où la neuroscience se termine et où la philosophie de la science commence est sans espoir parce que les limites sont mal définies. Les neurophilosophes choisiraient et choisiraient les ressources des deux disciplines comme bon leur semblait.

Trois thèmes ont prédominé la discussion philosophique de Churchland: développer une alternative à la théorie empiriste logique de la réduction interthéorétique; répondre à des arguments de propriété dualistes basés sur la subjectivité et les qualités sensorielles; et répondre à de multiples arguments anti-réductionnistes de réalisabilité. Ces projets sont restés au cœur de la neurophilosophie pendant plus d'une décennie après la parution du livre de Churchland. John Bickle (1998) a élargi la vision principale de la théorie post-empiriste de Clifford Hooker (1981a, b, c) de la réduction interthéorétique. Il a quantifié les notions clés en utilisant un compte rendu théorique des modèles de la structure de la théorie adapté du programme structuraliste en philosophie des sciences (Balzer, Moulines et Sneed 1987). Il a également explicité une forme d'argumentation pour tirer des conclusions ontologiques (identités inter-théoriques, révisions,ou éliminations) de la nature des relations de réduction interthéorétique qui existent dans des cas spécifiques. Par exemple, il est couramment conclu que la lumière visible, une position théorique de l'optique, est un rayonnement électromagnétique dans des longueurs d'onde spécifiées, une position théorique de l'électromagnétisme; dans ce cas, une identité ontologique inter-théorique. Il est également courant de conclure que le phlogistique n'existe pas: une élimination d'une sorte de notre ontologie scientifique. Bickle a expliqué la nature de la relation de réduction dans un cas spécifique en utilisant un compte rendu semi-formel de «l'approximation interthéorétique» inspiré des résultats structuralistes.est un rayonnement électromagnétique dans des longueurs d'onde spécifiées, une position théorique de l'électromagnétisme; dans ce cas, une identité ontologique inter-théorique. Il est également courant de conclure que le phlogistique n'existe pas: une élimination d'une sorte de notre ontologie scientifique. Bickle a expliqué la nature de la relation de réduction dans un cas spécifique en utilisant un compte rendu semi-formel de «l'approximation interthéorétique» inspiré des résultats structuralistes.est un rayonnement électromagnétique dans des longueurs d'onde spécifiées, une position théorique de l'électromagnétisme; dans ce cas, une identité ontologique inter-théorique. Il est également courant de conclure que le phlogistique n'existe pas: une élimination d'une sorte de notre ontologie scientifique. Bickle a expliqué la nature de la relation de réduction dans un cas spécifique en utilisant un compte rendu semi-formel de «l'approximation interthéorétique» inspiré des résultats structuralistes.

Paul Churchland (1996) a poursuivi l'attaque contre les arguments dualistes de propriété pour l'irréductibilité de l'expérience consciente et des qualités sensorielles. Il a soutenu que l'acquisition de connaissances sur les neurosciences sensorielles existantes augmente la capacité à «imaginer» ou à «concevoir» une explication neurobiologique complète de la conscience. Il a défendu cette conclusion en utilisant une expérience de pensée imaginative caractéristique basée sur l'histoire de l'optique et de l'électromagnétisme.

Enfin, les critiques de l'argument de la réalisabilité multiple fleurissent - et sont contestées - jusqu'à nos jours. Bien que l'argument de la réalisabilité multiple reste influent parmi les physicalistes non réductifs, il ne commande plus l'acceptation quasi universelle qu'il avait autrefois. Des réponses à l'argument de réalisabilité multiple basé sur des détails neuroscientifiques sont apparues. Par exemple, William Bechtel et Jennifer Mundale (1999) soutiennent que les neuroscientifiques utilisent des critères psychologiques dans les études de cartographie cérébrale. Ce fait réduit la probabilité que les types psychologiques se multiplient (pour un examen des développements récents, voir l'entrée sur la réalisabilité multiple dans cette encyclopédie).

2. Matérialisme et philosophie éliminatoires neuralisés

Le matérialisme éliminatoire (ME), dans la forme préconisée le plus agressivement par Paul et Patricia Churchland, est la conjonction de deux revendications. Premièrement, notre conception de «croyance-désir» de bon sens des événements et processus mentaux, notre «psychologie populaire», est un compte rendu faux et trompeur des causes du comportement humain. Deuxièmement, comme d'autres faux cadres conceptuels issus à la fois de la théorie populaire et de l'histoire de la science, il sera remplacé par, plutôt que réduit ou incorporé en douceur, dans une future neuroscience. La psychologie folklorique des Churchlands est caractérisée par un recueil d'homélies communes invoquées (principalement implicitement) pour expliquer le comportement humain de manière causale. Vous demandez pourquoi Marica ne m'accompagne pas ce soir. Je réponds que notre petit-fils avait besoin de s'asseoir. Vous hochez la tête avec sympathie. Vous comprenez mon explication parce que vous partagez avec moi une généralisation qui relie les croyances sur la prise en charge des petits-enfants, le désir d'aider les filles et de passer du temps avec les petits-enfants par rapport à profiter d'une soirée, etc. Ce n'est qu'une des nombreuses homélies sur les causes du comportement humain que EM prétend être imparfait au-delà d'une éventuelle révision. Bien que cet exemple n'implique que des croyances et des désirs, la psychologie populaire contient un vaste répertoire d'attitudes propositionnelles dans son lien explicatif: espoirs, intentions, peurs, imaginations, etc. Les EMistes prédisent qu'une future psychologie ou neuroscience véritablement scientifique évitera finalement tout cela et les remplacera par des états et des dynamiques incommensurables de neuro-cognition.désire aider ses filles et passer du temps avec ses petits-enfants par rapport à profiter d'une soirée, etc. Ce n'est qu'une des nombreuses homélies sur les causes du comportement humain que EM prétend être imparfait au-delà d'une éventuelle révision. Bien que cet exemple n'implique que des croyances et des désirs, la psychologie populaire contient un vaste répertoire d'attitudes propositionnelles dans son lien explicatif: espoirs, intentions, peurs, imaginations, etc. Les EMistes prédisent qu'une future psychologie ou neuroscience véritablement scientifique évitera finalement tout cela et les remplacera par des états et des dynamiques incommensurables de neuro-cognition.désire aider ses filles et passer du temps avec ses petits-enfants par rapport à profiter d'une soirée, etc. Ce n'est qu'une des nombreuses homélies sur les causes du comportement humain que EM prétend être imparfait au-delà d'une éventuelle révision. Bien que cet exemple n'implique que des croyances et des désirs, la psychologie populaire contient un vaste répertoire d'attitudes propositionnelles dans son lien explicatif: espoirs, intentions, peurs, imaginations, etc. Les EMistes prédisent qu'une future psychologie ou neuroscience véritablement scientifique évitera finalement tout cela et les remplacera par des états et des dynamiques incommensurables de neuro-cognition. Bien que cet exemple n'implique que des croyances et des désirs, la psychologie populaire contient un vaste répertoire d'attitudes propositionnelles dans son lien explicatif: espoirs, intentions, peurs, imaginations, etc. Les EMistes prédisent qu'une future psychologie ou neuroscience véritablement scientifique évitera finalement tout cela et les remplacera par des états et des dynamiques incommensurables de neuro-cognition. Bien que cet exemple n'implique que des croyances et des désirs, la psychologie populaire contient un vaste répertoire d'attitudes propositionnelles dans son lien explicatif: espoirs, intentions, peurs, imaginations, etc. Les EMistes prédisent qu'une future psychologie ou neuroscience véritablement scientifique évitera finalement tout cela et les remplacera par des états et des dynamiques incommensurables de neuro-cognition.

EM est physicaliste dans un sens philosophique traditionnel. Il postule que certaines futures sciences du cerveau seront en fin de compte le compte rendu correct du comportement (humain). Il est éliminatoire pour prédire le rejet futur des types psychologiques populaires de notre ontologie post-neuroscientifique. Les partisans de la SE utilisent souvent des analogies scientifiques (Feyerabend 1963; Paul Churchland, 1981). Les réactions oxydatives telles que caractérisées dans la chimie élémentaire n'ont aucune ressemblance avec la libération de phlogistique. Même la «direction» des deux processus diffère. L'oxygène est gagné lorsqu'un objet brûle (ou rouille), on dit que le phlogistique est perdu. Le résultat de ce changement théorique a été l'élimination du phlogistique de notre ontologie scientifique. Il n'y a pas une telle chose. Pour les mêmes raisons, selon EM,le développement continu des neurosciences révélera qu'il n'existe pas de croyances, de désirs et le reste des attitudes propositionnelles caractérisées par le bon sens.

Ici, nous nous concentrons uniquement sur la manière dont les résultats neuroscientifiques ont façonné les arguments en faveur de la SE. Étonnamment, un seul argument a été fortement influencé. (La plupart des arguments en faveur des échecs de stress EM de la psychologie populaire en tant que théorie explicative du comportement.) Cet argument est basé sur un développement de la neuroscience cognitive et computationnelle qui pourrait fournir une véritable alternative aux représentations et aux calculs implicites dans les généralisations psychologiques populaires. De nombreux matérialistes éliminateurs supposent que la psychologie populaire est engagée dans des représentations propositionnelles et des calculs sur leur contenu qui imitent des inférences logiques (Paul Churchland 1981; Stich 1983; Patricia Churchland 1986). [2]Même si la découverte d'une alternative à ce point de vue a été un objectif éliminativiste pendant un certain temps, certains éliminativistes soutiennent que les neurosciences n'ont commencé à offrir cette alternative qu'au cours des trente dernières années. Les points d'entrée et les trajectoires à travers les espaces vectoriels, en tant qu'interprétation des événements synaptiques et des modèles d'activité neuronale dans les réseaux de neurones biologiques et artificiels, sont les principales caractéristiques de cette alternative. Les différences entre ces notions de représentation cognitive et de transformations, et celles des attitudes propositionnelles de la psychologie populaire, fournissent la base d'un argument en faveur de la SE (Paul Churchland, 1987). Cependant, cet argument sera opaque pour ceux qui n'ont aucune formation en neurosciences cognitives et computationnelles, nous présentons donc quelques détails. Avec ces détails en place,nous reviendrons sur cet argument pour EM (cinq paragraphes ci-dessous).

À un certain niveau d'analyse, l'élément de calcul de base d'un réseau neuronal, biologique ou artificiel, est la cellule nerveuse, ou neurone. Mathématiquement, les neurones peuvent être représentés comme de simples dispositifs de calcul, transformant les entrées en sorties. Les intrants et les extrants reflètent des variables biologiques. Pour notre discussion, nous supposons que les entrées neuronales sont des fréquences de potentiels d'action («pointes» neuronales) dans les axones dont les branches terminales se synchronisent sur le neurone en question, tandis que la sortie neuronale est la fréquence des potentiels d'action générés dans son axone après traitement des entrées. Un neurone calcule ainsi son entrée totale, généralement traitée mathématiquement comme la somme des produits de la force du signal le long de chaque ligne d'entrée multipliée par le poids synaptique sur cette ligne. Il calcule ensuite un nouvel état d'activation en fonction de son entrée totale et de son état d'activation actuel, et un nouvel état de sortie en fonction de sa nouvelle valeur d'activation. L'état de sortie du neurone est transmis sous la forme d'une force de signal à tous les neurones sur lesquels ses synapses axonales se trouvent. L'état de sortie reflète systématiquement le nouvel état d'activation du neurone.[3]

Analysés de cette manière, les réseaux de neurones biologiques et artificiels sont interprétés naturellement comme des transformateurs de vecteur à vecteur. Le vecteur d'entrée se compose de valeurs reflétant les modèles d'activité dans les axones synapsus sur les neurones du réseau de l'extérieur (par exemple, à partir de transducteurs sensoriels ou d'autres réseaux de neurones). Le vecteur de sortie se compose de valeurs reflétant les modèles d'activité générés dans les neurones du réseau qui se projettent au-delà du réseau (par exemple, vers des effecteurs moteurs ou d'autres réseaux de neurones). Étant donné que l'activité de chaque neurone dépend en partie de leur apport total et que son apport total dépend en partie des poids synaptiques (par exemple, taux de libération des neurotransmetteurs présynaptiques, nombre et efficacité des récepteurs post-synaptiques, disponibilité des enzymes dans la fente synaptique),la capacité des réseaux biologiques à modifier leurs poids synaptiques en fait des transformateurs de vecteur à vecteur en plastique. En principe, un réseau biologique avec des synapses plastiques peut venir implémenter toute transformation de vecteur à vecteur que sa composition permet (nombre d'unités d'entrée, d'unités de sortie, couches de traitement, récurrence, interconnexions, etc.) (discuté dans Paul Churchland, 1987, avec des références à la littérature scientifique primaire).

organisation anatomique du cervelet
organisation anatomique du cervelet

Figure 1.

L'organisation anatomique du cervelet fournit un exemple clair de réseau se prêtant à cette interprétation informatique. Considérez la figure 1. Le cervelet est la structure alvéolée bulbeuse dorsale au tronc cérébral. Diverses études (comportementales, neuropsychologiques, électrophysiologiques unicellulaires) impliquent cette structure dans l'intégration motrice et la coordination motrice fine. Fibres moussues (axones) des neurones à l'extérieur de la synapse du cervelet sur les cellules granulaires du cervelet, qui à leur tour se projettent vers des fibres parallèles. Les modèles d'activité à travers la collection de fibres moussues (fréquence des potentiels d'action par unité de temps dans chaque fibre projetant dans le cervelet) fournissent des valeurs pour le vecteur d'entrée. Des fibres parallèles forment de multiples synapses sur les arbres dendritiques et les corps cellulaires des neurones cérébelleux de Purkinje. Chaque neurone de Purkinje «additionne» ses potentiels post-synaptiques (PSP) et émet un train de potentiels d'action le long de son axone basé (en partie) sur son entrée totale et son état d'activation précédent. Les axones de Purkinje se projettent à l'extérieur du cervelet. Le vecteur de sortie du réseau est donc les valeurs ordonnées représentant le modèle d'activité généré dans chaque axone de Purkinje. Les modifications de l'efficacité des synapses individuelles sur les fibres parallèles et les neurones de Purkinje modifient les PSP résultantes dans les axones de Purkinje, générant différentes fréquences de pointe axonale. Sur le plan informatique, cela équivaut à un vecteur de sortie différent pour la même plasticité de modèle d'activité d'entrée. Le vecteur de sortie du réseau est donc les valeurs ordonnées représentant le modèle d'activité généré dans chaque axone de Purkinje. Les modifications de l'efficacité des synapses individuelles sur les fibres parallèles et les neurones de Purkinje modifient les PSP résultantes dans les axones de Purkinje, générant différentes fréquences de pointe axonale. Sur le plan informatique, cela équivaut à un vecteur de sortie différent pour la même plasticité de modèle d'activité d'entrée. Le vecteur de sortie du réseau est donc les valeurs ordonnées représentant le modèle d'activité généré dans chaque axone de Purkinje. Les modifications de l'efficacité des synapses individuelles sur les fibres parallèles et les neurones de Purkinje modifient les PSP résultantes dans les axones de Purkinje, générant différentes fréquences de pointe axonale. Sur le plan informatique, cela équivaut à un vecteur de sortie différent pour la même plasticité de modèle d'activité d'entrée.[4]

espace d'erreur de poids synaptique
espace d'erreur de poids synaptique

Figure 2.

Cette interprétation met les ressources mathématiques utiles des systèmes dynamiques entre les mains des neuroscientifiques computationnels. Les espaces vectoriels sont un exemple. L'apprentissage peut alors être caractérisé de manière fructueuse en termes de changements dans les poids synaptiques dans le réseau et de réduction subséquente des erreurs dans la sortie du réseau. (Cette approche de l'apprentissage remonte à Hebb 1949, bien que l'interprétation de l'espace vectoriel ne fasse pas partie du compte rendu de Hebb.) Une représentation utile de ce compte utilise un espace synaptique d'erreur de poids. Une dimension représente l'erreur globale dans la sortie du réseau pour une tâche donnée, et toutes les autres dimensions représentent les valeurs de poids des synapses individuelles du réseau. Considérez la figure 2. Les points de cet espace d'états multidimensionnel représentent l'erreur de performance globale corrélée à chaque collection possible de poids synaptiques dans le réseau. Au fur et à mesure que les poids changent avec chaque performance, conformément à un algorithme d'apprentissage inspiré de la biologie, l'erreur globale des performances du réseau diminue continuellement. Le changement des poids synaptiques sur le réseau à chaque épisode d'apprentissage réduit l'erreur totale du vecteur de sortie du réseau, par rapport au vecteur de sortie souhaité pour le vecteur d'entrée. L'apprentissage est représenté par des changements de poids synaptiques corrélés à une descente le long de la dimension d'erreur dans l'espace (Churchland et Sejnowski 1992). Les représentations (concepts) peuvent être présentées comme des partitions dans des espaces vectoriels multidimensionnels. Un exemple est un espace vectoriel d'activation de neurones. Voir la figure 3. Un graphique d'un tel espace contient une dimension pour la valeur d'activation de chaque neurone dans le réseau (ou un sous-ensemble spécifique des neurones du réseau, tels que ceux d'une couche spécifique). Un point dans cet espace représente un modèle d'activité possible dans tous les neurones du réseau. Les modèles d'activité générés par les vecteurs d'entrée que le réseau a appris à regrouper se regroupent autour d'un (hyper-) point ou sous-volume dans l'espace vectoriel d'activité. Tout modèle d'entrée suffisamment similaire à ce groupe produira un modèle d'activité situé à proximité géométrique de ce point ou sous-volume. Paul Churchland (1989) a soutenu que cette interprétation de l'activité de réseau a fourni une base quantitative et neuronale pour des théories prototypes de concepts développés dans la psychologie cognitive de la fin du XXe siècle.

espace vectoriel d'activation des neurones
espace vectoriel d'activation des neurones

Figure 3.

En utilisant ce développement théorique, et dans le domaine de la neurophilosophie, Paul Churchland (1987, 1989) a proposé un nouvel argument inspiré par les neurosciences pour la SE. Selon l'interprétation des réseaux de neurones qui vient d'être esquissée, les vecteurs d'activité sont le type central de représentations, et les transformations de vecteur à vecteur sont le type central de calculs, dans le cerveau. Cela contraste fortement avec les représentations propositionnelles et les calculs logiques / sémantiques postulés par la psychologie populaire. Le contenu vectoriel, une séquence ordonnée de nombres réels, est inconnu et étranger au bon sens. Cette différence conceptuelle croisée est au moins aussi grande que celle entre les concepts oxydatif et phlogistique, ou les concepts de chaleur cinétique-corpusculaire et calorique. Le phlogistique et le fluide calorique sont deux exemples «de parade» de genres éliminés de notre ontologie scientifique en raison de la nature de la relation interthéorétique qui existe entre les théories auxquelles ils sont affiliés et les théories qui les ont remplacées. Les différences structurelles et dynamiques entre les types psychologiques populaires et les types neuroscientifiques cognitifs émergents suggèrent que les théories affiliées à ces dernières remplaceront également la théorie associée à la première. Mais cette affirmation était la prémisse clé de l'argument éliminativiste basé sur les relations interthéorétiques prédites. Et avec l'essor des réseaux de neurones et des traitements distribués parallèles, les contrastes interthéorétiques avec les types explicatifs folk-psychologiques n'étaient plus seulement l'espoir futur d'un éliminativiste. La neuroscience computationnelle et cognitive offrait une cinématique alternative pour la cognition, une cinématique qui ne fournissait aucun analogue structurel pour les attitudes propositionnelles de la psychologie populaire ou les calculs de type logique sur les contenus propositionnels.

Certes, les alternatives d'espace vectoriel de cette interprétation des réseaux neuronaux sont étrangères à la psychologie populaire. Mais justifient-ils la SE? Même si le contenu propositionnel des postulats psycho-folkloriques ne trouve aucun analogue dans un développement théorique de la neuroscience cognitive et computationnelle (qui était en vogue il y a trois décennies), il pourrait y avoir d'autres aspects de la cognition que la psychologie populaire réussit. Dans le réalisme scientifique qui a éclairé la neurophilosophie précoce, en concluant qu'une affirmation d'identité croisée est vraie (par exemple, l'état psychologique populaire F est identique à l'état neuronal N) ou qu'une affirmation éliminativiste est vraie (il n'existe pas d'état psychologique populaire F) dépendait de la nature de la réduction interthéorétique qui s'opérait entre les théories affiliées aux positions en question (Hooker 1981a, b, c; Churchland 1986; Bickle,1998). Mais le récit sous-jacent de la réduction interthéorétique a également reconnu un éventail de réductions possibles, allant de relativement «douce» à «sensiblement révisionniste» à «extrêmement cahoteuse».[5]La réduction de la psychologie populaire à une neuroscience computationnelle «vectorielle» pourrait-elle occuper un terrain d'entente entre les paramètres de réduction interthéorétique «lisse» et «cahoteuse», et donc suggérer une conclusion «révisionniste»? La réduction de la thermodynamique à l'équilibre classique à la mécanique statistique a fourni ici une analogie potentielle. John Bickle (1992, 1998, chapitre 6) a fait valoir sur des bases empiriques qu'un tel résultat est probable. Il a précisé les conditions sur les réductions «révisionnistes» à partir d'exemples historiques et a suggéré que ces conditions se développent entre la psychologie populaire et la neuroscience cognitive à mesure que cette dernière se développe. En particulier, la psychologie populaire semble avoir corrigé le profil fonctionnel grossièrement spécifié de nombreux états cognitifs, en particulier ceux étroitement liés aux entrées sensorielles et aux sorties comportementales. Il semble également corriger l '«intentionnalité» de nombreux états cognitifs - l'objet dont l'état est ou dont il s'agit - même si la neuroscience cognitive évite son explication linguistique implicite de cette caractéristique. Le physicalisme révisionnaire prédit un changement conceptuel significatif des concepts psychologiques populaires, mais nie l'élimination totale de la variété de fluide calorique-phlogistique.

La philosophie de la science est un autre domaine où les interprétations de l'espace vectoriel des modèles d'activité des réseaux neuronaux ont eu un impact sur la philosophie. Dans l'introduction de son livre (1989), A Neurocomputational Perspective, Paul Churchland a affirmé, d'un point de vue neurophilosophique distinctif, qu'il sera bientôt impossible de faire un travail sérieux en philosophie des sciences sans s'appuyer sur des travaux empiriques dans le cerveau et les sciences du comportement. Pour justifier cette affirmation, dans la deuxième partie du livre, il a suggéré des reformulations neuro-informatiques de concepts clés de la philosophie des sciences. Au cœur de ses reformulations se trouve un compte rendu neuro-informatique de la structure des théories scientifiques (1989: chapitre 9). Les problèmes liés à la vision orthodoxe des «ensembles de phrases» des théories scientifiques sont bien connus depuis les années 1960. Churchland a préconisé de remplacer la vision orthodoxe par une autre inspirée de l'interprétation «vectorielle» de l'activité des réseaux neuronaux. Les représentations implémentées dans les réseaux de neurones (comme esquissé ci-dessus) composent un système qui correspond à des distinctions importantes dans l'environnement externe, ne sont pas explicitement représentées comme telles dans le corpus d'entrée, et permettent au réseau formé de répondre aux entrées d'une manière qui réduit continuellement les erreurs. Selon Churchland, ce sont des fonctions de théories. Churchland était audacieux dans son affirmation: la théorie-du-monde d'un individu est un point spécifique dans l'espace vectoriel de poids synaptique d'erreur de cet individu. Il s'agit d'une configuration de poids synaptiques qui partitionne l'espace du vecteur d'activation de l'individu en subdivisions qui réduisent les futurs messages d'erreur à des entrées familières et nouvelles.(Considérons à nouveau les figures 2 et 3). Cette reformulation suscite toutefois une objection. Churchland se vante que sa théorie des théories est préférable aux alternatives existantes au récit orthodoxe des «ensembles de phrases» - par exemple, la vue sémantique (Suppe 1974; van Fraassen 1980) - parce que la sienne est plus proche des «cerveaux bourdonnants» qui utiliser des théories. Mais comme Bickle (1993) l'a noté, les modèles de neuro-calcul basés sur les ressources mathématiques décrites ci-dessus sont loin dans le domaine de l'abstraction mathématique. Ils ne sont guère plus qu'une application nouvelle (quoique suggestive) des mathématiques des systèmes dynamiques quasi-linéaires à des schémas simplifiés de circuits cérébraux. Les neurophilosophes doivent rendre compte des identifications à travers les catégories ontologiques (représentations vectorielles et transformation en quoi?) Avant que la communauté de la philosophie de la science ne traite les théories comme des points dans des espaces d'états de grande dimension mis en œuvre dans des réseaux de neurones biologiques. (Il y a cependant une hypothèse méthodologique importante qui se cache dans l'objection de Bickle, que nous discuterons vers la fin du paragraphe suivant.)

Les reformulations neuro-informatiques de Churchland d'autres concepts scientifiques et épistémologiques s'appuient sur ce compte rendu des théories. Il esquisse des récits «neuralisés» de la théorie-ladenness de la perception, la nature de l'unification des concepts, les vertus de la simplicité théorique, la nature des paradigmes kuhniens, la cinématique du changement conceptuel, le caractère de l'abduction, la nature de l'explication, et même connaissance morale et normativité épistémologique. Le redéploiement conceptuel, par exemple, est l'activation d'une représentation prototype déjà existante - le point central ou la région d'une partition d'un espace vectoriel de grande dimension dans un réseau neuronal entraîné - par un nouveau type de modèle d'entrée. De toute évidence, nous ne pouvons pas rendre justice ici aux nombreuses et variées tentatives de reformulation de Churchland. Nous exhortons le lecteur intrigué à examiner ses suggestions dans leur forme originale. Mais un mot sur la méthodologie philosophique s'impose. Churchland ne tente pas une «analyse conceptuelle» dans quelque chose qui ressemble à son sens philosophique traditionnel. Les neurophilosophes ne sont généralement pas non plus dans aucun de leurs projets de reformulation. (C'est pourquoi une discussion sur les reformulations neurophilosophiques correspond à une discussion sur la SE.) Il y a des philosophes qui considèrent les analyses idéales de la discipline comme un ensemble relativement simple de conditions nécessaires et suffisantes, exprimées dans un langage naturel non technique, régissant l'application de concepts importants (comme la justice, la connaissance, la théorie ou l'explication). Ces analyses doivent, dans la mesure du possible, concorder avec un usage préthéorique. Idéalement, ils devraient préserver la synonymie. D'autres philosophes considèrent cet idéal comme stérile, mal orienté et peut-être profondément erroné quant à la structure sous-jacente de la connaissance humaine (Ramsey 1992). Les neurophilosophes ont tendance à résider dans ce dernier groupe. Ceux qui n'aiment pas les spéculations philosophiques sur la promesse et le potentiel du développement de la science pour reformuler («reformuler») les concepts philosophiques traditionnels ont probablement déjà découvert que la neurophilosophie n'est pas pour eux. Mais l'accusation familière selon laquelle les reformulations neuro-informatiques du type de tentatives de Churchland sont «philosophiquement inintéressantes» ou «non pertinentes» parce qu'elles ne fournissent pas d '«analyses» de la théorie, des explications, etc., tombera dans l'oreille d'un sourd parmi de nombreux philosophes «naturalistes» contemporains, qui ont en grande partie abandonné l '«analyse» philosophique traditionnelle.et peut-être profondément erroné sur la structure sous-jacente de la connaissance humaine (Ramsey 1992). Les neurophilosophes ont tendance à résider dans ce dernier groupe. Ceux qui n'aiment pas les spéculations philosophiques sur la promesse et le potentiel du développement de la science pour reformuler («reformuler») les concepts philosophiques traditionnels ont probablement déjà découvert que la neurophilosophie n'est pas pour eux. Mais l'accusation familière selon laquelle les reformulations neuro-informatiques du type de tentatives de Churchland sont «philosophiquement inintéressantes» ou «non pertinentes» parce qu'elles ne fournissent pas d '«analyses» de la théorie, des explications, etc., tombera dans l'oreille d'un sourd parmi de nombreux philosophes «naturalistes» contemporains, qui ont en grande partie abandonné l '«analyse» philosophique traditionnelle.et peut-être profondément erroné sur la structure sous-jacente de la connaissance humaine (Ramsey 1992). Les neurophilosophes ont tendance à résider dans ce dernier groupe. Ceux qui n'aiment pas les spéculations philosophiques sur la promesse et le potentiel du développement de la science pour reformuler («reformuler») les concepts philosophiques traditionnels ont probablement déjà découvert que la neurophilosophie n'est pas pour eux. Mais l'accusation familière selon laquelle les reformulations neuro-informatiques du type de tentatives de Churchland sont «philosophiquement inintéressantes» ou «non pertinentes» parce qu'elles ne fournissent pas d '«analyses» de la théorie, des explications, etc., tombera dans l'oreille d'un sourd parmi de nombreux philosophes «naturalistes» contemporains, qui ont en grande partie abandonné l '«analyse» philosophique traditionnelle. Les neurophilosophes ont tendance à résider dans ce dernier groupe. Ceux qui n'aiment pas les spéculations philosophiques sur la promesse et le potentiel du développement de la science pour reformuler («reformuler») les concepts philosophiques traditionnels ont probablement déjà découvert que la neurophilosophie n'est pas pour eux. Mais l'accusation familière selon laquelle les reformulations neuro-informatiques du type de tentatives de Churchland sont «philosophiquement inintéressantes» ou «non pertinentes» parce qu'elles ne fournissent pas d '«analyses» de la théorie, des explications, etc., tombera dans l'oreille d'un sourd parmi de nombreux philosophes «naturalistes» contemporains, qui ont en grande partie abandonné l '«analyse» philosophique traditionnelle. Les neurophilosophes ont tendance à résider dans ce dernier groupe. Ceux qui n'aiment pas les spéculations philosophiques sur la promesse et le potentiel du développement de la science pour reformuler («reformuler») les concepts philosophiques traditionnels ont probablement déjà découvert que la neurophilosophie n'est pas pour eux. Mais l'accusation familière selon laquelle les reformulations neuro-informatiques du type de tentatives de Churchland sont «philosophiquement inintéressantes» ou «non pertinentes» parce qu'elles ne fournissent pas d '«analyses» de la théorie, des explications, etc., tombera dans l'oreille d'un sourd parmi de nombreux philosophes «naturalistes» contemporains, qui ont en grande partie abandonné l '«analyse» philosophique traditionnelle. Ceux qui n'aiment pas les spéculations philosophiques sur la promesse et le potentiel du développement de la science pour reformuler («reformuler») les concepts philosophiques traditionnels ont probablement déjà découvert que la neurophilosophie n'est pas pour eux. 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Mais l'accusation familière selon laquelle les reformulations neuro-informatiques du type de tentatives de Churchland sont «philosophiquement inintéressantes» ou «non pertinentes» parce qu'elles ne fournissent pas d '«analyses» de la théorie, des explications, etc., tombera dans l'oreille d'un sourd parmi de nombreux philosophes «naturalistes» contemporains, qui ont en grande partie abandonné l '«analyse» philosophique traditionnelle.

Avant de quitter le sujet des applications neurophilosophiques proposées de ce développement théorique à partir des neurosciences cognitives / computationnelles de type «réseaux neuronaux», un dernier point de détail scientifique actuel mérite d'être mentionné. Cette approche n'est pas restée longtemps à la pointe de la neuroscience informatique. De nombreux modélisateurs neuronaux ont rapidement abandonné cette approche pour modéliser le cerveau. La modélisation compartimentale a permis aux neuroscientifiques computationnels d'imiter l'activité et les interactions entre les plaques de membrane neuronale (Bower et Beeman 1995). Cette approche a permis aux modélisateurs de contrôler et de manipuler une variété de facteurs subcellulaires qui déterminent les potentiels d'action par unité de temps, y compris la topologie de la structure de la membrane dans les neurones individuels, les variations des canaux ioniques à travers les patchs membranaires,et les propriétés de champ des potentiels post-synaptiques en fonction de l'emplacement de la synapse sur la dendrite ou le soma. Au milieu des années 1990, les modélisateurs ont rapidement commencé à «construire sur mesure» les neurones dans leurs circuits cibles. Un matériel informatique de plus en plus puissant leur permettait encore d'étudier les propriétés des circuits des réseaux modélisés. Pour ces raisons, de nombreux neuroscientifiques informatiques sérieux ont commencé à travailler à un niveau d'analyse qui traite les neurones comme des dispositifs de calcul structurés plutôt que de simples. Avec la modélisation compartimentale, les transformations de vecteur à vecteur sont devenues beaucoup moins utiles dans les modèles neurobiologiques sérieux, remplacées par des équations différentielles représentant les courants ioniques à travers les plaques de membrane neurale. Beaucoup plus de détails biologiques ont été capturés dans les modèles résultants que les modèles «connexionnistes» ne le permettaient. Ce changement méthodologique à travers la neuroscience computationnelle signifiait qu'une neurophilosophie guidée par des ressources «connexionnistes» ne s'inspirait plus de l'état de l'art du domaine scientifique.

La philosophie de la science et l'épistémologie scientifique n'étaient pas les seuls domaines où les neurophilosophes ont insisté sur la pertinence des découvertes neuroscientifiques pour des sujets traditionnellement philosophiques. Une décennie après la publication de Neurophilosophy, Kathleen Akins (1996) a fait valoir qu'une vision «traditionnelle» des sens sous-tend une variété de programmes «naturalistes» sophistiqués sur l'intentionnalité. (Elle cite comme exemples les Churchlands, Daniel Dennett, Fred Dretske, Jerry Fodor, David Papineau, Dennis Stampe et Kim Sterelny.) Mais des travaux neuroscientifiques récents sur les mécanismes et les stratégies de codage mis en œuvre par les récepteurs sensoriels montrent que cette vision traditionnelle est trompé. La vision traditionnelle soutient que les systèmes sensoriels sont «véridiques» d'au moins trois manières.(1) Chaque signal du système est en corrélation avec une petite gamme de propriétés dans l'environnement externe (au corps). (2) La structure des relations externes pertinentes auxquelles les récepteurs sont sensibles est préservée dans la structure des relations internes entre les états sensoriels résultants. Et (3) le système sensoriel reconstruit fidèlement, sans ajouts ni embellissements fictifs, les événements extérieurs. En utilisant des découvertes neurobiologiques alors récentes sur les propriétés de réponse des récepteurs thermiques dans la peau (c'est-à-dire, les «thermorécepteurs») comme illustration, Akins a montré que les systèmes sensoriels sont «narcissiques» plutôt que «véridiques». Les trois hypothèses traditionnelles sont violées. Ces détails neurobiologiques et leurs implications philosophiques ouvrent de nouvelles questions pour la philosophie de la perception et pour les fondations appropriées pour des projets naturalistes sur l'intentionnalité. Forts de la neurophysiologie connue des récepteurs sensoriels, notre «philosophie de la perception» ou compte de «l'intentionnalité perceptive» ne se concentrera plus sur la recherche de corrélations entre les états des systèmes sensoriels et les propriétés externes «détectées véridiquement». Ce projet philosophique (et scientifique!) Traditionnel repose sur une vision erronée de la «véridicité» des sens. La connaissance neuroscientifique de l'activité des récepteurs sensoriels montre également que l'expérience sensorielle ne sert pas bien le naturaliste en tant que «cas paradigmatique simple» d'une relation intentionnelle entre représentation et monde. Encore une fois,les détails scientifiques disponibles ont montré la naïveté de certains projets philosophiques traditionnels.

En se concentrant sur l'anatomie et la physiologie du système de transmission de la douleur, Valerie Hardcastle (1997) a préconisé une implication négative similaire pour une hypothèse méthodologique populaire. Les expériences de douleur ont longtemps été les cas préférés des philosophes pour l'analyse et la théorisation des expériences conscientes en général. Néanmoins, toutes les positions sur les expériences de douleur ont été défendues: l'éliminativisme, une variété de vues objectivistes, de vues relationnelles et de vues subjectivistes. Pourquoi si peu d'accord, malgré l'accord sur le fait que les expériences de douleur sont l'endroit où commencer une analyse ou une théorie de la conscience? Hardcastle a demandé deux réponses. Premièrement, les philosophes ont tendance à ne pas être informés de la complexité neuronale de nos systèmes de transmission de la douleur et à construire leurs analyses ou théories sur le résultat d'un seul composant d'un système à plusieurs composants. Seconde,même ceux qui comprennent une partie de la neurobiologie sous-jacente de la douleur ont tendance à préconiser les théories du contrôle de la porte.[6]Mais les meilleures théories de contrôle de porte existantes sont vagues sur les mécanismes neuronaux des portes. Hardcastle a plutôt proposé un double système dissociable de transmission de la douleur, consistant en un système sensoriel de la douleur étroitement analogue dans sa mise en œuvre neurobiologique à d'autres systèmes sensoriels, et un système inhibiteur de la douleur descendant. Elle a fait valoir que ce double système est cohérent avec les découvertes neuroscientifiques et explique tous les phénomènes de douleur qui ont tenté des philosophes vers des théories particulières (mais limitées) de l'expérience de la douleur. Le caractère unique neurobiologique du système d'inhibition de la douleur, contrasté avec les mécanismes d'autres modalités sensorielles, rend le traitement de la douleur atypique. En particulier, le système inhibiteur de la douleur dissocie la sensation de douleur de la stimulation des nocicepteurs (récepteurs de la douleur). Hardcastle a conclu à partir de l'unicité neurobiologique de la transmission de la douleur que les expériences de douleur sont des événements conscients atypiques, et donc pas un bon endroit pour commencer à théoriser ou à analyser le type général.

3. Neurosciences et psychosémantique

Développer et défendre des théories du contenu est un sujet central de la philosophie contemporaine de l'esprit. Un desideratum commun à ce débat est une théorie de la représentation cognitive compatible avec une ontologie physique ou naturaliste. Nous allons décrire ici quelques contributions que les neurophilosophes ont apportées à ce projet.

Quand on perçoit ou se souvient qu'il n'a plus de café, son état cérébral possède une intentionnalité ou une «relation». Le percept ou la mémoire est de ne pas avoir de café; il représente une personne à court de café. L'état de représentation a un contenu. Un psychosémantique cherche à expliquer ce que signifie un état représentationnel à propos de quelque chose, à rendre compte de la façon dont les états et les événements peuvent avoir un contenu représentationnel spécifique. Une psychosémantique physicaliste cherche à faire cela en utilisant exclusivement les ressources des sciences physiques. Les neurophilosophes ont contribué à deux types de psychosémantique physicaliste: l'approche du rôle fonctionnel et l'approche informationnelle. Pour une description de ces théories et d'autres du contenu mental, voir les entrées sur les théories causales du contenu mental, la représentation mentale,et les théories téléologiques du contenu mental.

La revendication centrale d'une sémantique de rôle fonctionnel est qu'une représentation a son contenu spécifique en vertu des relations qu'elle entretient avec d'autres représentations. Son application paradigmatique est aux concepts de la logique fonctionnelle de la vérité, comme le «et» conjonctif ou disjonctif «ou». Un événement physique instancie la fonction «et» juste au cas où il mapperait deux vraies entrées sur une seule vraie sortie. Ainsi, ce sont les relations qu'une expression entretient avec les autres qui lui confèrent le contenu sémantique de «et». Les partisans de la sémantique des rôles fonctionnels proposent des analyses similaires pour le contenu de toutes les représentations (Block 1995). Un événement physique représente des oiseaux, par exemple, s'il entretient les bonnes relations avec des événements représentant des plumes et d'autres représentant des becs. Par contre,la sémantique informationnelle attribue un contenu à un état en fonction des relations causales qui existent entre l'état et l'objet qu'il représente. Un état physique représente des oiseaux, par exemple, juste au cas où une relation causale appropriée s'établirait entre lui et les oiseaux. Au cœur de la sémantique informationnelle se trouve un compte rendu causal de l'information (Dretske 1981, 1988). Les taches rouges sur un visage portent l'information que l'on a la rougeole parce que les taches rouges sont causées par le virus de la rougeole. Une critique courante de la sémantique informationnelle soutient que la simple covariation causale est insuffisante pour la représentation, puisque l'information (au sens causal) est par définition toujours véridique tandis que les représentations peuvent déformer. Une solution populaire à ce défi invoque une analyse téléologique de la «fonction». Un état cérébral représente X en raison du fait qu'il a pour fonction de transporter des informations sur le fait qu'il est causé par X (Dretske 1988). Ces deux approches n'épuisent pas les options populaires pour une psychosémantique, mais sont celles auxquelles les neurophilosophes ont le plus contribué.

L'allégeance de Paul Churchland à la sémantique des rôles fonctionnels remonte à ses premières vues sur la sémantique des termes dans un langage. Dans son livre (1979), il insiste sur le fait que l'identité sémantique (contenu) d'un terme dérive de sa place dans le réseau de phrases de la langue entière. Les économies fonctionnelles envisagées par les premiers sémantiques des rôles fonctionnels étaient des réseaux avec des nœuds correspondant aux objets et propriétés dénotés par des expressions dans un langage. Ainsi, un nœud, correctement connecté, pourrait représenter des oiseaux, une autre plume et un autre bec. L'activation de l'un d'entre eux aurait tendance à étendre l'activation aux autres. Au fur et à mesure que la modélisation des réseaux de neurones «connexionniste» s'est développée (comme discuté dans la section précédente ci-dessus), des alternatives sont apparues à cette approche «localiste» à une représentation par nœud. Au moment où Churchland (1989) a fourni une élaboration neuroscientifique de la sémantique des rôles fonctionnels pour les représentations cognitives en général, il avait également abandonné l'interprétation «localiste». Au lieu de cela, il a proposé une «sémantique de l'espace d'états».

Nous avons vu dans la section précédente comment les espaces d'états (vectoriels) fournissent une interprétation des modèles d'activité dans les réseaux de neurones, à la fois biologiques et artificiels. Une sémantique d'espace d'états pour les représentations cognitives est une espèce de sémantique de rôle fonctionnel car l'individuation d'un état particulier dépend des relations qui existent entre celui-ci et d'autres états. Une représentation est un point dans un espace d'états approprié, et les points (ou sous-volumes) dans un espace sont individualisés par leurs relations avec d'autres points (emplacements, proximité géométrique). Paul Churchland (1989, 1995) a illustré une sémantique d'état-espace pour les états neuronaux en faisant appel aux systèmes sensoriels. Une théorie populaire en neuroscience sensorielle sur la façon dont le cerveau code pour des qualités sensorielles (comme la couleur) est le récit du processus de l'adversaire (Hardin 1988). Churchland (1995) décrit un espace d'états de vecteur d'activation tridimensionnel dans lequel chaque couleur perceptible par les humains est représentée comme un point (ou sous-volume). Chaque dimension correspond aux taux d'activité dans l'une des trois classes de photorécepteurs présents dans la rétine humaine et leurs trajectoires efférentes: la voie de l'adversaire rouge-vert, la voie de l'adversaire jaune-bleu et la voie de l'adversaire noir-blanc (contraste). Les photons frappant la rétine sont transduits par des photorécepteurs, produisant un taux d'activité dans chacune des voies séparées. Une couleur représentée est donc un triplet de taux de fréquence d'activation neuronale. À titre d'illustration, considérons à nouveau la figure 3. Chaque dimension dans cet espace tridimensionnel représentera la fréquence moyenne des potentiels d'action dans les axones d'une classe de cellules ganglionnaires en saillie hors de la rétine. Chaque couleur perceptible par les humains sera une région de cet espace. Par exemple, un stimulus orange produit un niveau d'activité relativement faible dans les deux voies de l'adversaire rouge-vert et jaune-bleu (axe x et y-axe, respectivement), et une activité moyenne dans le noir-blanc (contraste) voie de l'adversaire (axe z). Les stimuli roses, en revanche, produisent une faible activité dans la voie de l'adversaire rouge-vert, une activité de milieu de gamme dans la voie de l'adversaire jaune-bleu et une activité élevée dans la voie de l'adversaire noir-blanc (contraste).d'autre part, produire une faible activité dans la voie de l'adversaire rouge-vert, une activité de milieu de gamme dans la voie de l'adversaire jaune-bleu et une activité élevée dans la voie de l'adversaire noir-blanc (contraste).d'autre part, produire une faible activité dans la voie de l'adversaire rouge-vert, une activité de milieu de gamme dans la voie de l'adversaire jaune-bleu et une activité élevée dans la voie de l'adversaire noir-blanc (contraste).[7] L'emplacement de chaque couleur dans l'espace génère un «solide de couleur». L'emplacement sur le solide et la proximité géométrique entre ces emplacements reflètent des similitudes structurelles entre les couleurs perçues. Les représentations gustatives humaines sont des points dans un espace d'états à quatre dimensions, chaque dimension codant pour les taux d'activité générés par des stimuli gustatifs dans chaque type de récepteur du goût (sucré, salé, acide et amer) et leurs voies efférentes séparées. Lorsqu'elle est mise en œuvre dans un réseau de neurones avec des ressources structurelles, et donc des ressources informatiques aussi vastes que le cerveau humain, l'approche de l'espace d'états de la psychosémantique génère une théorie du contenu pour un grand nombre d'états cognitifs. [8]

Jerry Fodor et Ernest LePore (1992) ont soulevé un défi important pour la psychosémantique de Churchland. L'emplacement dans un espace d'état seul semble insuffisant pour fixer le contenu représentationnel d'un état. Churchland n'explique jamais pourquoi un point dans un espace d'états en trois dimensions représente une couleur, par opposition à toute autre qualité, objet ou événement qui varie le long de trois dimensions. [9]. Ainsi, le récit de Churchland atteint son pouvoir explicatif par l'interprétation imposée aux dimensions. Fodor et LePore ont allégué que Churchland n'a jamais spécifié comment une dimension en vient à représenter, par exemple, le degré de salinité, par opposition à l'opposition de longueur d'onde jaune-bleu. Une réponse évidente fait appel aux stimuli qui forment les entrées «externes» du réseau neuronal en question. Ensuite, par exemple, les conditions d'individualisation sur les représentations neurales des couleurs sont que les neurones de traitement adverses reçoivent une entrée d'une classe spécifique de photorécepteurs. Ces derniers ont à leur tour un rayonnement électromagnétique (d'une partie spécifique du spectre visible) comme stimuli d'activation. cependant,cet appel à des stimuli «externes» comme conditions d'individualisation ultimes du contenu représentationnel fait de l'approche qui en résulte une version de la sémantique informationnelle. Cette approche est-elle en accord avec d'autres détails neurobiologiques?

Le paradigme neurobiologique de la sémantique informationnelle est le détecteur de caractéristiques: un ou plusieurs neurones qui (i) répondent au maximum à un type particulier de stimulus, et (ii) ont pour fonction d'indiquer la présence de ce type de stimulus. Des exemples de tels types de stimulus pour les détecteurs de caractéristiques visuelles comprennent les bords à contraste élevé, la direction du mouvement et les couleurs. Un détecteur de caractéristiques préféré parmi les philosophes est le détecteur de mouches présumé dans la grenouille. Lettvin et coll. (1959) ont identifié des cellules de la rétine de grenouille qui répondaient au maximum aux petites formes se déplaçant à travers le champ visuel. L'idée que l'activité de ces cellules fonctionnait pour détecter les mouches reposait sur la connaissance du régime alimentaire des grenouilles. (Bechtel 1998 fournit une discussion utile.) En utilisant des techniques expérimentales allant de l'enregistrement monocellulaire à l'imagerie fonctionnelle sophistiquée,les neuroscientifiques ont découvert une multitude de neurones qui répondent au maximum à une variété de stimuli complexes. Cependant, l'établissement de la condition (ii) sur un détecteur de caractéristiques est beaucoup plus difficile. Même certains exemples de paradigmes ont été remis en question. Les travaux lauréats du prix Nobel de David Hubel et Torsten Wiesel (1962) établissant les champs récepteurs des neurones dans le cortex strié (visuel) sont souvent interprétés comme révélant des cellules dont la fonction est la détection des bords. Cependant, Lehky et Sejnowski (1988) ont contesté cette interprétation. Ils ont formé un réseau de neurones artificiels pour distinguer la forme et l'orientation tridimensionnelles d'un objet de son motif d'ombrage bidimensionnel. Leur réseau intègre de nombreuses fonctionnalités de la neurophysiologie visuelle. Les nœuds du réseau formé se sont avérés être au maximum réactifs aux contrastes de bord,mais ne semble pas avoir la fonction de détection de bord. (Voir Churchland et Sejnowski 1992 pour un examen.)

Kathleen Akins (1996) a proposé un défi neurophilosophique différent à la sémantique informationnelle et à sa vision affiliée de détection des caractéristiques de la représentation sensorielle. Nous avons vu dans la section précédente que Akins a soutenu que la physiologie de la thermoréception viole trois conditions nécessaires sur la représentation «véridique». De ce fait, elle a soulevé des doutes quant à la recherche de neurones de détection de caractéristiques pour fonder une psychosémantique en général, y compris pour le contenu de la pensée. Les pensées humaines sur les mouches, par exemple, sont sensibles aux distinctions numériques entre les mouches particulières et les emplacements particuliers qu'elles peuvent occuper. Mais les fins de la nutrition des grenouilles sont bien servies sans un système de représentation sensible à de telles subtilités ontologiques. Si une mouche vue maintenant est numériquement identique à une mouche vue il y a un instant n'a pas besoin, et peut-être ne peut pas,figure dans le répertoire de détection des caractéristiques de la grenouille. La critique d'Akins jette le doute sur le fait que les détails de la transduction sensorielle seront mis à l'échelle pour fournir une psychosémantique unifiée adéquate pour tous les concepts. Cela a également soulevé de nouvelles questions sur l'intentionnalité humaine. Comment passer des modèles d'activité des récepteurs sensoriels «narcissiques», liés non pas aux caractéristiques environnementales «objectives» mais plutôt uniquement aux effets des stimuli sur la parcelle de tissu innervé, à des ontologies humaines remplies d'objets durables avec des configurations stables de propriétés et relations, types et leurs jetons (comme le montre l'exemple de la «pensée volante» présenté ci-dessus), et le reste? Et comment le développement d'une ontologie stable et riche a-t-il conféré des avantages de survie aux ancêtres humains?La critique d'Akins jette le doute sur le fait que les détails de la transduction sensorielle seront mis à l'échelle pour fournir une psychosémantique unifiée adéquate pour tous les concepts. Cela a également soulevé de nouvelles questions sur l'intentionnalité humaine. Comment passer des modèles d'activité des récepteurs sensoriels «narcissiques», liés non pas aux caractéristiques environnementales «objectives» mais plutôt uniquement aux effets des stimuli sur la parcelle de tissu innervé, à des ontologies humaines remplies d'objets durables avec des configurations stables de propriétés et relations, types et leurs jetons (comme le montre l'exemple de la «pensée volante» présenté ci-dessus), et le reste? Et comment le développement d'une ontologie stable et riche a-t-il conféré des avantages de survie aux ancêtres humains?La critique d'Akins jette le doute sur le fait que les détails de la transduction sensorielle seront mis à l'échelle pour fournir une psychosémantique unifiée adéquate pour tous les concepts. Cela a également soulevé de nouvelles questions sur l'intentionnalité humaine. Comment passer des modèles d'activité des récepteurs sensoriels «narcissiques», liés non pas aux caractéristiques environnementales «objectives» mais plutôt uniquement aux effets des stimuli sur la parcelle de tissu innervé, à des ontologies humaines remplies d'objets durables avec des configurations stables de propriétés et relations, types et leurs jetons (comme le montre l'exemple de la «pensée volante» présenté ci-dessus), et le reste? Et comment le développement d'une ontologie stable et riche a-t-il conféré des avantages de survie aux ancêtres humains?Comment passer des modèles d'activité des récepteurs sensoriels «narcissiques», liés non pas aux caractéristiques environnementales «objectives» mais plutôt uniquement aux effets des stimuli sur la parcelle de tissu innervé, à des ontologies humaines remplies d'objets durables avec des configurations stables de propriétés et relations, types et leurs jetons (comme le montre l'exemple de la «pensée volante» présenté ci-dessus), et le reste? 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4. Conscience expliquée?

La conscience est réapparue au cours des trois dernières décennies en tant que sujet de recherche en philosophie de l'esprit et en sciences cognitives et cérébrales. Au lieu de l'ignorer, de nombreux physicalistes ont cherché à l'expliquer (Dennett 1991). Ici, nous nous concentrons exclusivement sur la manière dont les découvertes neuroscientifiques ont eu un impact sur les débats philosophiques sur la nature de la conscience et sa relation avec les mécanismes physiques. (Voir les liens vers d'autres entrées dans cette encyclopédie ci-dessous dans

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