Conférence de Yves Frégnac, directeur de recherche au CNRS, le 7 avril 2009, dans le cadre de la série Les défis scientifiques du 21e siècle
Les neurosciences intégratives et computationnelles, l'interdisciplinarité des sciences face à la complexité du cerveau.
Une nouvelle vision du cerveau est de le considérer comme une hiérarchie emboîtée de niveaux d’organisation, du microscopique au macroscopique. Cette hiérarchie s’étend dans le domaine spatial des molécules, synapses, neurones jusqu’aux microcircuits, et aires corticales. Dans le domaine temporel, elle recouvre des processus dynamiques avec des constantes de temps de la microseconde à la durée de vie de l’organisme. Un des enjeux majeurs en neurosciences intégratives et computationnelles est d’extraire, à partir des liens entre ces différents niveaux, des mécanismes et modèles biophysiques d’intégration multi-échelle cohérents. Ce type d’analyse s’apparente à unmécano synaptique et neuronal, utilisant à la fois des informations discrètes (de type "tout ou rien", les potentiels d’action) et analogiques (potentiels gradués, comme le potentiel de membrane ou l’EEG).
Une approche phénoménologique de la complexité en neurosciences est de caractériser les processus d’intégration où le "tout" (à un niveau supérieur de la hiérarchie) ne se comporte plus comme la "somme des parties" (définies à un niveau inférieur). Ce concept, classique en physique des systèmes complexes, apparaît fondamental dans la compréhension de l’émergence de propriétés collectives qui sous-tendent les fonctions cognitives du cerveau.
Cette conférence démontrera les apports de l’interdisciplinarité, à l’interface mathématiques-physique-informatique-biologie, dans les progrès de la connaissance du cerveau. Elle soulignera la complémentarité des contributions obtenues par l’exploration électrophysiologique et par la modélisation et la généralisation d’algorithmes d’intégration et de plasticité. Les défis futurs, à la frontière des Sciences du Vivant, de l’Information et la Technologie, qui seront illustrés, sont :
1) comprendre les règles d’intégration et de plasticité neuronale responsables de la genèse de processus cognitifs ;
2) visualiser et simuler le fonctionnement dynamique du cerveau ;
3) lire le code neural et pallier à des déficits cérébraux par des interfaces hybrides cerveau-machine,
4) construire des plateformes artificielles de calcul qui s’inspirent de l’architecture fonctionnelle du cerveau.
Lieu : Grande salle des séances de l'Institut de France - 23 quai de Conti - Paris VIème - 7 avril 2009 - 14h30 à 16 heures.
Libellés : bio, cerveau, conférence, Sciences cognitives, épistémologie
