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Cyborgs et autres joyeuseries

Le terme cyborg est une contraction, en anglais, d’organisme cybernétique. Il désigne des êtres de science-fiction à la fois électroniques et biologiques, c’est-à-dire axée sur la biochimie telle que nous la connaissons. Si les implants artificiels commencent à faire leurs preuves (la rétine électronique est très prometteuse dans le traitement de la cécité), des êtres vivants d’un genre nouveau pourraient pulluler sur des planètes lointaines…

Mi-robot, mi Homme, les cyborgs foisonnent dans les univers de science-fiction.

La vie au silicium

Et si la vie n’avait pas besoin d’être… vivante ! En particulier, le carbone est à la base de la vie, à cause de la réactivité chimique procurée par sa tétravalence (quatre électrons engageables dans des liaisons simples), mais le silicium, composant des systèmes informatiques (d’où le technopôle Silicon Valley en Californie), est également tétravalent !

Durant des lustres, les biologistes ont érigé en principe la vie fondée sur le carbone, mais l’hypothèse d’une vie au silicium n’est désormais plus écartée. Elle fait sérieusement partie des biochimies hypothétiques, et Dieu sait à quoi ressembleraient des êtres en silicium ! Bien entendu, nous ne pouvons en dire grand chose…

Vue d’artiste d’un « insecte » en silicium. Longtemps fustigée, la vie au silicium jouit dorénavant d’un certain crédit auprès des exobiologistes.

Seul bémol, l’équivalent du dioxyde de carbone, la silice, est solide. S’il s’agissait d’un déchet extraterrestre, l’excrétion ne se ferait pas par l’ostiole des végétaux ou les poumons/branchies/stigmates des animaux, mais bel et bien par des excréments. Nos amis en silicium défèqueraient sans cesse ; cela dit leurs fèces (je n’ai pas dit fesses !), si elles ne contenaient que ça, ne seraient pas sales… Sur Terre, certains lézards excrètent d’ailleurs l’urée, produit de décomposition de l’ammoniac issu du métabolisme, non pas en urinant, mais par les narines. On peut imaginer une vie au silicium excrétant la silice par la pousse de phanères siliceux (cheveux, sabots, écailles, ongles, toile d’araignée…), de même que certains insectes sécrètent des liquides gluants, ou des plantes diverses résines. A noter que les diatomées, sorte de phytoplancton, ne font pas qu’incorporer le calcium sous forme de calcaire (carbonate de calcium) ; elles utilisent le silicium dans leurs coquilles.

Il est difficile de trancher plutôt en faveur, ou non, de la vie au silicium car sur la multitude de composés découverts dans l’espace, bien plus contiennent du carbone que du silicium. Pourtant, la Terre, et d’autres planètes telluriques, sont relativement pauvres en carbone (abondance relative au silicium de 925/1). Certains pensent que si le carbone, bien que rare en comparaison des autres éléments, forme la charpente de la vie terrestre contrairement au silicium bien plus abondant, c’est que le silicium n’est pas des plus appropriés pour former une biochimie sur les planètes telluriques.

Vies exotiques

Car rappelons que le célèbre physicien Carl Sagan (auteur du best-seller Contact) a imaginé la vie sur des planètes gazeuses, telle Jupiter. Ces formes de vie tout-à-fait hypothétiques puiseraient, par exemple, leur énergie dans les orages qui déchirent ces planètes inhospitalières.

Vue d’artiste d’un organisme jovien ressemblant à une méduse volante. Le sac d’air chaud assure, telle une montgolfière, la sustentation dans l’atmosphère gazeuse.

A moins que les Joviens ne ressemblent à cela !

« La vie trouve toujours un chemin », telle est une phrase de Jurassic Park, due à Michael Chrichton. Récemment, la découverte d’une bactérie pouvant incorporer l’arsenic à la place du phosphore dans son ADN a fait grand bruit. La vie, finalement, a de la ressource, mais on ignore précisément quels sont ses desiderata les plus basiques. Selon de récentes recherches, la physique quantique interviendrait dans la biologie : tant la photosynthèse que l’olfaction (nous serions munis d’un microscope à effet tunnel au fond du nez, c’est ce qu’ont découvert des chercheurs ayant remarqué qu’on peut percevoir différents isotopes !) relèveraient de la délocalisation quantique d’électrons. L’hypothèse plus controversée selon laquelle l’intelligence dépend également de la physique (voir esprit quantique), n’est, sans être scientifique, pas si farfelue qu’elle y paraît à première vue : les microtubules, éléments de la charpente cellulaire, auraient leur mot à dire en transmettant la superposition quantique à différentes parties du cerveau, qui, on le sait, est sensible à l’électromagnétisme (ondes cérébrales), donc pourquoi pas à des stimulus quantiques (sachant que les expériences d’ablation de parties du cerveau ont montré que la conscience est délocalisée, tout comme les objets quantiques, d’ici à y voir une conjonction…). Les philosophes arguent qu’aucune physique ne peut décrire la qualia, ou conscience phénoménale, connue pour être le problème difficile de la conscience. D’autant que les tenants de l’esprit quantique spéculent que les canaux ioniques traiteraient l’information comme un ordinateur quantique.

Ladite théorie subit un revers majeur en 2009 avec une étude montrant l’impossibilité de formation de condensats de Bose-Einstein (structures quantiques) dans le cerveau. Si, telle qu’elle est formulée, la théorie de l’esprit quantique paraît insensée, l’ordinateur quantique, un des graals de la recherche en physique, aurait, grâce à la superposition quantique des bits, des possibilités de traitement de l’information incomparablement plus élevées que les ordinateurs actuels. L’ordinateur quantique ouvrirait sûrement la voie à l’intelligence artificielle, qui n’en est qu’à ses balbutiements, donc imaginer que le cerveau fonctionne sur le même principe qu’un ordinateur quantique n’est pas si fou, d’autant qu’il semblerait que ce soit le cas pour la photosynthèse (voir ce lien). D’ici à imaginer des cyborgs nous gouvernant comme dans les blockbusters hollywoodiens, c’est une autre histoire…

Ce robot-là ne nous veut pas que du bien ! Le film I, Robot est tiré de la saga éponyme du plus grand écrivain de science-fictions de tous les temps (reconnu), Isaac Asimov. Will Smith joue Del Spooner, luttant contre un robot démoniaque, aux prises avec les trois lois de la robotique.

Les montres de Carthagène

Cette histoire, rapportée par Paul Watzlawick, célèbre cofondateur de l’Ecole de Palo Alto offre une image intéressante en matière de rapport avec les autres :
« Un voyageur arriva dans la ville colombienne de Carthagène où la coutume était de tirer un coup de canon à partir de la forteresse tous les jours à midi ce qui permettait aux habitants de régler leur montre.

Or, ce voyageur remarqua que le coup de canon était tiré toujours une demi heure à l’avance. D’un naturel curieux, il demanda au commandant de la forteresse les raisons de cet écart.
Celui-ci lui confia que tous les matins, il envoyait un officier en ville pour régler sa montre sur celle d’une pendule réputée pour sa précision et qui était exposée dans la vitrine de l’horloger local.

Quand le voyageur voulut savoir d’où l’horloger tenait son heure « juste », celui-ci lui répondit fièrement qu’il réglait sa montre sur l’heure du coup de canon et que depuis bien des années il n’avait jamais constaté la moindre différence ! »

Cette anecdote croustillante n’est pas sans rappeler les rétroactions, objet d’étude la cybernétique, célèbre paradigme théorisé par Norbert Wiener. Elle nous montre qu’en matière d’information, nous calons souvent nos opinions sur celles des autres, qui, en retour, calquent leur opinion sur la nôtre : on tourne en rond, à l’instar des servomécanismes, vitaux en endrocrinologie pour l’homéostasie, ou régulation du milieu intérieur : plus on a soif, plus on boit ; en retour plus on boit on a soif, et la teneur en eau de l’organisme est ainsi maintenue constante. De même la glycémie ou la testostéronémie sont maintenues à une valeur de consigne par un rétrocontrôle. Ce concept se retrouve aussi avec les cellules de Renshaw, chargées de réguler l’activité des motoneurones. Le principe est d’ailleurs le même que celui du thermostat : afin de maintenir la température constante, le système doit comporter un effecteur et un appareil de mesure (en l’occurrence un thermomètre) : plus il fait chaud, plus le système abaisse la température ; plus il tend à faire froid, plus le système chauffe.
Plus généralement, l’entrée conditionne la sortie, selon la théorie informatique garbage in, garbage out (des déchets à l’entrée, des déchets à la sortie). Il n’est pas étonnant qu’il existe un lien entre informatique et psychologie, pour la simple raison que l’informatique est la science de l’information, or notre cerveau est une machine biologique traitant de l’information. C’est pourquoi la recherche en intelligence artificielle tend à simuler informatiquement notre cerveau par des réseaux neuronaux, tel que le perceptron.

Notre cerveau est un ordinateur

Si vous pendez que le grand manitou nous a doté d’un organe fabuleux, vous faites fausse route. Certes, le cerveau est fabuleux : par sa propriété d’auto-référence (conscience de soi), il est la chose la plus complexe dans l’Univers. Pour autant, les neurones sont des portes (bio)logiques permettant le traitement des signaux électriques (car en vertu de l’équation de Nernst, toutes les cellules sont électrisées en raison d’une assymétrie de composition ionique entre leur intérieur et leur extérieur). Je vous suggère fortement de jeter un coup d’oeil à ce lien, expliquant en images le principe des portes logiques (ce ne sont ni plus ni moins que des interrupteurs munis d’une table de vérité : si deux interrupteurs sont en dérivation et que l’un est fermé, le signal passe ; si deux interrupteurs sont en série et que l’un est fermé, le signal ne passe pas.) En dernier ressort, notre intelligence fonctionne sur le principe de l’algèbre de Boole… Les synapses sont les zones de connexion entre neurones où se produisent les opérations logiques. Noter toutefois que les astrocytes sont des cellules gliales qui pourraient également jouer un rôle dans la pensée.

L’analogie cerveau/noix. 

La ressemblance entre notre cerveau et les cerneaux de noix est flagrante. Nous savons aujourd’hui qu’elle s’explique par les fractals, structures géométriques dont le but est de tenir dans un espace restreint (boîte crânienne ou coque) tout en maximisant la surface d’échange (sang, lymphe/neurones – sève/parenchyme). Le réseau liquidien est d’ailleurs visible en surface des cerneaux : ce sont de petits vaisseaux brunâtres, correspondant au polygone de Willis chez nous (cercle artériel du cerveau).

Les cerneaux de noix, légèrement oblongues, sont en fait les cotylédons dont la structure est identique aux deux hémisphères cérébraux : on y reconnaît les gyrus, ou circonvolutions (ensemble de replis sinueux), délimités par des sillons.

Cerveau humain : le bulbe rachidien et le cervelet (en arrière) dépassent.

Ce cerneau de noix est comparable à un hémisphère cérébral. Au centre on reconnaît le hile, enserrant un pédicule où convergent les vaisseaux nutritifs.

Les deux cerneaux sont séparés, de mêmes que le cerveau droit et le cerveau gauche sont reliés par cinq commissures (les plus notables étant la commissure habénulaire, le corps calleux, et le fornix)

Sur cette photo de noix en développement, on reconnaît au centre l'analogue d'un ventricule cérébral (espace de circulation du liquide cérébrospinal).

Je ne sais pas si Dieu a créé l’Homme à son image, en revanche Il nous a créé à l’image des noix ! S’Il existe…