4 mars 2013

TOUTE DÉCISION IMPLIQUE UNE INFÉRENCE BAYÉSIENNE

Nos neurones codent et manipulent des distributions de probabilités (Neurosciences 27)
Le long périple au sein des cours de Stanislas Dehaene, commencé le 19 juin, interrompu pendant six semaines, touche à sa fin. Ces deux derniers articles vont se centrer sur la conclusion de son cours 2012. Ils portent sur la prise de décision et l’élaboration de la vision du monde que nous nous faisons.
Comment prenons-nous de décisions ?
Pour répondre à cette question, Stanislas Dehaene part de la constatation suivante : pour choisir une action donnée, il ne suffit pas d’avoir une perception du monde qui nous entoure, il faut aussi être capable de pondérer la valeur des différentes actions possibles. En effet, sans cette capacité à bâtir des préférences nous resterions immobiles, face au monde… sauf à supposer que nous ayons une loterie interne qui choisirait au hasard !
Donc la boucle perception-action serait la suivante :
-        Lecture de l’environnement par nos sens perceptifs,
-        Interprétation de cette lecture et élaboration d’une perception du monde (ce qui implique une série d’inférences bayésiennes),
-    Élaboration de scénarios d’actions et évaluation de leurs conséquences, ce en mobilisant nos connaissances passées, conscientes et non-conscientes,
-        Attribution d’une valeur à ces différents scénarios, qui peut être une perte ou un gain,
-        Choix de l’action individuelle qui maximise le gain et mise en œuvre.
En cas d’inclusion dans un groupe, une deuxième boucle peut alors intervenir, cherchant à maximiser une fonction de gain collectif : chacun apporte sa perception de la situation, son niveau de confiance dans cette perception, les différents options d’actions possibles et leurs valeur associées, puis est recherchée une maximisation de la valeur collective.
Les tests réalisés et les modélisations mathématiques associées montrent qu’effectivement, c’est bien ainsi que procède notre cerveau, en réalisant dynamiquement des calculs d’inférence Bayésienne.
On a pu même montrer que les circuits neuronaux des primates (et sans doute d’autres espèces) doivent permettre :
1. La représentation de plusieurs distributions de probabilité qui correspondent aux indices sensoriels,
2. Le calcul avec ces distributions(1) pour combiner ces fragments d’évidence, ce au fil du temps,
3. L’ incorporation d’un a priori, qui représente les informations connues
4. L’identification du maximum d’une distribution a posteriori pour pouvoir faire un choix
Quand je vous disais au début de la présentation du cours 2012 que nous étions des Monsieur Jourdain du calcul Bayésien !
Pour ceux qui veulent en savoir plus, et qui n’ont pas peur des calculs mathématiques, je leur conseille de se plonger dans le détail du cours.
Voilà donc comment nous décidons.
Mais cette tendance à nous appuyer constamment sur le passé, et à maximiser la vraisemblance, est-ce que cela ne nous prépare à constamment avoir à faire face à des surprises ?
(Article paru le 12 septembre 2012)
(1) Le produit de deux distributions ou ce qui est équivalent l’addition de leur logarithme

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