L’académicien breton Claude Berrou publie « Petite mathématique du cerveau » en développant sa théorie de l’information mentale

À partir de leurs recherches sur le codage de l’information en communications numériques, Claude Berrou et Vincent Gripon, chercheurs à Télécom Bretagne se penchent sur la façon dont notre propre cerveau traite les millions d’informations qu’il reçoit. Ils viennent de publier « Petite mathématique du cerveau – Une théorie de l’information mentale » chez Odile Jacob.

Dans leur livre paru en septembre, Claude Berrou et Vincent Gripon se demandent sous quelle forme « matérielle », et selon quelle organisation interne, notre cerveau range ses données : visages connus, poèmes préférés ou numéros de téléphone. De quelle manière les restitue-t-il à la demande ? Ces questions, ayant trait à l’information mentale, relèvent moins de la biologie et de la neuro-anatomie que de la théorie de l’information telle que formulée à l’origine par des spécialistes des télécommunications et du codage. Cet ouvrage apporte une première réponse concrète, mathématiquement cohérente et biologiquement plausible, sur la manière dont le réseau neural fixe et remémore ses éléments de connaissance. S’y mêlent, en une théorie originale, neurones et graphes, codes correcteurs d’erreurs et colonnes corticales, « cliques » neurales et autres « tournois », en quête des algorithmes de notre cerveau. Les perspectives de développement offertes par cette théorie sont nombreuses et prometteuses, en neurosciences comme dans le champ de l’intelligence artificielle.

« Petite mathématique du cerveau » ne marque que le début d’un formidable projet de recherche qui a bénéficié, en 2012, d’un financement ERC Grant de près de 2 millions d’euros de la part des institutions européennes (ERC Grant).

Intitulé Neucod (pour Neural coding), ce programme de recherche vise à identifier et exploiter les fortes analogies observées entre la structure et les propriétés du cortex cérébral, et celles des décodeurs correcteurs d’erreurs modernes. Fortement interdisciplinaire, Neucod associe théorie de l’information, informatique, électronique et neurosciences. La subvention accordée par la Commission européenne a permis à Claude Berrou porteur du projet, de constituer une équipe de huit chercheurs qui travaillera pendant cinq ans sur l’élaboration d’une théorie de l’information mentale. Les répercussions attendues de ce travail portent sur l’intelligence artificielle et les neurosciences cognitives.

Pour Claude Berrou « Les sciences de l’information, en particulier les théories et les propriétés des architectures distribuées, continueront de prendre de plus en plus d’importance dans les neurosciences. Il n’y a pas, en effet, de structure de "calcul" plus distribuée que le cortex humain. En y ajoutant les notions de redondance et de parcimonie, qui nous sont si familières dans les applications de télécommunications, nous avons développé un modèle de réseau neural qui semble à la fois réaliste, en termes comptables de capacité mnésique, et biologiquement plausible ».

Les auteurs

Claude Berrou, professeur à Télécom Bretagne et membre de l’Académie des sciences, est à l’origine des « turbocodes », codes correcteurs d’erreurs utilisés dans la téléphonie mobile. Ses travaux sur le traitement distribué de l’information et le codage l’ont amené à jeter un regard nouveau sur le fonctionnement cérébral. Il a été consacré IEEE Fellow par la société savante américaine IEEE et a reçu le Prix Marconi en 2005. Claude Berrou est également récipiendaire d’une ERC Grant.
Retrouvez le portrait de Claude Berrou sur le site web de l’institut Mines-Télécom

Vincent Gripon, docteur en sciences et technologies de l’information et de la communication, travaille sur la théorie des graphes, la théorie de l’information, les réseaux de neurones formels et les nouvelles voies de l’intelligence artificielle.