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La définition de Connexionnisme


Le connexionnisme désigne une famille de modèles formels développés pour la description et la simulation des capacités d'apprentissage, de reconnaissance et d'évocation de mémoires artificielles ou naturelles. Ces mémoires sont décrites comme de vastes réseaux d'unités de traitement en interconnexion totale ou partielle. Le connexionnisme est particulièrement approprié à l'étude du fonctionnement cérébral et des activités cognitives.


Les différents modèles connexionnistes

Le connexionnisme est apparu vers le milieu des années 1970. On peut distinguer deux types de modèles:

  • Les modèles connexionnistes au sens strict: ils sont composés d'unités de traitement en interconnexion, dont les différents paramètres (force des associations, loi de réponse des unités) sont fonctionnellement modifiables. Ils tentent de mimer, métaphoriquement, l'organisation neuronale du cerveau. C'est la raison pour laquelle on les qualifie souvent de modèles neuro-mimétiques. On peut en distinguer deux types, selon qu'ils ne mettent en oeuvre que des unités observables d'entrée et de sortie (les modèles connexionnistes sans unités cachées) ou qu'ils supposent, comme dans les réseaux multicouches, des unités de traitement intercalées entre les entrées et les sorties (les modèles connexionnistes à unités cachées).
    Les modèles connexionnistes, au sens strict du terme, simulent donc des algorithmes qui calculent des fonctions spécifiques ou des solutions d'équations différentielles.

  • Les modèles d'appariement global: ils décrivent le stockage d'informations en mémoire sous la forme de matrices ou de vecteurs composites.
    Les modèles d'appariement global sont donc des modèles de comparaison de vecteurs ou de matrices, qui stockent et retrouvent une information en mémoire à partir d'opérations de corrélation.

Le connexionnisme radical

Les formes les plus extrêmes du connexionnisme rompent complètement avec les postulats classiques du cognitivisme orthodoxe. Elles rejettent définitivement toute description de la cognition en termes de représentation mentale ou de computation symbolique. Cette totale rupture épistémologique rapproche le connexionnisme radical du néo-béhaviorisme du milieu du XXe siècle et du béhaviorisme radical contemporain. D'ailleurs, certains n'hésitent pas à le qualifier de béhaviorisme neuronal.
Le connexionnisme radical décrit la mémoire et l'apprentissage de façon purement systémique dans un hyperespace d'états modelé, en permanence, par des attracteurs et des répulseurs. Dans ce cadre théorique, un réseau connexionniste ne transformerait pas un input en output, mais serait un processus auto-organisateur, contraint par ses propres sorties et soumis à des modulations internes. La cognition serait un processus holistique d'auto-adaptation, un système dynamique non linéaire évoluant dans un espace multidimensionnel. Le système nerveux n'est plus conçu alors comme un système computationnel, car il évolue dans un hyperespace d'états qui possède une dimension fractale.
Un tel connexionnisme radical est défendu par Francisco Varela (Invitation aux Sciences cognitives, 1993) quand il affirme: « La cognition, loin d'être la représentation d'un monde préformé, est l'avènement conjoint d'un monde et d'un esprit à partir de diverses actions qu'accomplit un être dans le monde. » Cette conception est encore en partie spéculative mais elle n'est certainement pas incompatible avec de nombreuses propriétés fonctionnelles du cerveau.


L'influence du connexionnisme

Les modèles connexionnistes ont exercé une influence considérable sur la recherche en psychologie cognitive et, plus généralement, en sciences cognitives:

  • Ils ont largement contribué à rapprocher l'étude scientifique du hardware cérébral de celle du software cognitif.

  • Ils ont replacé le concept de mémoire au centre des débats théoriques, que les courants théoriques dominants du cognitivisme avaient eu tendance à sous-estimer, voire à éliminer.

  • Ils ont permis l'élaboration de formalismes qui permettent non seulement de modéliser, mais aussi de simuler le fonctionnement de mémoires, naturelles ou artificielles, sur des systèmes calculatoires. Le connexionnisme apporte, en quelque sorte, une boîte à outils de formalismes assurant une description plus objective des théories cognitives en compétition. Ces formalismes sont à la fois flexibles, transparents et heuristiques.

Le connexionnisme est ainsi devenu un puissant outil de développement théorique, à condition bien sûr de ne jamais perdre de vue que les théories cognitives doivent toujours être formalisées à un niveau plus abstrait que les modèles connexionnistes qui les implémentent. En effet, mimer de façon connexionniste une fonction cognitive ne peut en aucun cas démontrer la validité de la théorie sous-jacente qui devra toujours être éprouvée expérimentalement.


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