Principe d’énergie libre

[fred3000gt]

Hello,

Je n’ai pas trouvé de message sur ce sujet, en partie car la recherche avec guillement “energie libre” sur le forum cherche en fait energie OR libre…. C’est dommage

Ici: https://en.wikipedia.org/wiki/Free_energy_principle

Bon, c’est un principe dont je n’avais jamais entendu parler, mais qui concerne directement des recherches que je fais
En gros ce que j’en ai retenu c’est que les systèmes biologiques cherchent spontanément à minimiser le nombre d’états possibles.

Vous en pensez quoi?

Merci!
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[f6bes]

Bjr à toi,
Et pourtant si tu fais une recherche sur Futura avec " énergie libre" (discussion) tu vas en trouver des...dizaines... voire plus.
A+

[GBo]

Non mais là c'est la théorie de Karl Friston (un chercheur anglais en neurosciences reconnu) sur le cerveau et sur la vie en général tant qu'on y est.
Sa théorie d'apparence scientifique n'est pas testable.

"A free energy principle for the brain"
https://www.fil.ion.ucl.ac.uk/~karl/...he%20brain.pdf

[inviteca0583eb]

Sa théorie d'apparence scientifique n'est pas testable.

Pourtant page 84 on parle bien d’expériences de prédiction théoriques et de résultats conformes à la théorie :

11. Suppressing free energy in the human brain
There are clearly a vast number of predictions and experiments that follow from the free energy treatment of the previous sections. We have reviewed many of these from the neurophysiological, electrophysiologial, psycho-physical and imaging neuroscience literature in other papers (e.g., Friston and Price, 2001; Friston, 2003, 2005). In this paper, we focus on a simple but quite enlight- ening study that was designed to address the role of back-ward connections in suppressing prediction error, using predictable and unpredictable visual stimuli.

11.1. Experimental design and methods
At its simplest, this experiment can be conceived on measuring visually evoked responses to predictable and unpredictable stimuli, where we hypothesized that the evoked responses in early (lower) visual areas would be reduced for predictable, relative to unpredictable stimuli.
The stimuli comprised a sparse grid of visual dots that moved either in a coherent (predictable) or incoherent (unpredictable) fashion. However, simply showing reduced responses to predictable stimuli does not allow us to infer that this reduction is mediated by backward connections.
To do this we exploit known anatomical characteristics of connectivity in the visual system to ensure that any effect of coherent motion is mediated by backward connections.
We did this by using sparse stimuli that excited retinotop- ically mapped responses beyond the range of horizontal connections in striate cortex or V1. The classical receptive field of V1 units is about one degree of visual angle (see Fig. 8). On the basis of anatomical studies, horizontal con-nections in V1 cover about two degrees of visual angle (Angelucci et al., 2002a,b). The separation of the stimuli we employed was about three degrees. Therefore, any com-ponent motion of a single dot, that could be predicted by other dots, can only be ‘seen’ by higher visual areas with larger receptive fields (i.e., V2 or higher). This means that differences, due to predictability, in V1 responses must be mediated by backward connections from V2 or higher. Incoherent and globally coherent sparse stimuli were pre- sented to normal human subjects every second or so while hemodynamic responses were measured using functiona

11.2. Results
As predicted, there were profound reductions in visually evoked responses to predictable, relative to incoherent, visual stimuli in V1. Interestingly, these decreases were also seen in V5, bilaterally. The time course of hemodynamic activity for a single subject is shown in the upper panel for V1, V2 and V5. This graphic also shows the estimated responses to control stimuli that did not move. Again, as predicted, enhanced responses to unpredictable stimuli was seen at the first level that the receptive fields could encompass more than one dot. This was in area V2. This may reflect the activity of deep pyramidal cells encoding global motion subtended by multiple dots. It is interesting to note that V5 showed a reduced prediction error, despite the fact that this area is generally thought to be hierarchi- cally higher in the visual cortex than V2. However, extra- geniculate pathways can bypass V1 and V2 and provide information directly to V5 which, in some circumstances, may make it behave like a hierarchically low area. This is consistent with the short-latency responses of V5, in rela-tion to V1 (see Nowak and Bullier, 1997).
In summary, this fMRI study confirms our predictions from the theoretical analysis that evoked responses are smaller for predictable, relative to unpredictable stimuli.
This is consistent with measured responses reflecting, in large part, prediction error evoked as the sensory cortex self-organises to infer the causes of its geniculate input.
Furthermore, by careful design of the stimuli to preclude horizontal interactions among V1 units, we are able to infer that this suppression of prediction error has to be mediated by backward connections from higher cortical areas. This is consistent with the recurrent dynamics entailed by the hierarchical formulation of generative models in the brainand the inversion of these models in accord with the freeenergy principle.

[A voir en vidéo sur Futura]

[fred3000gt]

Finalement FS m'a suggéré spontanément le bon fil, qui avait déjà été discuté ici en 2013...
https://forums.futura-sciences.com/d...al-vivant.html

Y compris l'article de Friston:
https://www.fil.ion.ucl.ac.uk/~karl/...he%20brain.pdf

Je suis incapable si c'est du pipeau, si le cas réinvente la roue ou si c'est génial...

Ce que je sais, c'est que certains l'utilisent en electrophysiologie neuronale in vitro.

[sunyata]

Hello,

Je n’ai pas trouvé de message sur ce sujet, en partie car la recherche avec guillement “energie libre” sur le forum cherche en fait energie OR libre…. C’est dommage

Ici: https://en.wikipedia.org/wiki/Free_energy_principle

Bon, c’est un principe dont je n’avais jamais entendu parler, mais qui concerne directement des recherches que je fais
En gros ce que j’en ai retenu c’est que les systèmes biologiques cherchent spontanément à minimiser le nombre d’états possibles.

Vous en pensez quoi?

Merci!

Bonjour,

les systèmes biologiques cherchent spontanément à minimiser le nombre d’états possibles

- Autrement dit les systèmes biologiques cherchent à minimiser l'incertitude quand à l'état possible du monde,
autrement dit son entropie au sens de Shannon. (ensemble des états possibles du monde).

Cela n'est pas sans rappeler le modèle Cybernétique de Wiener qui repose sur la minimisation du feed-back de la boucle de rétroaction.

La cybernétique désigne d'abord un moyen de connaissance, qui étudie l'information au sens de la physique, dans la définition qu'en donne Norbert Wiener: « De même que l'entropie est une mesure de désorganisation, l'information fournie par une série de messages est une mesure d'organisation »13. Dans cette acception première, la cybernétique est une approche phénoménologique qui étudie l'information, sa structure et sa fonction dans les interactions systémiques. Ce qui peut être traduit par la science générale de la régulation et des communications dans les systèmes naturels et artificiels.

C'est le principe sur lequel fonctionne tout organisme vivant. Nous passons notre temps à collecter de l'information sur notre environnement, ou à agir pour réduire l'incertitude quant à l'évolution de cet environnement.

Cordialement

[fred3000gt]

Bonjour,



- Autrement dit les systèmes biologiques cherchent à minimiser l'incertitude quand à l'état possible du monde,
autrement dit son entropie au sens de Shannon. (ensemble des états possibles du monde).

Cela n'est pas sans rappeler le modèle Cybernétique de Wiener qui repose sur la minimisation du feed-back de la boucle de rétroaction.





C'est le principe sur lequel fonctionne tout organisme vivant. Nous passons notre temps à collecter de l'information sur notre environnement, ou à agir pour réduire l'incertitude quant à l'évolution de cet environnement.

Cordialement

Ca c’est encore raisonnable, là y’a des gars qui vont encore plus loin et pensent que tu peux utiliser ce principe pour balancer des stimuli électriques random sur des neurones, pour les “punir” de ne pas avoir réalisé une relation d’entrée sortie attendue (car ils vont prendre la multiplicité de ces états électriques comme une situation à éviter à l’avenir).

[sunyata]

Ca c’est encore raisonnable, là y’a des gars qui vont encore plus loin et pensent que tu peux utiliser ce principe pour balancer des stimuli électriques random sur des neurones, pour les “punir” de ne pas avoir réalisé une relation d’entrée sortie attendue (car ils vont prendre la multiplicité de ces états électriques comme une situation à éviter à l’avenir).

Bonjour,

C'est intéressant, il serait intéressant de savoir ce que cela apporte en terme de prédiction et d'élucidation sur le fonctionnement cérébral...

[fred3000gt]

Bonjour,

C'est intéressant, il serait intéressant de savoir ce que cela apporte en terme de prédiction et d'élucidation sur le fonctionnement cérébral...

Oui, mais c’est assez ambitieux….

Le plus j’étudie le cerveau, le plus j’en conclue, concernant l’apprentissage:
1. Qu’il semble impossible de trouver des principes nouveaux de ceux que l’on connait déjà depuis 50 ans (Hebb et LTP)
2. Que la quantité immense de résultats collectés sur les détails les plus intimes des fonctionnement des neurones…. n’a pas aidé à trouver aucun nouveau principe (si j’ai raté quelque chose, je prends avec grand intérêt)

Dans ce contexte, si le principe d’énergie libre était vérifié comme outil de modélisation d’ensemble de neurones, ce serait une avancée majeure…. Mais il faut bien reconnaitre que pas mal de papiers ont été publié sur ce sujet ces 10 dernières années.

[sunyata]

La question qui me vient à l'esprit est :
Si le traitement de l'information par notre système cognitif est de nature Bayésienne,
pourquoi sommes nous si peu doué pour évaluer des probabilités,
et les prendre en compte. Si nous avions un calculateur Bayésien innée dans la
tête cela aurait dû erradiquer depuis longtemps les fake-news, les tenants de la théorie des anciens
astronautes, et partisants de la terre plate, voire creuse, et pourtant force est de constater qu'ils
pullules...

Un début d'explication ?

[fred3000gt]

La question qui me vient à l'esprit est :
Si le traitement de l'information par notre système cognitif est de nature Bayésienne,
pourquoi sommes nous si peu doué pour évaluer des probabilités,
et les prendre en compte. Si nous avions un calculateur Bayésien innée dans la
tête cela aurait dû erradiquer depuis longtemps les fake-news, les tenants de la théorie des anciens
astronautes, et partisants de la terre plate, voire creuse, et pourtant force est de constater qu'ils
pullules...

Un début d'explication ?

Bon, là j’aurai tendance à répondre, qu’à la différence d’un réseau bayésien, un neurone ne représente pas un concept donc on ne peut pas du tout faire l’analogie reseau bayésien -> réseau neuronal….

[Deedee81]

Salut,

Un début d'explication ?

Deux explications même :

1) Voir : https://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9seau_bay%C3%A9sien

Il est clair qu'un réseau bayésien n'est pas une "machine à produire de l'aléatoire à la carte". Il faut en construire un adapté à ça et ce serait quand même étonnant que la nature nous ait doté d'un réseau bayésien spécifiquement adapté à ça (d'un point de vue évolutif l'intérêt est franchement limité, le jeu de carte ou de dés n'ayant pas dû avoir un grand impact dans la sélection naturelle des hominidés ).

2) Le cerveau est complexe, trèèèèèèès complexe. Il ne se limite pas à du bayésien, de l'aléatoire ou le fonctionnement d'un neurone. Rien que les mécanismes cognitifs avec leurs multiples voies c'est du costaud : https://fr.wikipedia.org/wiki/Syst%C...la_pens%C3%A9e
(et il y a le reste, mémoireS au pluriel, systèmes moteurs et sensitifs, rien que la pluralité des aires visuelles est fabuleuse)

Et ne soyons pas présonptueux, un neurologue avait dit (me souviens plus de son nom) : on ne sait rien sur le cerveau. Manière abrupte de dire qu'on ne comprend probablement qu'une petite fraction de pourcent de son fonctionnement global (au niveau neuronal, hormonal, etc... on en sait certainement plus.... et encore, rien qu'à voir les recherches et avancées sur les maladies neurodégénératives montre qu'il y a encore pas mal d'inconnues). Rappelons qu'un seul cm³ de cerveau c'est 10.000 milliards de synapses.

Bref, comparer un réseau bayésien au cerveau, c'est comparer un écrou à un airbus A320. Faut pas t'étonner si l'Airbus (le cerveau) fonctionne différemment de l'écrou (le réseau bayésien).
(et pour comparer à la compréhension du cerveau, pour l'Airbus, on a maintenant quelques boites d'écrous, vis, etc... et quelques pages du manuel de construction avec un type râlant en disant "mais bon dieu, comment ces écrous peuvent ils voler" . Ca avance mais on est encore au stade de l'alpiniste qui veut escalader l'Everest et souffle comme un boeuf pour atteindre le camp de base)

Un grand spécialiste du cerveau artistique a dit un jour : "Il y a plus de choses dans le ciel et sur la terre, Horatio, que n'en rêve votre philosophie" (un visionnaire ce Shakespeare )

Et cela suffit plus que largement à expliquer tes interrogations (sans élucider tous les mécanismes, forcément).

EDIT ben oui, ce manque de connaissances actuel peut être frustrant. Bien entendu. Mais si on savait tout ce serait d'un triste. Et il y a déjà tant de choses à potasser, étudier et... chercher (et tant d'avancées publiées tout domaine et tous les jours) qu'on apprend vite à dire "chouette"

[fred3000gt]

Salut,



Deux explications même :

1) Voir : https://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9seau_bay%C3%A9sien

Il est clair qu'un réseau bayésien n'est pas une "machine à produire de l'aléatoire à la carte". Il faut en construire un adapté à ça et ce serait quand même étonnant que la nature nous ait doté d'un réseau bayésien spécifiquement adapté à ça (d'un point de vue évolutif l'intérêt est franchement limité, le jeu de carte ou de dés n'ayant pas dû avoir un grand impact dans la sélection naturelle des hominidés ).

2) Le cerveau est complexe, trèèèèèèès complexe. Il ne se limite pas à du bayésien, de l'aléatoire ou le fonctionnement d'un neurone. Rien que les mécanismes cognitifs avec leurs multiples voies c'est du costaud : https://fr.wikipedia.org/wiki/Syst%C...la_pens%C3%A9e
(et il y a le reste, mémoireS au pluriel, systèmes moteurs et sensitifs, rien que la pluralité des aires visuelles est fabuleuse)

Et ne soyons pas présonptueux, un neurologue avait dit (me souviens plus de son nom) : on ne sait rien sur le cerveau. Manière abrupte de dire qu'on ne comprend probablement qu'une petite fraction de pourcent de son fonctionnement global (au niveau neuronal, hormonal, etc... on en sait certainement plus.... et encore, rien qu'à voir les recherches et avancées sur les maladies neurodégénératives montre qu'il y a encore pas mal d'inconnues). Rappelons qu'un seul cm³ de cerveau c'est 10.000 milliards de synapses.

Bref, comparer un réseau bayésien au cerveau, c'est comparer un écrou à un airbus A320. Faut pas t'étonner si l'Airbus (le cerveau) fonctionne différemment de l'écrou (le réseau bayésien).
(et pour comparer à la compréhension du cerveau, pour l'Airbus, on a maintenant quelques boites d'écrous, vis, etc... et quelques pages du manuel de construction avec un type râlant en disant "mais bon dieu, comment ces écrous peuvent ils voler" . Ca avance mais on est encore au stade de l'alpiniste qui veut escalader l'Everest et souffle comme un boeuf pour atteindre le camp de base)

Un grand spécialiste du cerveau artistique a dit un jour : "Il y a plus de choses dans le ciel et sur la terre, Horatio, que n'en rêve votre philosophie" (un visionnaire ce Shakespeare )

Et cela suffit plus que largement à expliquer tes interrogations (sans élucider tous les mécanismes, forcément).

EDIT ben oui, ce manque de connaissances actuel peut être frustrant. Bien entendu. Mais si on savait tout ce serait d'un triste. Et il y a déjà tant de choses à potasser, étudier et... chercher (et tant d'avancées publiées tout domaine et tous les jours) qu'on apprend vite à dire "chouette"

Bon, je me laisserai convaincre sans me débattre aucunement que le cerveau est complexe et difficile à modéliser……particulièrement vu comment je peine sur le sujet des neurones…

Mais la question porte sur le principe d’énergie libre appliqué aux neurones: génial ou bidon?
Ce n’est pas pour moi qu’une question théorique, je m’interroge vraiment si je dois la mettre en oeuvre expérimentalement sur nos cultures neuronales…

[Deedee81]

Salut,

Mais la question porte sur le principe d’énergie libre appliqué aux neurones: génial ou bidon?

Je ne jugerai pas sans avoir lu en détail Mais sérieux c'est clair (et assez logique/séduisant).
Mais sûrement très insuffisant (pour moi c'est comme dire "le principe de la chaleur appliquée aux moteurs à explosion". C'est un peu court). Un aspect à rajouter à tout le reste de la neurologie.