Et si la cognition ne se révélait pas seulement dans un cerveau isolé, mais bien dans la relation entre plusieurs esprits?

C’est la question au cœur de deux articles récents de Guillaume Dumas, professeur au Département de psychiatrie et d’addictologie de l’Université de Montréal et chercheur principal au Laboratoire de psychiatrie de précision et physiologie sociale du Centre de recherche Azrieli du CHU Sainte-Justine. 

Titulaire de la Chaire en neuro-IA sociale et psychiatrie interpersonnalisée et membre de Mila – l’Institut québécois d’intelligence artificielle –, l’expert reconnu à l’échelle internationale s’illustre par ses travaux à l’avant-garde des neurosciences sociales et de l’intelligence artificielle (IA). 

Sa lunette : déplacer le regard de l’individu seul vers l’interaction et montrer que certaines différences cognitives ne se comprennent pleinement qu’à deux ou à plusieurs.

Mettre en lumière la dimension sociale de la conscience 

Dans un premier article, Guillaume Dumas et ses étudiantes de doctorat Anne Monnier et Lena Adel explorent la « neurophénoménologie générative ». La neurophénoménologie est un champ de recherche lancé dans les années 1990 par le neurobiologiste chilien Francisco Varela qui fait dialoguer deux points de vue longtemps séparés: les neurosciences classiques, qui observent le cerveau « de l’extérieur », à la troisième personne, et l’expérience vécue, subjective, à la première personne. 

La neurophénoménologie dite « générative » intègre le concept selon lequel l’expérience subjective se construit au fil du développement, des relations sociales, de la culture et de l’histoire. « Cette méthode cherche ainsi à jeter des ponts entre trois niveaux : l’expérience vécue à la première personne, les données objectives à la troisième personne et une expérience à la “seconde personne”, en lien avec autrui », précise Guillaume Dumas. 

« Depuis ma thèse, il y a près de 15 ans, la neurophénoménologie générative a été un fil rouge de mes recherches, poursuit le chercheur. Cet article marque une étape clé, où cette vision s’incarne dans une approche moderne. » Ce travail de longue haleine s’est concrétisé grâce à la collaboration d’Anne Monnier et Lena Adel, qui ont été les premières parmi les membres de l’équipe à explorer ce sujet complexe. 

Longtemps restée en suspens après la mort prématurée de Francisco Varela, cette approche connaît aujourd’hui un renouveau. Combinée avec des outils mathématiques, des modèles informatiques et de nouvelles formes d’imagerie cérébrale, elle laisse entrevoir de nouvelles avenues en psychiatrie, indique le chercheur. 

Par exemple, la neurophénoménologie générative offre un cadre pertinent pour l’alliance thérapeutique, ajoute-t-il. Elle peut aider à prendre en compte à la fois le vécu subjectif du patient, le ressenti empathique du thérapeute et ce qui émerge de leur interaction. Dans le cas de l’autisme, la méthode invite aussi à mettre en évidence les atypies relationnelles comme une perspective plus précise et constructive. 

L’autisme vu à travers l’interaction 

Justement, dans un second article, l’équipe de Guillaume Dumas – menée par Ghazaleh Ranjbaran, alors étudiante de maîtrise – s’est appuyée sur des données d’hyperscanning (l’enregistrement simultané de l’activité cérébrale de deux personnes qui interagissent) pour prédire si une interaction sociale met en rapport des personnes autistes ou neurotypiques. 

Le défi était de taille, puisque les données multicérébrales sont rares et que les modèles d’IA ont habituellement besoin de grandes quantités de données. La solution trouvée repose sur le transfert d’apprentissages. Le modèle a d’abord été entraîné avec de nombreuses données issues d’un seul cerveau afin qu’il assimile la structure générale des signaux cérébraux. Une fois cet apprentissage réalisé, le modèle a été reproduit pour traiter deux cerveaux à la fois. Puis, une couche supplémentaire a appris à combiner ces informations à partir des données d’interaction. 

« Je travaille sur l’hyperscanning depuis près de 15 ans, souligne le chercheur. Mais depuis mon arrivée à Montréal il y a 5 ans, en me joignant à l’équipe de Mila, le défi était de bâtir un pont concret entre l’intelligence artificielle et les neurosciences multicerveaux. Cet article constitue l’une des premières preuves tangibles que cette synergie est possible, en particulier en matière d’IA appliquée aux neurosciences multicerveaux. Cet accomplissement a été rendu possible par l’interdisciplinarité de mon équipe, notamment grâce à Ghazaleh Ranjbaran, qui a joué un rôle clé dans cette démonstration lors de sa maîtrise. » 

Cette méthode ouvre la porte à plusieurs perspectives, soutient le neuroscientifique. C’est notamment le cas de l’aide au diagnostic de l’autisme, voire du diagnostic précoce chez les nourrissons à partir de signaux cérébraux non invasifs. 

Vers des neurosciences du collectif 

Les travaux de Guillaume Dumas concernent une psychiatrie interpersonnalisée qui dépasse les modèles centrés uniquement sur l’individu pour mieux intégrer les dynamiques relationnelles. Son équipe, qui réunit des chercheurs et chercheuses en neurosciences, en informatique et en psychiatrie, incarne cette interdisciplinarité. 

En matière d’autisme, il prône un changement de paradigme, où l’on ne voit plus les difficultés sociales comme un problème spécifique de la personne autiste, mais comme la rencontre entre deux neurotypes différents – une idée au cœur du concept de «problème de double empathie» proposé par le chercheur britannique Damian Milton. 

Selon Guillaume Dumas, les neurosciences multicerveaux peuvent servir plus largement à étudier la cohésion de groupe, la qualité d’une tempête d’idées, la performance collective en sport ou même la coordination d’équipages dans des missions spatiales.  

« En combinant la neurophénoménologie générative et l’intelligence artificielle, on esquisse les contours des neurosciences de la relation. Une discipline qui ne cherche plus seulement à comprendre des cerveaux isolés, mais ce qui émerge quand plusieurs esprits entrent en résonance », conclut le chercheur.