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18 mai 2010
Jean-Paul
Baquiast et Christophe Jacquemin
Une perspective
révolutionnaire : étudier l'autonomie des cellules
au sein des organes
Brian
J. Ford est un chercheur en biologie rattaché au Gonville
and Caïus Collège de l'Université de Cambridge.
Il avait publié il y à 10 ans «Sensitive
Souls» (Little, Brown & Company, mars 1999) dans lequel
il montrait que
les formes de vie animales et même végétales
apparemment les plus simples font preuve en réalité
d'activités de sensibilité, d'affectivité et
d'intelligence dont les humains s'attribuent le monopole.
Ce livre participait d'un mouvement de plus en plus répandu
chez les biologistes évolutionnaires, mettant en évidence
les origines biologiques primitives des cultures humaines et de
leurs manifestations les plus évoluées.
Dans un article édité
par les «Interdisciplinary Sciences Reviews »
(vol 34, p. 350) et qu'il résume dans le NewScientist
du 24 avril, p. 26 (The secret power of the single cell),
il reprend et élargit cette approche, d'une façon
qui, si elle se révélait fondée, ouvrirait
des perspectives de recherche inédites, pouvant éventuellement
se révéler stupéfiantes. Brian J. Ford y fait
d'une certaine façon le procès de l'approche globalisante
résultant de l'analyse de la complexité en biologie
et en physiologie. Pour les tenants de la complexité, le
tout est plus que la somme des parties. Contrairement aux postulats
du réductionnisme, qui avaient cours précédemment,
l'analyse des parties ne permet pas de faire progresser la compréhension
du tout, car elle ne met pas assez en évidence les relations
entre ces parties. Ainsi on ne peut comprendre comment fonctionne
le cerveau si l'on s'en tient à l'étude des cellules
individuelles qui le composenti, c'est-à-dire les neurones.
Il en est de même concernant l'étude des organismes
plus complets, tels que le corps tout entier.
Certes celui-ci est constitué
d'organes aux cellules spécialisées dont il faut connaître
évidemment les différences et les rôles spécifiques,
mais le fonctionnement global du corps ne peut se déduire
du fonctionnement de chacun de ses organes et moins encore de celui
de chacune des cellules participant au fonctionnement de ces organes.
C'est là un des fondements de ce que l'on a nommé
la physiologie intégrative(1).
A un niveau plus élevé, le fonctionnement d'un groupe
d'animaux ne peut se déduire de celui des individus composant
ce groupe. Il résulte d'une relation holistique s'établissant
entre ces individus, et pouvant prendre la forme de comportements
globaux et de cultures spécifiques.
Ceci est évident et il ne
saurait être question d'en revenir à un réductionnisme
simpliste, prétendant déduire le fonctionnement du
tout de celui des parties individuelles. Mais à l'inverse,
souligne Brian J. Ford, il apparaît comme méthodologiquement
dangereux de considérer les parties, en l'espèce les
différentes cellules individuelles constitutives de l'organisme
complexe, comme des composants neutres ne jouant aucun rôle
en propre, en dehors de celui lié à la fonction spécialisée
dans laquelle l'évolution semble les avoir cantonnées.
Ce qui est admissible dans des machines telles que l'ordinateur
ne l'est pas en biologie. L'ordinateur est constitué de transistors
électroniques qui, dans leurs états le plus simple,
se limitent à basculer du au +. Il est inutile de
se demander s'ils peuvent jouer un autre rôle que celui-ci(2).
Quoiqu'il en soit, pour Brian J.
Ford, les cellules individuelles sont des organismes capables d'une
bien plus grande autonomie qu'imaginée, qu'elles soient procaryotes
(sans noyau) ou eucaryotes. Elles sont capables, à titre
individuel - c'est-à-dire lorsqu'elles évoluent librement
dans la nature - de comportements qui sont très comparables
à ceux des organismes complexes. Certes, en général,
elles vivent en sociétés nombreuses et en réseaux
diversifiés, mais à l'intérieur de ces sociétés,
et a plus forte raison, lorsqu'elles se trouvent isolées,
elles manifestent individuellement une sorte d'intelligence individuelle
générant des comportements partiellement aléatoires.
Refuser de le voir conduirait à l'erreur des sociologues
pour qui les groupes sociaux sont constitués d'individus
tous semblables, définis par des moyennes statistiques, dont
il n'est pas utile d'étudier les variantes individuelles.
Or chacun sait pourtant qu'en histoire des événements
surprenants peuvent survenir du fait d'actes hors normes. Seule
l'étude particulière des auteurs de ces actes pourrait
les laisser prévoir.
Paradoxalement, pour faire apparaître
l'autonomie des cellules individuelles il est nécessaire,
selon Brian J. Ford, de se départir de l'analyse réductionniste
dont il défend les mérites dans d'autres domaines.
Il faut en revenir à un certain holisme en étudiant
l'organisme cellulaire tout entier, plus donc que la somme de ses
composants. Les spécialistes des cellules ont depuis longtemps
identifié les différents organes internes qui les
constituent, ainsi que leur rôle. Mais pour aller plus loin,
la biologie moléculaire ou la génétique ne
sont d'aucun secours. Il faut considérer la cellule, telle
l'algue rouge qu'il cite en exemple, comme un organisme global susceptible
de comportements analogues à ceux des organismes multicellulaires.
Brian J. Ford voit alors, ou croit voir, la cellule montrer des
capacités pour la recherche de nourriture, l'auto-réparation,
la construction d'abris que l'on retrouve chez les insectes ou d'autres
espèces supérieures, mais qui chez elle se manifestent
sans faire appel à des organes sensoriels et moteurs visibles.
Ces mêmes propriétés
définissant ce qu'il nomme une intelligence cellulaire individuelle
se manifestent chez toutes les espèces de cellules, y compris
parmi les nombreuses catégories d'entre elles incluses dans
des organes spécialisés. Ceci voudrait dire que chacune
de ces cellules ne se comporte pas en robot asservi, mais en agent
capable de créer et réguler ses propres activités,
répondre aux contraintes courantes de façon autonome
et, mieux encore, prendre de bonnes décisions pour faire
face à des difficultés inattendues.
Selon Ford, il n'existei aucun programme
central qui commande aux cellules du foie de remplacer leurs voisines
détruites, aux cellules folliculaires de créer de
nouveaux cheveux, aux cellules de la moelle osseuse d'ajuster aux
besoins le nombre des globules rouges. Le cerveau n'intervient en
rien dans ces activités, car 90% d'entre elles ne sont pas
perçues et, par conséquent, pas commandées
par le cerveau(3).
De quel intérêt, objectera-t-on,
pourrait être cette hypothèse ? On peut sans risques
estimer qu'elle pourrait entraîner des retombées nombreuses.
Dans la mesure où les moyens modernes d'observation et d'intervention
sur des cellules isolées, soit in vitro soit in
vivo, se perfectionnent constamment, mieux connaître le
fonctionnement de ces cellules, être mieux à même
de mobiliser leurs ressources, pourrait avoir des conséquences
thérapeutiques fructueuses.
Plus généralement
la connaissance de la physiologie des organes et des organismes
pourrait être considérablement améliorée.
Brian J. Ford, à la fin de son article, évoque le
cas des neurones. Si l'on cessait de les considérer comme
des transistors informatiques primaires analogues à ceux
évoqués plus haut, mais comme de petites unités
analogues à des calculateurs, capables de comportements «intelligents»
leur permettant de traiter de l'information pour leur compte, voire
de communiquer avec leurs voisins en échangeant des signaux
électriques autres que ceux déjà identifiées,
beaucoup des mystères qui demeurent dans le fonctionnement
cérébral pourraient être éclaircis. Plus
généralement, le fonctionnement des 100 milliards
de neurones du cerveau pourrait en être profondément
amélioré.
Il est difficile de dire ce qu'il
adviendra de cette hypothèse. On peut cependant penser que,
sur cette base, des chercheurs pourront faire de nombreuses découvertes
en application du principe simple que, lorqu'on cherche, on trouve.
Il est certain de toutes façons que pour progresser, la science
aura de plus en plus besoin de scientifiques suggérant, à
partir d'idées finalement simples, des changements paradigmatiques
importants.
Nous pensons que le travail mené actuellement par Brian J.
Ford fait partie des nouveaux regards qui permettront à la
science de demain de progresser à moindre frais.
Notes (1) Pour en savoir plus sur la physiologie
intégrative, on réécoutera avec intérêt
l'interview
de Gilbert Chauvet.
(2) Encore que, diront les informaticiens...
Les composants électroniques peuvent à titre individuel
générer des bruits ou perturbations qui retentissent
sur le fonctionnement d'ensemble du système, justifiant ainsi
que l'on étudie le cas échéant les variations
aléatoires dans les comportements de chacun d'entre eux.
(3) Nous pourrions pour notre part suggérer
que les cellules réagissent en partie à des informations
générées par leurs voisines proches, comme
dans le cas du quorum sensing permettant aux populations de bactéries
de coordonner leurs offensives contre les organismes qu'elles attaquent.