Une nouvelle étude remet en cause l'hypothèse selon laquelle la règle d'apprentissage d'un réseau de neurones est essentielle pour imiter la vision humaine. Des chercheurs de l'Université de Tübingen ont comparé quatre règles d'apprentissage — rétropropagation, alignement par rétroaction, codage prédictif et plasticité dépendante du timing des spikes — en utilisant des architectures convolutionnelles identiques et les ont testées contre des données IRMf humaines de 3 sujets visualisant 720 stimuli (ensemble de données THINGS-fMRI).
La recherche
Nils Leutenegger et son équipe ont utilisé l'analyse de similarité des représentations (RSA) pour mesurer à quel point les représentations internes de chaque réseau correspondaient à l'activité cérébrale humaine. Crucialement, ils ont inclus un réseau non entraîné avec des poids aléatoires. Résultats : dans les zones visuelles précoces (V1/V2), le CNN non entraîné a atteint une corrélation de rho = 0,071, statistiquement indiscernable de la rétropropagation (rho = 0,072, p = 0,43). Dans les zones supérieures (LOC/IT), les règles d'apprentissage comptaient : la rétropropagation dominait, et le codage prédictif avec mises à jour hebbiennes locales l'égalait (p = 0,18). L'alignement par rétroaction a systématiquement altéré les représentations en dessous du niveau de base aléatoire en V1. Une RSA partielle a confirmé que les effets n'étaient pas dus à la similarité des pixels.
Pourquoi c'est important
Cette découverte suggère que le traitement visuel précoce est largement façonné par l'architecture — la structure des connexions — plutôt que par la manière dont le réseau apprend. Pour votre propre cognition, cela implique que les premiers stades du cerveau pourraient être câblés pour l'efficacité, tandis que l'apprentissage de niveau supérieur dépend de l'expérience et des objectifs. Comprendre cette hiérarchie peut guider l'entraînement cérébral : renforcer la reconnaissance de motifs de bas niveau peut nécessiter des méthodes différentes de l'amélioration du raisonnement ou de la mémoire.
Ce que vous pouvez faire
Pour améliorer le traitement visuel, essayez des tâches qui défient votre reconnaissance de motifs sans raisonnement complexe — comme des puzzles visuels ou l'identification rapide d'objets. Pour la cognition de niveau supérieur, concentrez-vous sur l'apprentissage orienté vers un but, comme l'étude d'une nouvelle langue ou la pratique de jeux de stratégie. L'étude souligne que l'entraînement cérébral devrait cibler des niveaux spécifiques de traitement.
Source : arXiv q-bio.NC
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