Sous-optimalité de la prise de décision humaine : redéfinir les modèles du choix en termes en contraintes neurobiologiques – SUB-DECISION

Comprendre comment nous prenons des décisions - individuellement et collectivement - est crucial pour améliorer nos sociétés humaines et leurs interactions avec notre environnement. Les travaux passés ont décrit l'homme en tant qu'agent rationnel capable de percevoir, choisir et agir de façon quasi-optimale. Dans ce contexte, les écarts du comportement humain par rapport à l'optimalité théorique - définie par le théorème de Bayes de combinaison probabiliste - ont été classiquement attribués à un ensemble d'a priori contextuels au sein d'un processus d'inférence par ailleurs optimal. Ce projet propose d'adopter un point de vue radicalement différent, en souhaitant caractériser la sous-optimalité de la prise de décision humaine sous l'angle de ses bases neurobiologiques. A l'inverse des études existantes, je fais l'hypothèse que les écarts observés à l'optimalité reflètent des contraintes cognitives imposées par l'architecture fonctionnelle du cerveau humain. Le but final de ce projet est donc d'expliquer la prise de décision en termes d'algorithmes effectifs, et souvent non optimaux, implémentés dans le cerveau. Mon hypothèse de travail est que la pression évolutionnaire forte et récente pour une flexibilité cognitive accrue a modelé le cerveau humain de façon à approximer le processus d'inférence Bayésienne, et ce à l'aide d'un réseau de régions associatives pariétales et préfrontales capables de traiter l'information présentée sous de multiples formes.

Pour tester cette hypothèse, je propose de développer : 1) un cadre de travail méthodologique original pour l'étude guidée par un modèle théorique des bases cérébrales de la prise de décision, 2) un paradigme original permettant d'étudier le processus d'inférence mentale et ces corrélats cérébraux, et 3) un modèle algorithmique original décrit sous la forme d'un processus d'inférence Bayésienne dans un espace de représentation supramodal. Sur le plan méthodologique, la nouveauté principale de ce projet consiste à mettre en relation les fluctuations de stimulation, d'activité cérébrale et de choix à l'aide d’un modèle théorique de façon à caractériser non seulement où et quand, mais aussi comment le cerveau humain implémente le processus d'inférence.

Le programme scientifique de ce projet s'étend selon trois axes principaux de recherche, qui combinent une analyse comportementale guidée par un modèle de la prise de décision, à des enregistrements non-invasifs de l'activité cérébrale de sujets humains en imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) et en électrophysiologie de surface (M-EEG). Le premier axe de recherche de ce projet consiste à caractériser l'architecture algorithmique du processus d’inférence dans le cerveau humain, en faisant la prédiction que celui-ci a lieu préférentiellement dans un espace de représentation supramodal défini par les différentes options possibles. Le second axe de recherche vise à modéliser l'inférence mentale en tant que processus approximatif dont la précision finie est bornée par la variabilité des représentations et calculs cérébraux impliquées, et s'ajuste en fonction des demandes cognitives externes. Cette seconde ligne de recherche définit l'inférence mentale comme un processus cognitif exigeant dont la précision - qui croit avec l'effort cognitif et la consommation d'énergie - tend à être réduite lorsque d'autres sources d’information sont disponibles, ou augmentée lorsque les enjeux sont élevés. Le troisième axe de recherche propose de repenser le concept de confiance à la lumière du modèle théorique proposé, en tant que produit d'un processus de sélection qui tend à 'compresser' les représentations mentales selon leurs deux premiers moments. Les symptômes de deux maladies psychiatriques seront décrites selon ces termes : l'émergence de fausses croyances dans un modèle pharmacologique de schizophrénie, et les comportements de vérification observés chez les patients souffrant de trouble obsessionnel-compulsif.