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Le cerveau humain n'exécuterait pas plus de 60 processus en parallèle
Selon une étude

Le , par Amine Horseman, Expert éminent sénior
L'IRMf ou l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (Functional Magnetic Resonance Imaging en anglais) est un outil utilisé pour localiser et analyser l'activité du cerveau : calculs, émotions, décisions, toutes sont engendrées par des signaux électriques transitant dans des neurones, qui sont les plus petites unités de traitement dans le cerveau. Leur fonctionnement est assez basique. Cependant, leur puissance vient de leur nombre, environ 100 milliards de neurones dont chacun est interconnecté avec jusqu'à 10 000 neurones voisins grâce à des synapses. De ce fait, le cerveau humain est considéré comme la machine de traitement du signal la plus avancée et la plus complexe connue à ce jour.

Lors de l'exécution d'une tâche, les neurones ne sont pas stimulés individuellement, mais plutôt en groupe. Le cerveau est donc divisé en plusieurs réseaux cérébraux dont l'interaction dépend du type de tâche exécutée à chaque instant.

Les scientifiques savent depuis plusieurs années que plusieurs de ces réseaux cérébraux s'activent en même temps pour chaque action que nous exécutons, d'où l'appellation de machine massivement parallèle donnée souvent au cerveau. Mais parallèle à quel point ? C'est ce qu'un chercheur de l'université d'Athènes a essayé de trouver.


L’étude se concentre sur les propriétés fonctionnelles du cerveau humain pour estimer le niveau de parallélisme lors de l'exécution de tâches visuelles ou visuo-motrices. En d'autres termes : « l'estimation du nombre de Core CPU du cerveau qui fonctionnent en parallèle » lorsque des tâches cognitives complexes sont exécutées.

« Les appareils d'IRMf montrent l'activité des neurones en mesurant les changements dans les niveaux d'oxygène sanguin passant à travers le cerveau. L'idée est que les zones les plus actives utilisent plus d’oxygène », explique le chercheur.

En effet, selon lui, les recherches actuelles dans l'industrie des processeurs, comme la puce TrueNorth récemment annoncée par IBM par exemple, s'inspirent des propriétés structurales du cerveau et rarement des propriétés fonctionnelles.

Les expériences réalisées durant cette étude montrent qu'il ya un nombre maximal de zones cérébrales activées lors de processus cognitifs standards. Certaines de ces zones sont liées à des tâches spécifiques, tandis que d'autres correspondent à des fonctionnalités de bas niveau, par exemple, la respiration.

Les résultats ont prouvé que même lors de l'exécution de tâches visuo-motrices complexes, « le nombre de zones du cerveau activées en même temps est de l'ordre de 50 à 60 », tandis qu'il devient beaucoup plus faible lorsque les tâches de reconnaissance visuelle (pas de réponse du moteur) sont exécutées.

« Cela signifie qu'en théorie, un équivalent artificiel du cerveau humain n'exige pas une architecture massivement parallèle au niveau de neurones individuels, mais plutôt un ensemble bien conçu de Core CPU fonctionnant en parallèle sur une échelle beaucoup plus faible. Ainsi, bien que les technologies VLSI actuelles comprennent encore des caractéristiques très limitées en puissance par rapport au cerveau, l'affirmation que ce dernier emploi le parallélisme à un niveau d'ordre beaucoup plus faible peut constituer une piste très utile pour les projets futures », concluent les chercheurs.

Source : L'étude publiée par Harris V. Georgiou

Et vous?

Avec la publication de ces résultats, les industriels vont-ils changer de stratégie lors de la construction de processeurs?


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Avatar de Voïvode Voïvode - Membre émérite http://www.developpez.com
le 12/11/2014 à 3:39
Peut-on vraiment assimiler une zone cérébrale à un cœur de processeur capable de traiter un unique processus ? Serions-nous dépourvus d’HyperThreading ?

Avec la publication de ces résultats, les industriels vont-ils changer de stratégie lors de la construction de processeurs?

Pour tendre vers du 60 cœurs ?
Avatar de Chauve souris Chauve souris - Membre chevronné http://www.developpez.com
le 12/11/2014 à 6:14
60 processus ça me parait déjà énorme. Et quand j'étais un charmant bambin (maintenant je suis un vieillard teigneux ) j'aimais bien le piano, mais j'avais du mal à commander à ma main gauche pendant que s'activait la droite (je crois que c'est le garçon artificiel de AI qui joue d'emblée et parfaitement du piano rien qu'en lisant la partition). J'avais lu que les contrôleurs aériens faisaient un stress sérieux pouvant conduire à des arrêts de travail s'ils se trouvaient à gérer trop d'avions à la fois.

Bon, il faut arrêter une analogie apparente. Un processeur n'a rien à voir avec un cerveau humain, même si on peut avancer quelques analogies : les registres imaginaires et symboliques de J. Lacan avec le mode image et le mode texte où on retrouve un point commun : la modification possible pour le dernier, le côté tout ou rien pour le premier. Et puis les altérations du BIOS peuvent se comparer à un "autisme informatique" pour lequel un programmeur ne pourra rien corriger avec un code, de même que le vrai autisme humain est réfractaire aux psychothérapies.

Je ne crois donc pas qu'on va se retrouver avec des terminators ou des Nexus 6 de Blade Runner dans un proche avenir...
Avatar de koyosama koyosama - Membre actif http://www.developpez.com
le 12/11/2014 à 9:30
Si je comprends, pendant toutes ces années, le fait que mes profs disaient qu'un ordinateur c'est con c'est faux ^^ si on lui donne le bon programme de machine learning ...
Bon a quand Skynet.
Avatar de BugFactory BugFactory - Membre éprouvé http://www.developpez.com
le 12/11/2014 à 9:58
60 zones activées dans le cerveau et 60 processus dans un ordinateur ne me semblent pas comparables.
Avatar de Dismantle Dismantle - Membre régulier http://www.developpez.com
le 12/11/2014 à 10:13
Malheureusement, ce n'est pas thread safe !!
Avatar de Saverok Saverok - Expert éminent http://www.developpez.com
le 12/11/2014 à 12:11
L'auteur ne suggère pas de passer à 60 processeurs
Mais de passer à 60 réseaux de neurones en parallèles, ce qui est très différent

Actuellement, on a un réseau de neurones gigantesque
L'idée est d'en avoir 60 plus petits en parallèle
Car 1 zone du cerveau ne correspond pas à un proc mais à un sous-réseau neuronale
Avatar de Amine Horseman Amine Horseman - Expert éminent sénior http://www.developpez.com
le 12/11/2014 à 13:45
Citation Envoyé par Saverok  Voir le message
L'auteur ne suggère pas de passer à 60 processeurs
Mais de passer à 60 réseaux de neurones en parallèles, ce qui est très différent

En effet, je suis d'accord avec vous sur ce point, l'idée est d'utiliser plusieurs petits réseaux de neurones en parallèles au lieu d'un seul gros réseau,

Cependant, hormis mon point de vu personnel, l'auteur de l'article semble utiliser les termes "Compter le nombre de CPU-Cores du cerveau humain", ce qui porte un peu à confusion
Avatar de Lyons Lyons - Membre averti http://www.developpez.com
le 13/11/2014 à 7:39
Je ne comprends pas cette envie de toujours comparer les ordinateurs au cerveau humain. (ou à n'importe quel autre cerveau, d'ailleurs). Un cerveau et un processeur ne fonctionnent absolument pas de la même manière et les "technologies" utilisées par le cerveau ne sont (à l'heure actuelle) pas applicables à l'informatique.
Avatar de Saverok Saverok - Expert éminent http://www.developpez.com
le 13/11/2014 à 13:51
Citation Envoyé par Lyons  Voir le message
Je ne comprends pas cette envie de toujours comparer les ordinateurs au cerveau humain. (ou à n'importe quel autre cerveau, d'ailleurs). Un cerveau et un processeur ne fonctionnent absolument pas de la même manière et les "technologies" utilisées par le cerveau ne sont (à l'heure actuelle) pas applicables à l'informatique.

La technique s'inspire énormément du vivant
Bien souvent, la nature fait bien mieux que nos méthodes artificielles

L'informatique ne fait pas exception.
L'idée n'est pas de comparer les 2, mais de savoir s'en inspirer.
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