C’est à 25 ans qu’on produit le hasard le plus complexe


lifespan

Cliquez sur l'image pour voir l'animation. Le nombre affiché est l'âge en années. Les points les plus à gauche correspondent aux plus grandes vitesses. Les plus hauts aux plus grandes complexités algorithmiques.

 

On atteint à 25 ans un pic de performances cognitives, à la fois en termes de vitesse et de complexité

 

Les neurologues utilisent parfois une tâche étonnamment simple pour détecter des traumatismes du lobe frontal : ils vous demandent de créer une suite de chiffres qui soient le plus aléatoire possible. On appelle cela une tâche de production aléatoire d'items. En cas de traumatisme frontal (à l'avant du cerveau, donc), vous risquez de donner des réponses trop stéréotypées, trop régulières, tel que 123412123. Au contraire, si tout va bien, vous serez capables de former une suite raisonnablement aléatoire — c'est-à-dire complexe. Pourquoi ? parce que produire un hasard de qualité suppose des compétences cognitives de haut niveau (attention, inhibition, mémoire à court terme) pour lesquelles le lobe frontal est essentiel.

La meilleure définition mathématique du hasard repose sur l'idée de complexité. Plus précisément, une suite est aléatoire si elle a une grande complexité algorithmique, qui est définie comme la taille du plus court programme permettant de la créer. De manière équivalente, on peut dire qu'une suite est complexe si on ne peut pas la décrire de manière brève. Par exemple, je peux décrire 1212121212... comme "12 qui se répète", mais une suite aléatoire ne sera pas descriptible de manière brève, car elle n'a aucune structure.

La théorie mathématique de la complexité algorithmique existe depuis longtemps maintenant. Hélas, elle souffre d'un défaut majeur : elle n'est pas calculable. Autrement dit, il n'est pas possible de rédiger un programme ou une formule qui, pour chaque suite de nombres, indique sa complexité. Cela rendait jusque là le travail des neuropsychologues délicat : pour analyser les résultats d'une tâche de production aléatoire d'items, ils devaient recourir à des mesures partielles et indirectes de la complexité. Grâce au travail initié par Hector Zenil et Jean-Paul Delahaye notamment, nous avons pourtant pu créer une méthode efficace pour estimer de manière fiable la complexité de n'importe quelle suite.

Cette méthode, nous venons de l'appliquer à l'étude du développement cognitif au cours de la vie entière dans une étude publiée cette semaine. Lorsque nous essayons de produire une suite aléatoire, celle-ci sera d'autant plus complexe que nos capacités cognitives sont aiguisées. Ainsi, en étudiant la complexité des suites produites par des personnes qui essaient de fournir des réponses imprévisibles ou sans structure, nous pouvons avoir une idée de leurs capacités d'attention ou leur mémoire immédiate par exemple. C'est ce que nous avons fait grâce à un échantillon de plusieurs milliers de volontaires. Ceux-ci ont entré des suites d'une dizaine de symboles (chiffres, dessins, cases dans un tableaux) qui leur semblaient aléatoires. Nous avons relevé la complexité des suites produites ainsi que la vitesse à laquelle les participants répondaient.

Résultats ? C'est à 25 ans que les suites sont le plus aléatoires, et aussi que l'on répond le plus vite. Entre 25 et 60 ans, la vitesse a tendance à diminuer, mais la complexité est presque stable, puis c'est la complexité qui s'effondre, plus que la vitesse. Il y a donc bien une évolution de la complexité, qui correspond à ce qu'on trouve aussi avec d'autres compétences cognitives générales comme l'intelligence ou la mémoire. Quand on regarde un peu plus dans le détail, on voit que ce que mesure la complexité n'est pas la même chose que ce que mesure la vitesse (elle aussi un indice global de fonctionnement cognitif). L'image animée en tête de ce billet permet de visualiser l'évolution simultanée de la complexité et de la vitesse : plus vous êtes en haut, plus vous êtes complexe. Plus vous êtes à gauche, plus vous êtes rapide.

Il s'agit bien sûr de moyennes (lissées, qui plus est) et il y a beaucoup de variabilité : vous pouvez tout à fait, à 70 ans, dépasser le niveau moyen des gamins de 25 ans... mais en moyenne, ce n'est pas le cas.

Références

Des comptes-rendus de notre article dans Scientific American, nzHerald et Cosmos Magazine.

Gauvrit N, Zenil H, Soler-Toscano F, Delahaye J-P, Brugger P (2017) Human behavioral complexity peaks at age 25. PLoS Comput Biol 13(4): e1005408. https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1005408 [lire]


7 commentaires pour “C’est à 25 ans qu’on produit le hasard le plus complexe”

  1. Dr. Goulu Répondre | Permalink

    Existe-t'il un site permettant de s'auto-tester à la production aléatoire d'items ? Je n'en ai pas trouvé ...

    (et en passant le commentaire de @Josephruism a toutes les caractéristiques d'un spam...)

  2. Edwige RAVARD Répondre | Permalink

    Ce qui me frappe dans ce schéma , c'est l'effet d'apprentissage : a 4 ans la vitesse d'éxécution de la tâche est plus grande qu'à 83 ans environ pour une complexité presque équivalente (presque 1/3 de moins ) ! Ou encore à 14 ans on a presque les mêmes résultats qu'à 60 ans ! Cela laisse perplexe!
    Edwige (apprendre-mode-d-emploi.com)

    • Nicolas Gauvrit Répondre | Permalink

      Oui, il est probable que l'effet d'apprentissage soit important, et qu'il devienne plus dur de résister à des réponses stéréotypées avec le temps, parce qu'elle s'ancrent.

  3. Falmir Camion Répondre | Permalink

    Je trouve géniale l'idée d'utiliser la capacité du hasard. Mais l'interprétation me semble problématique parce qu'il y devrait y avoir un gap important qui apparaît probablement déjà avant 25 ans, entre la capacité à produire du hasard, et son expression; et cela, pour plusieurs raisons :
    - D'abord parce qu'il y a un impact important de la fatigabilité ou de la "laziness" qui augmente rapidement avec l'âge (on n'est peut être pas encore "vite fatigué" à 35 ans, mais on n'a déjà certainement plus l'enthousiasme débridé qu'on peut avoir avant 25 ans et on a "appris" à s'économiser.)
    - Ensuite, parce qu'on peut générer du hasard, mais préférer les mouvements courts (favoriser les déplacement courts de la souris avec des changements de directions parfaitement aléatoires), et que ceci peut également être impacté par l'âge.
    - Et enfin, parce que dans la séquences où il est demandé de deviner, l'individu éduqué sait bien qu'il est devinera de façon tout aussi efficace en proposant un choix non aléatoire qu'en proposant un choix aléatoire, mais bon, il se peut aussi qu'il ait compris le but du test et qu'il se fiche de l'énoncé.

    • Falmir Camion Répondre | Permalink

      Ah oui, et donc, du coup, je m'attendrais à ce qu'il-y-ait deux effets contradictoires : un premier, lié à la production effective de complexité, pour lequel l'âge d'un éventuel maximum serait corrélé au niveau d'éducation et au facteur g de l'intelligence générale et qui diminuerait beaucoup plus doucement que ce que montre l'étude.
      Et puis un deuxième effet qui lui serait lié d'abord à la tendance à s'économiser et puis, l'âge avançant, à la fatigabilité.
      Et donc, j'aurais tendance à penser que c'est le produit de ces deux effets qui causerait le pic observé des 25 ans.

  4. oliva Répondre | Permalink

    Bonjour ,

    Votre étude établit une corrélation entre la durée d’exposition au numérique et le developpement d’un certain type de processus cognitifs .Elle révele que la fabrique de l’aleatoire est liée à la durée d’exposition à la culture numérique et non pas à l’âge 2017-25 = 1992
    C’est un artéfact !
    La culture numérique est caractérisée par l'instantanéité : plus l'aisance est là dans le domaine numérique plus la capacité a produire de l'aléatoire est grande et complexe . Le jeu vidéo est aléatoire . Il s’agit là d’acquisition de processus inconscient d’un conditionnement opérant . A voir également si l'importance de l'utilisations des écrans lié à une technologie binaire n'entre pas en ligne de compte .
    25 ans seul a été connu l'utilisation numérique .. A 60 l'utilisation du papier et du crayon abouti essentiellement a une suite logique d'événements et non pas aléatoire .

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