Une mélodie joue — et le cerveau ne se contente pas d'écouter note après note. Il agit comme un chef d'orchestre qui connaît déjà la partition : chaque note suivante est attendue, car les précédentes résonnent encore en mémoire. Mais comment les neurones retiennent-ils cet écho ? Dans un nouvel article, un modèle de réseau de neurones à impulsions oscillations des réseaux de neurones PCL+ est proposé — un réseau où les signaux sont transmis par de brèves décharges, comme dans le vrai cerveau. Il apprend sans professeur, simplement en observant des séquences.
Le secret réside dans les connexions avec délais. Un coureur passe le témoin : il doit atteindre son coéquipier exactement au moment où celui-ci est prêt à le recevoir. Ici, c'est pareil : les neurones renforcent leurs connexions pour que le signal d'un événement passé arrive juste à temps pour prédire l'avenir. Cela ressemble à un écho dans les montagnes : le cri revient avec un délai et se superpose au nouveau son, créant une sensation de continuité.
Le plus intéressant, c'est que le réseau a appris à « compléter » ce qui manque. Dans une tâche avec des gestes, où une partie des mouvements de la main était cachée, PCL+ les devinait mieux que des modèles sans mémoire. Le cerveau fait de même : quand on voit quelqu'un prendre son élan pour lancer, on sait qu'il va lancer, même si on détourne le regard un instant.
Certains neurones du cerveau envoient des signaux avec un délai allant jusqu'à 100 millisecondes — à peu près le temps qu'il faut à une mouche pour esquiver une tapette.
Dans le roman « Fondation » d'Asimov, un scientifique prédit l'avenir de la civilisation grâce aux mathématiques — ici, un réseau de neurones apprend à faire de même au niveau des gestes et des sons.