Le sens des probabilit├ęs chez l'enfant

Le bébé dispose-t-il déjà d’un sens des probabilités qui lui permette de se représenter des distributions de probabilité, de les mettre à jour en appliquant la règle de Bayes, et de les utiliser pour générer des prédictions qu’il compare aux données reçues du monde extérieur ?

Pour Jean Piaget et Bärbel Inhelder (La genèse de l’idée de hasard chez l’enfant, 1951), la réponse ne peut être que négative. L’enfant ne peut comprendre l’irréversibilité du hasard avant le stade des « opérations réversibles ». Selon Piaget, ce ne serait que vers 7-11 ans qu’apparaîtrait l’idée du hasard, « mais les opérations élémentaires d’ordre (ordonner une suite ABC…) sont loin de suffire à la constitution d’un schème complet de permutations proprement dites ». Cette maîtrise apparaîtrait vers 12 ans.

Piaget et Inhelder s’appuient sur une série d’expériences dans lesquels les enfants de 4-5 ans répondent effectivement sans tenir compte des probabilités. Mais leur erreur consiste à s’appuyer exclusivement sur l’introspection verbale des enfants (ou leurs dessins), plutôt que sur les connaissances implicites que l’on peut déceler dans leur regard, leur surprise, ou leur choix spontané. À l’aide de ces techniques, les sciences cognitives contemporaines démontrent que les bébés sont compétents pour le calcul probabiliste. Un bébé de douze mois, qui voit pour la première fois une urne contenant trois objets bleus et un jaune, manifeste sa surprise lorsqu’un tirage aléatoire voit sortir l’objet jaune plutôt que l’un des bleus. Sa surprise est directement proportionnelle à l’improbabilité du résultat observé (Teglas et al., 2011). Sa capacité d’anticipation est probabiliste, mais elle n’est pas fréquentielle. Selon Luca Bonatti, il n’a pas besoin d’observer de nombreux tirages pour en calculer les probabilités : sa déduction probabiliste se fonde exclusivement sur un modèle interne de la logique de la situation. Ce modèle interne combine des sources d’informations spatiales, temporelles et probabilistes. Le bébé réalise vraisemblablement une simulation mentale probabiliste, en s’appuyant sur les principes de solidité et de continuité spatio-temporelle des objets physiques. L’hypothèse d’une simulation interne rend compte de toute une série d’expériences sur le sens des probabilités, le concept d’objet, l’occlusion et le sens du nombre chez le bébé (Teglas et al., 2011).

Selon cette perspective, le cerveau du bébé projette en permanence sur le monde extérieur des interprétations abstraites fondées sur un ou plusieurs modèles internes en compétition. Cet échantillonnage constant des modèles plausibles pourrait-il expliquer l’activité spontanée et stochastique du cerveau, visible dès la naissance sous forme d’un électro-encéphalogramme fluctuant ? Josef Fiser et ses collaborateurs testent cette hypothèse chez le furet nouveau-né (Berkes, Orban, Lengyel & Fiser, 2011). À l’aide de 16 électrodes placées dans le cortex visuel, ils enregistrent l’activité spontanée ou évoquée, soit par des scènes naturelles, soit par des stimuli artificiels (grilles) qui ne respectent pas les statistiques du monde naturel. L’analyse de la distribution de l’activité neuronale spontanée et évoquée montre qu’au cours du développement, l’activité spontanée se met progressivement à ressembler à l’activité évoquée par des stimuli naturels. Ainsi, le cerveau du furet internaliserait un modèle stochastique des transitions spatio-temporelles présentes dans le monde naturel, et le réactiverait en l’absence d’entrées extérieures. À l’avenir, il sera important d’étendre ces expériences au bébé humain : l’examen de l’activité corticale spontanée, dans les circuits visuels ou linguistiques, pourrait fournir une nouvelle manière d’évaluer les modèles mentaux de l’enfant.