Résumé technique : Émergence de la réalité sociale de l'émotion via un modèle d'allostasie sociale avec interprétants dynamiques

1. Énoncé du problème

La théorie de l'émotion construite postule que les émotions ne sont pas des catégories biologiquement fixes, mais sont dynamiquement construites par l'interaction entre la régulation corporelle (allostasie) et l'interaction sociale. Une lacune critique existe dans la littérature computationnelle actuelle : si certains modèles traitent de la régulation corporelle des états interoceptifs (par exemple, le modèle de codage prédictif interoceptif incarné ou EPIC) et d'autres traitent du partage social de concepts via l'émergence de symboles (par exemple, le jeu de nomination Metropolis–Hastings ou MHNG), aucun cadre existant n'intègre les deux. Plus précisément, il manque des modèles démontrant comment la « réalité sociale de l'émotion » — définie comme un consensus au niveau communautaire sur les concepts émotionnels attribués aux sensations interoceptives — émerge lorsque des agents régulent simultanément leurs états corporels et négocient les significations des symboles.

2. Méthodologie

Les auteurs proposent un modèle computationnel impliquant deux agents (A et B) qui interagissent pour co-construire des concepts émotionnels tout en régulant leurs états corporels internes. Le système intègre l'inférence active pour le contrôle corporel et le codage prédictif collectif pour l'émergence de symboles.

2.1 Architecture de l'agent

Chaque agent fonctionne comme un processus de décision markovien partiellement observable (POMDP) avec des états et des observations discrets :

• État corporel ($s^*$) : Représenté par deux modalités : l'énergie et la température corporelle (6 niveaux chacune, soit 36 états au total).
• Observations ($o^*$) : Signaux interoceptifs correspondant à l'état corporel.
• Actions ($a^*$) : Cinq actions discrètes (Refroidir, Chauffer, Manger, Jouer, Dormir) qui modifient l'énergie et la température.
• Symboles ($w^*$) : Un vocabulaire partagé de 15 symboles représentant des concepts émotionnels inférés.

2.2 Paramètres du modèle génératif

Les agents partagent et apprennent des paramètres spécifiques :

• Vraisemblance ($A^*$) : Mappe les états vers les observations.
• Transition d'état ($B^*$) : Mappe les actions vers les transitions d'état.
• Préférence a priori ($C^*$) : Représente l'état interoceptif désiré de l'agent (le « but » de l'allostasie).
• Interprétation des symboles ($E$) : Une correspondance des symboles vers les actions (la « signification » du symbole).

2.3 Mécanisme d'interaction

L'interaction se déroule en étapes de temps discrètes impliquant trois processus fondamentaux :

1. Inférence active pour l'inférence d'état et de symbole : Les agents infèrent leur état actuel et les symboles potentiels afin de minimiser l'énergie variationnelle libre. L'énergie libre attendue ($G$) est calculée sur la base de la divergence entre les observations prédites et les préférences a priori.
2. Communication symbolique (MHNG) : Les agents participent à un jeu de nomination Metropolis–Hastings. Un agent agit comme un « Orateur » proposant un symbole, et l'autre comme un « Auditeur ». L'Auditeur accepte ou rejette le symbole en fonction d'une probabilité dérivée de son propre modèle interne (spécifiquement, si le symbole conduit à des actions qui minimisent son propre énergie libre attendue).
3. Mises à jour des paramètres :
   • Vraisemblance ($A^*$) : Mise à jour par inférence bayésienne pour minimiser l'erreur de prédiction.
   • Préférence a priori ($C^*$) : Mise à jour uniquement lorsque le symbole d'un Orateur est rejeté par l'Auditeur. L'Orateur déplace sa préférence vers la distribution d'observations prédite par le symbole accepté (l'action inférée par l'Auditeur) et s'éloigne de sa propre proposition rejetée. Cela permet aux agents d'adapter leurs objectifs corporels à l'autre sans accès direct à l'état interne de l'autre.
   • Interprétation des symboles ($E$) : Mise à jour pour garantir que le symbole échantillonné dans le MHNG conduit à l'action qui minimise l'énergie libre attendue.

3. Contributions clés

• Modèle intégré : L'article présente le premier modèle computationnel unifiant le processus ascendant de régulation interoceptive (allostasie) avec le processus descendant de l'émergence sociale de symboles.
• Mécanisme de consensus social : Il démontre un mécanisme par lequel la « réalité sociale » (préférences a priori alignées et significations de symboles partagées) émerge uniquement par la dynamique de rejet/acceptation de la communication symbolique. Les agents adaptent leurs objectifs internes ($C^*$) pour s'accommoder de l'autre, conduisant à un compromis.
• Sémantique dynamique : Le modèle montre que les significations des symboles ne sont pas statiques ; elles évoluent dynamiquement à mesure que les états internes et les préférences des agents convergent.

4. Résultats expérimentaux

L'expérience a impliqué deux agents commençant avec des préférences a priori divergentes (l'agent A préférait une température corporelle élevée ; l'agent B préférait une température corporelle basse) et aucune connaissance préalable des significations des symboles.

• Convergence des préférences a priori : Sur 2,5 millions d'itérations, la divergence de Jensen–Shannon (JS) entre les distributions de préférences a priori des agents a diminué de manière significative. Les préférences des agents ont convergé vers une configuration intermédiaire, indiquant un compromis mutuel où les objectifs des deux agents pouvaient être satisfaits simultanément.
• Émergence de la signification des symboles :
  • Phase précoce : Les symboles codent principalement des actions pour la régulation de la température (Refroidir, Chauffer) et le réapprovisionnement en énergie (Manger), reflétant le conflit initial des préférences.
  • Phase tardive : À mesure que les préférences s'alignent et que le besoin de régulation de la température diminue, la signification de certains symboles change. Plus précisément, les symboles précédemment associés à « Manger » se sont déplacés pour représenter « Dormir », reflétant la réduction des besoins énergétiques de l'état aligné.
• Validation : Les résultats confirment que les agents peuvent aligner leurs objectifs de contrôle corporel et co-construire des concepts émotionnels partagés sans accès direct aux paramètres internes de l'autre, en s'appuyant uniquement sur la boucle de rétroaction de l'acceptation et du rejet des symboles.

5. Importance et affirmations

L'article prétend fournir une base computationnelle pour la « réalité sociale de l'émotion » telle que décrite dans la théorie de l'émotion construite. Il démontre que :

1. Le consensus social est co-construit : Les concepts émotionnels ne sont pas simplement appris, mais sont activement constitués par la négociation des objectifs de contrôle corporel.
2. L'allostasie est socialement médiatisée : La régulation des états corporels n'est pas purement individuelle ; le « budget corporel » est ajusté en fonction de l'interaction sociale (rejet de symboles) pour atteindre une réalité partagée.
3. Interprétants dynamiques : La signification des symboles émotionnels est fluide, changeant en réponse à l'état collectif des agents en interaction.

Les auteurs notent des limites, spécifiquement que le modèle est restreint à un environnement discret avec une configuration simple. Ils déclarent que les travaux futurs viseront à étendre le modèle à des environnements continus pour tester la robustesse et l'évolutivité du mécanisme d'émergence de la réalité sociale.