20以上の意識理論をめぐる議論は未だ結論が出ていない：5年経っても、どの理論も支配的になっていない

5年間の「対立的協力」を経て、意識理論家たちは観客の前でステージ対決を行うことに成功した。この決闘は最終的な結果を決定しませんでしたが、それでも科学史の進歩とみなされています

科学の世界では、理論は次のとおりです。多くの場合、それらは無限にありますが、データを酷使した後、ほんのわずかしか残りません。意識の発展したばかりの科学では、有力な理論はまだ現れていません。この分野では今でも 20 以上の理論が争いを繰り広げています。

#この現在の状況はデータ不足によるものではありません。 DNA二重らせんの共同発見者であるフランシス・クリックが30年以上前に意識を研究対象として取り上げて以来、研究者たちはさまざまな高度な技術を使って被験者の脳を調査し、被験者の意識の特徴を明らかにする可能性のあるものを追跡してきました。神経活動。これまでに生成された豊富なデータは、少なくともそれらの理論を反証するはずです。

5 年前、テンプルトン世界慈善財団は、理論審査の取り組みを推進するために、一連の敵対的な協力を開始しました。今年 6 月、この共同研究による最初の結果により、グローバル ニューロン ワークスペース理論 (GNWT) と統合情報理論 (IIT) という 2 つの注目を集める理論が互いに対戦しました。どちらの理論も勝者とはなりませんでした。

この結果は、ニューヨークの意識科学研究協会 (ASSC) の第 26 回会合で発表された結果と同様、クリック A 25 を解決するためにも使用されました。長年の共同研究者であるアレン脳科学研究所の神経科学者クリストフ・コッホ氏と、人々を表す「困難な問題」という用語を作ったニューヨーク大学の哲学者デイビッド・チャーマーズ氏との間で行われた、主観的な意識感覚は次の式で説明できるという仮説。脳の回路を解析しています。 ＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃

^{意識と協力の最初の融合は科学の勝利であるため、アレン脳科学研究所の神経科学者クリストフ・コッホ氏は信じています。}

ニューヨーク大学のスカーボール センターのステージでは、ロック音楽に続き、意識についてのラップ パフォーマンスと一連の研究成果のプレゼンテーションが行われました。神経科学者は、意識の神経相関はまだ確かではないと哲学者に賭けている。

それでも、コッホ氏はこう宣言しました。「これは科学の勝利です。」

しかし、本当にそうなのでしょうか？このプロジェクトはさまざまな評価を受けました。研究者の中には、2 つの理論の違いを意味のある検証することはまだ不可能であると指摘する人もいます。しかし、大規模で斬新な規範的なデータセットを提供し、他の参加者に敵対的な協力を促すなど、意識の科学を前進させる上でのプロジェクトの貢献を強調する人もいた。

意識の関連性

クリックとコッホが 1990 年に出版したときのランドマーク「意識の神経生物学的理論に向けて」という論文で、彼らの目標は、2,000 年間哲学者によって支配されてきた意識を科学的根拠に基づいて確立することでした。彼らは、意識全体は基本的な出発点として機能するにはあまりにも広範で物議を醸す概念であると主張しています。

その代わりに、彼らは意識の科学的に扱いやすい側面、つまり視覚認識、つまり、たとえば赤色に関する視覚情報を意識的に取得することに焦点を当てています。彼らの目標は、この現象の神経相関、または彼らが呼ぶところの意識の神経相関を見つけることです。

#視覚認識を解読する最初の段階は、すでに科学研究の肥沃な土壌です。網膜に当たる光は脳の視覚野に信号を送ります。そこでは、12 を超える異なるニューラル モジュールが、画像内のエッジ、色、動きに対応する信号を処理します。それらの出力が組み合わされて、私たちが見ているものの最終的な動的な画像が構築されます。

クリックとコッホにとっての視覚認識の価値は、連鎖の最後のリンクである意識を他のリンクから分離できることでした。 1970 年代以来、神経科学者は、脳の損傷により視力がないものの、障害物に遭遇することなく部屋を移動できる盲視の人について知っていました。彼らは画像を処理する能力を保持しますが、それを認識する能力を失います。

^{この有名な幻覚写真では、脳の意識生成メカニズムにより、私たちは画像を花瓶または 2 つの顔として体験できますが、両方を同時に体験することはできません。 --ネビット ディルメン}

私たちは皆、このような形の断絶を経験する可能性があります。よく知られている目の錯覚を利用すると、上の画像は花瓶または 2 つの顔のように見えます。いつでも、私たちはそれをどちらか一方としてしか見ることができません。私たちの脳が知覚を処理する方法により、私たちは両方を同時に認識することができません。

実験心理学者は、両眼視野闘争の現象を通じてこの断絶を利用できます。私たちの脳は通常、左右の目から受け取ったわずかに異なる重なり合う画像を簡単に組み合わせることができます。しかし、イメージが統合されるのではなく、非常に異なっている場合、それらは競合相手になります。最初に一方が私たちの認識を支配し、その後になって初めてもう一方が順番に現れるのです。マックス・プランク生物サイバネティックス研究所の神経科学者ニコス・ロゴテティスが1996年に両眼視野闘争の現象を説明したとき、クリックは意識の神経相関が20世紀末までに見つかるだろうと非常に興奮した。 (この熱意がコッホとチャルマーズとの賭けにつながった。)

過去 20 年にわたり、脳スキャナーはますます洗練されており、意識の研究中に被験者の知覚をすでに操作できるようになりました。 。データの滴りは指数関数的に増加しましたが、川に流される意識の理論は洗い流される代わりに増殖しました。

これらの理論を分ける 1 つの方法は、GNWT などの理論の一部は、意識には脳の認知部分、つまり私たちの参加が必要であると信じているということです。一方、IITの理論家やその他の人々は、神経相関は知覚に関与する脳の領域、つまり私たちが「感じる」場所に依存すると主張しています。これらの考え方は、多くの場合、「脳の前部」理論と「脳の後部」理論として直観的に説明されます (ただし、実際の解剖学的区別はそれよりも不正確で退屈です)。この興味深い区別は、デカルトが言ったように、意識が思考に関係しているのか、それとも瞑想やヨガなどの「思考とは無関係」なのか、という古代哲学の分析を反映しています。

## コレージュ・ド・フランスの神経科学者、スタニスラス・デエーンの提唱者によると、思考は意識状態の中核部分です。 IIT に言及して、彼は次のように述べました: これは 2 つの理論の大きな違いです。純粋な意識が存在するとは思えません。

GNWT は、私たちが無意識に情報を処理するとき、情報のごく一部がチャネルを通じて意識的なワークスペースに入る可能性があると主張します。この空間内では、情報が統合されて他の脳領域に渡され、意思決定や学習に世界中で利用できるようになります。スタニスラス・デハエネ氏は次のように述べています。このワークスペースは機能を実行するという使命を担っています。意思決定と学習は前頭前野の責任であるため、脳の前部は意識にとって重要であると考えられています。

このアイデアは、現在心の科学協会で働く心理学者バーナード・バールズの頭の中に、すでに 1988 年に芽生えました。彼は、独立したプログラムが情報を共有できる初期の人工知能システム アーキテクチャである黒板との類似点を見出しました。 Dehaene 氏はその後、この概念テンプレートを最先端の神経科学の発見と結び付け、計算モデリングを使用して GNWT を開発しました。

#IIT は人工知能アーキテクチャと類似していません。ウィスコンシン大学マディソン校の神経科学者であり精神科医であるジュリオ・トノーニは、意識に関する 5 つの公理から始まる IIT 理論を開発しました: 意識はそれを所有する実体に固有である; 意識の構成は構造化されている; 情報は豊富である; 意識は構造化されている統合されており、コンポーネントに還元できず、意識は他の経験から独立しています。次に、彼はこれらの公理に適合する数学的記述を開発しました。トノーニや他の IIT 理論家にとって、これらの数学的記述と最も一致する神経構造は、彼らがホット ゾーンと呼ぶ感覚領域に関連する格子状の構造です。

^{ウィスコンシン大学マディソン校の神経科学者ジュリオ・トノーニは、意識に関する 5 つの公理を数学的に定式化することで、包括的な情報理論を開発しました。 — John Maniaci / University of Washington Health 、現在、いくつかの高次理論 (HOT) や能動的推論理論を含む認知スタイルの前脳概念のほか、一次理論や局所表現理論などのさまざまな後脳概念も存在します。 。}

これらの理論の一部は、生きた脳のデータと理論上の予測を比較して、それらが一致しているかどうかを確認することで改ざんできると言われています。しかし、残念ながらそうではありません。

地平線の向こうを見ると尾根になり、側面が頂上になります

Over研究者らは何年にもわたって、心理的なトリックや錯覚を利用して被験者の気を紛らわしながら、対象物を意識したときに報告するという一連の巧妙な実験を考案した。これらの結果は、意識的な知覚が前頭前野の活動と関連していることを示唆しており、これは GNWT または他の前頭脳理論を支持します。しかし、哲学者や実験者らは、この研究が意識そのものではなく、報告課題に関連した神経活動を測定しているのではないかという懸念も提起している。

したがって、科学研究コミュニティは、解決策として非報告パラダイム、つまり両眼視野闘争を開発しました。被験者の左目には顔が左に移動するのが見え、右目には家が右に移動するのが見える場合、被験者の意識的な認識は 2 つの画像の間で反転します。研究者は、目の動きを追跡することで、知覚された画像を報告することなく特定できます。当時のデータは、これらの報告のないパラダイムでは、意識的な知覚のための信号が脳の後方に位置していることを示唆していました。

#しかし、理論家が実験やデータを簡単に納得できることはほとんどありません。 2016年のレビューで、IIT陣営は報告書に基づく実験は方法論的に欠陥があるとして却下した。しかし2017年になっても議論は続き、いくつかの競合する論文がJournal of Neuroscienceに掲載された。論文の1つで、現在日本の理化学研究所脳科学研究センターに所属するHakwan Lau氏と同僚らは、無報告パラダイムは本質的に混乱を招く変数をはらんでいると反論した。

#さらに問題を複雑にしているのは、実験結果は使用された脳記録技術の種類によって異なります。各テクノロジーは脳に対して異なる視点を提供するため、これは驚くべきことではありません。たとえば、機能的磁気共鳴画像法 (fMRI) は血流を追跡し、優れた空間分解能を提供できますが、遅すぎてニューロン間の通信速度に追いつくことができません。一方、脳磁図 (MEG) は脳の震えを追跡できますが、空間分解能が劣ります。研究者が脳内の特定の場所で信号強度を測定するか、より広い領域のパターンを分析するかによっても違いが生じます。

その結果、意識の相関関係を研究するために膨大な量の実験データが収集されたにもかかわらず、不確実性が理論家に、そのデータが自分たちの支持された理論を裏付けていると主張する機会を与えてしまいます。空間。

テルアビブ大学の神経科学者リアド・ムドリック氏は、問題の一部は研究の設計方法にあると考えている。彼女の博士課程の学生であるイタイ・ヤロン氏による最近の調査では、公開されている意識に関する400件以上の実験が調査され、結果を全く知らなくても、実験計画のみに基づいてどの理論が支持されるかを予測することがほぼ可能であることが判明した。

テルアビブ大学の神経科学者リアド・ムドリック氏（左）と博士課程の学生イタイ・ヤロン氏（右）は、実験研究を利用して、検査の目的が次のとおりであるという証拠を集めた。意識の理論は、実験計画に潜在するバイアスによって妨げられることがよくあります。 ——ソフィー・ケリー

対立的な協力

ファイブA数年前、テンプルトン・ワールド・フィランソロピーの特別プロジェクト責任者であるダウィド・ポギーター氏は、意識についての実行可能な理論がまだたくさんあることを知って驚いた。彼はそれについて何かをする時期が来たと信じていた。

#コッホは、物理学や心理学の先例との論争を解決するために時々使用される方法である、直接対決を提案しました。 1980 年代、プリンストン大学の心理学研究者ダン・カーネマンは、反対の見解を持つ科学者が協力して実験を開発する実践を表すために、敵対的コラボレーションという用語を作りました。協力することで、仕事の結論を損なう可能性のある目標や方法の違いを排除できます。

^{5年前、ダウィド・ポギーターはテンプルトン世界慈善活動を代表してシンポジウムを開催し、意識理論を検証するための敵対的な協力を開発しました。 ——テンプルトン世界慈善財団}

ポギーターはぜひこれを試してみたいと考えています。 2018年3月、彼とコッホはシアトルのアレン研究所で14人の参加者を対象に週末ワークショップを開催した。その中には、HOT の提唱者であるデハエン、トノニ、ラウの 3 人の理論家のほか、チャーマーズと他の 2 人の哲学者、4 人の心理学者、2 人の神経科学者、1 人の神経科学者、およびパートン財団を代表するポギーターが含まれます。彼らの仕事は、過去の問題をすべて解消し、異なる理論を明確に区別する新しい実験を共同で設計することです。

心理学者のうちの3人、マックス・プランク研究所のムドリック・メローニとルシア・メローニ、ポートランド・コミュニティ・カレッジのマイケル・ピッツは、意識理論に対する過去の挑戦ですでに研究を行っている。 。ピッツは回想した: ある日、ジュリオが「あなたたち 3 人でこのプロジェクトを主導してみませんか?」と提案したことを思い出しました。私たちは自分たちが何をしているのか全く分かりませんでした。それは私たちの生活を蝕みます。

# その後 9 か月間にわたって議論が続きました。理論家たちは理論を掘り下げ、新しい予測を導き出しました。これは、共同研究による斬新な貢献の 1 つです。ムドリクは相手の交渉意欲に感銘を受けた。彼女はこう言いました、「それはとても勇気がいることです。冒険です。」

研究チームは、IIT と GNWT の予測を区別するために 2 つの実験計画を考案しました。彼らは、GNWTとHOTを区別できるほど異なる予測に到達することはなかったので、HOTはラウと、一次理論の擁護者であるニューヨーク大学の哲学者ネッド・ブロックとの間の別の敵対的な共同作業に委ねられた。

Tononi は、GNWT と IIT の間の最初の実験のデザインに特別な注意を払いました。与えられた課題は過去の実験で問題を引き起こしているため、課題を変更してそれが意識的な認識にどのような影響を与えるかを確認することで、これらの問題に対処することが可能になります。

#実験対象者には、文字盤、時計、さまざまなフォントの文字など、一連のさまざまな画像が表示されます。彼らは各画像を 0.5 ～ 1.5 秒間見ました。各一連の画像の開始時に、2 つの特定の画像 (女性の顔とレトロな時計など) がターゲットとして定義され、被験者は「次へ」ボタンを押すように求められました。したがって、画像内の他の顔やオブジェクトは (ターゲットと同じカテゴリに属しているため) タスクに関連しますが、報告する必要はありません。文字や意味のない記号など、シリーズ内の他の種類の画像は、このタスクには無関係でした。テストは、一連の異なるターゲットを使用して繰り返し実行され、刺激の各セットを課題に関連するものと課題に関係しないものとして同時にテストできるようになりました。最先端の脳信号デコーダーは、神経発火パターンを被験者が見ているものと結び付けます。

#GNWT の予測では、対象を意識的に認識することに対応する脳のパターンは、そのタスクが関与しているかどうかに関係なく、類似していると考えられます。ブレイン デコーダは、タスクとは独立して、ターゲット画像に関連する固有の信号を識別できなければなりません。さらに、脳の作業領域に入る新たな意識的知覚の「点火信号」と、それをクリアするための「オフ信号」を検出できるはずである。

一方、IIT は、脳の意識パターンは課題に応じて変化すると予測しています。これは、課題の実行には前頭前皮質の関与が必要である一方、知覚には脳の関与が必要であるためです。剥がす作業は不要です。この純粋な意識には、脳の奥にある感覚のホットスポットだけが必要です。画像認識信号の接続性と持続時間は、視覚刺激の持続時間と一致します。

^{プリンストン大学の心理学研究者ダニエル・カーネマンは、協力の結果が相手の心を変えることはほとんどないことを発見しているにもかかわらず、科学の進歩における敵対的な協力の価値を強く信じています。 —Roger Parkes}

Dehaene は、脳パターンの包括的な解読を伴う 2 番目の実験を好みました。被験者がテトリスのようなビデオゲームをプレイしている間、画面上で顔や物体がランダムに点滅するのが見えました。画像が表示された直後にゲームが停止し、被験者は画像を見たかどうか尋ねられました。 Dehaene 氏は、このデザインが意識と無意識の精神状態のより明確なコントラストを提供するため、このデザインを好みます。これは、意識に関連する要因に関する明確なデータを取得するために重要であると考えています。

カーネマンは敵対的コラボレーションに精通していたため、3 つのプロジェクトのリーダーを指導しました。しかし、彼はまた、自分の経験に基づいて、協力の結果を見て敵対者が考えを変えることはないだろう、とも警告した。その代わりに、不都合な結果に直面したとき、矛盾する新しいデータに適合する方法を発明したため、彼らのIQが15ポイント上昇したと同氏は述べた。

勝者も敗者もいない

研究者たちは、ワークショップ チームの推奨事項に従い始めました。実験。 Tononi のお気に入りの GNWT と IIT による実験 (さまざまなレベルのタスクによるテスト) が最初に完了しました。実験は、機能的磁気共鳴画像法、脳磁図、頭蓋内脳波検査を使用して、2 つの異なる研究室で実施されました。合計 6 つの理論中立の研究室と 250 人の被験者が参加しました。

6 月 23 日の夜、興奮した観客のグループが実験結果を観察するためにニューヨーク大学に集まりました。結果は、あたかも研究者が 3 つの障害物を備えた障害物コースについて報告しているかのように、赤と緑で強調表示されたグラフとして巨大スクリーンに表示されました。

#最初のハードルは、提示された画像の中で被験者が見る物体のカテゴリを各理論がどの程度うまく解読できるかを検証することです。ここでは両方の理論がうまく機能しますが、オブジェクトの方向を識別する点では IIT の方が優れています。

#2 番目の障害は、信号のタイミングのテストです。 IIT は、意識状態中にホットゾーンの同期発火が継続すると予測しています。信号は持続しますが、同期は維持されません。 GNWT は、ワークスペースが「発火」し、刺激が消えると 2 番目のピークが続くと予測します。最初のスパイクのみが検出されます。ニューヨーク大学の視聴者のスクリーン評価では、IIT がはるかに上回っていました。

3 番目の障壁は、脳全体の接続性に関係します。ここで GNWT スコアが IIT よりも高いのは、主に結果の一部の分析が GNWT 予測をサポートしている一方で、信号がホット ゾーン全体で同期されていないためです。

結果を見ると、どうやら両方の理論に異議が唱えられているようです。しかし、イベント画面の最終集計では、IIT が GNWT よりも多くの緑のハイライトを受け取り、観衆は​​あたかも勝者が栄冠を獲得したかのように反応しました。 IITの支持者であるウィスコンシン大学マディソン校のメラニー・ボリー氏は、この結果に非常に満足し、この結果は意識を生成するには後部皮質領域で十分であるというIITの全体的な主張を裏付けるものであり、「前頭前野が参加している」とステージ上で発表した。また、グローバルブロードキャストも必要ありません。

^{## フレンチ カレッジの神経科学者スタニスラス デヘインは、グローバル ニューロン ワーク スペースの理論を提案し、思考は意識の中核部分であると信じています。}

デハエネがステージに上がったとき、彼も負けを認めませんでした。 「ダン・カーネマンのアドバイスに従うことにした」と彼は冗談めかして言った。同時に、この実験の最も興味深い部分は、課題とは関係のない意識の刺激であったため、彼はとても幸せそうでした。現在の問題は、脳の前頭葉で意識が発火する可能性があることを実験で示すことができるかどうかです。 「答えはイエスです！」と彼は言いました。

その後、デハエン氏は、IIT のハードルは彼の理論で設定されているものよりも低いだろうと示唆しました。 [IIT] の複雑な数学的核心は実際にはテストされていない、と彼は言いました。ブロック氏がその夜の講演で指摘したように、脳裏理論を裏付ける調査結果は、IIT を正確に裏付けるものではありません。

IIT はわずかに高いグリーン スコアを獲得しましたが、プロジェクト リーダー自身は勝者はいないと主張しました。 「これらの結果は、IIT と GNWT の予測の一部を裏付ける一方で、両方の理論に大きく疑問を投げかけています」と彼らは説明文に書いています。

##では、科学は進歩したのでしょうか？誰もがそう思っているわけではありません。

メルボルン大学の心理学者で元 ASSC 会長のオリビア・カーターなどの一部の研究者は、2 つの理論は違いすぎて、予測を有意義に比較できないと考えています。 「私の個人的な感覚では、彼らはまったく異なるものをテストしているのではないかと思います」と彼女は語った。 「IIT は驚異的なコンテンツに重点を置いていますが、GNWT は記憶と注意力により関心を持っています。」

この評価は適切であると思われます。しかし、敵対協力の本来の目的が決定的な比較を行うことであったことを考えると、これはややもどかしいところでもあります。この結果を科学の勝利と言いたいのであれば、合格ラインに達したとしか言えなさそうです。

モナシュ大学の哲学者で、テンプルトンが資金提供する別の敵対的共同研究のメンバーであるヤコブ・ホーウィ氏は、異なる見方をしています。 「これには科学哲学が関係します」と彼は言う。同氏は、意識は思考や感情に近いものとして定義されるのか、さらには被験者の自己申告結果が実際にデータを混乱させるのかなど、基本的な問題をめぐってこの分野が依然として意見が分かれていると指摘する。 Howy にとって、この共同作業は前進への道です。同氏は「この種の敵対的協力を行う際には明らかになるだろう」と述べた。

カリフォルニア大学アーバイン校の計算神経科学者ミーガン・ピーターズのような人たちは、結果をGNWTとIITの結びつきであるかのように組み立てるメディア報道に激怒した。複数の競争相手がいるフィールドではなく、競馬です。ピーターズ氏は、誰が勝者で誰が敗者であるかだけに焦点を当てるのではなく、あらゆる実験のハードルから学ぶことによって科学が進歩することを確認することが重要であると述べた。

にもかかわらず、ピーターズ氏は依然として敵対的な協力に熱心です。

意識に関する最初の敵対的共同作業は、この分野の理論を選別することに成功しなかったかもしれません。しかし、理論家はより具体的な予測をする必要があり、実験者は新しい技術を開発する必要があります。サセックス大学の神経科学者アニル・セス氏は、6月のイベント後のコメントで「共同研究の成果は依然として非常に価値がある」と書いている。 「彼らは、新たな制約と新たな説明目標を提供することで、IIT、GNWT、その他の意識理論を前進させるでしょう。」

メローニにとって、反対派は考えを変えていません。プロセスの価値を損なわないこと。カーネマン氏が言うように、人々は考えを変えることはありませんが、課題への反応の仕方によって理論が進歩したり悪化したりする可能性があると彼女は言いました。 「もし後者であれば、時間が経つにつれて理論は廃れ、科学者たちはそれを諦めるでしょう。」

元のリンク:

https://www.quantamagazine.org/what-a-contest-of-ciousness-theories-really-proved-20230824/

以上が20以上の意識理論をめぐる議論は未だ結論が出ていない：5年経っても、どの理論も支配的になっていないの詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。