注意スキーマ理論

意識（または主観的意識）の注意スキーマ理論（AST）は、プリンストン大学の神経科学者マイケル・グラツィアーノによって開発された意識の神経科学的かつ進化論的な理論である。^{[1] [2]この理論は、}脳が主観的意識を注意のプロセスの図式的なモデルとして構築することを提唱している。^{[1] [2]}この理論は意識の唯物論的理論である。ダニエル・デネット、パトリシア・チャーチランド、キース・フランキッシュなどの哲学者の幻想論的な考えと類似点がある。^{[3] [4]}

グラツィアーノは、注意スキーマは身体スキーマに似ていると提唱した。脳が身体の動きを監視および制御するために身体の単純化されたモデルを構築するのと同様に、脳は注意を監視および制御するために注意の単純化されたモデルを構築する。そのモデルの情報は、不完全で単純化された注意のバージョンを描写しており、脳は意識の非物理的な本質を持っていると結論付ける。主観的意識の構築は、脳自身の注意の効率的だが不完全なモデルである。このアプローチは、意識と注意が多くの点で似ているが時には分離していること、脳が内部イベントと外部イベントの両方に気づくことができる理由、および検証可能な予測を提供することを説明することを目的としています。^[2]

AST は、情報処理機械が、何かについて意識的で主観的な経験があると主張する方法を説明しています。^[5]この理論では、脳は、内部で構築された情報にとらわれた情報処理機械です。機械には、その主張と現実の違いを識別する手段がありません。このアプローチでは、意識を説明する上での課題は、「脳はどのようにして言い表せない内部経験を生み出すのか」ではなく、「脳はどのようにして風変わりな自己記述を構築し、その自己モデルの有用な認知的役割は何か」です。この理論の重要な側面は、モデルに基づく知識です。脳は、高次の認知または言語のレベルの下に位置する豊富な内部モデルを構築します。認知はこれらの内部モデルに部分的にアクセスでき、私たちは文字通りの現実を報告するかのように、これらのモデルの内容を報告します。

AST は、3 つの大まかなポイントにまとめることができます。^[1]まず、脳は情報処理デバイスです。次に、脳は、処理リソースを他の信号よりも特定の信号に集中させる能力を持っています。その集中は、選択された入力感覚信号に向けられることもあれば、特定の思い出された記憶などの内部情報に向けられることもあります。選択された情報を集中的に処理する能力は、注意と呼ばれることもあります。3 番目に、脳は注意のプロセスを使用するだけでなく、注意を説明する一連の情報、つまり表現も構築します。その表現、つまり内部モデルが注意スキーマです。

理論上、注意スキーマは、機械が意識について主張するために必要な情報を提供します。機械が物 X を意識していると主張するとき、つまり物 X に対する主観的な認識、または精神的な所有物を持っていると主張するとき、機械は高次の認知を使用して注意スキーマにアクセスし、その情報を報告しています。

たとえば、ある人がリンゴを見ているとします。その人が「あの輝く赤いリンゴについて主観的な経験がある」と報告するとき、その主張では、自己、リンゴ、主観的な経験という 3 つの項目が結び付けられています。自己の存在についての主張は、自己モデルへの認知的アクセスに依存します。自己モデルがなければ、必要な情報がなければ、システムは自己を参​​照する主張を行うことができません。リンゴの存在と特性についての主張は、視覚システムで構築されたと思われるリンゴのモデルへの認知的アクセスに依存します。ここでも、必要な情報がなければ、システムはリンゴやその視覚的特性について主張を行うことができないのは明らかです。理論上、主観的な経験の存在についての主張は、注意の内部モデルへの認知的アクセスに依存します。その内部モデルは、ニューロン、側方抑制シナプス、競合信号の詳細を含む、科学的に正確な注意の説明を提供しません。モデルは、注意の物理的メカニズムについては何も述べていません。代わりに、脳内のすべての内部モデルと同様に、効率性のために単純化され、図式化されています。

認知機械は、これら 3 つのリンクされた内部モデル内の情報にアクセスして、自己があり、リンゴがあり、自己はリンゴを精神的に所有していると主張します。精神的所有はそれ自体は目に見えず、物理的に説明できる特性はありませんが、体内のどこかに大まかな位置があり、リンゴに特定のアンカーがあります。そして、その精神的エッセンスは、自己がリンゴを理解し、反応し、思い出す力を与えます。機械は、その不完全で不正確な注意のモデルに依存して、リンゴの形而上学的意識を持っていると主張します。

AST では、主観的経験、意識、または言い表せない精神的な所有は、詳細さに欠けるとしても、何かに注意を向ける行為をかなりうまく説明する単純化された概念です。注意の内部モデルは、高次の認知レベルで構築されるわけではありません。これは認知的自己理論ではありません。学習されるものではありません。代わりに、リンゴの内部モデルや自己の内部モデルと同様に、認知レベルより下で自動で構築されます。これらのモデルを特定の方法で構築せずにはいられません。その意味で、注意スキーマを、信念や知的に推論された理論などの高次の認知モデルと区別するために、知覚のような注意のモデルと呼ぶことができます。

AST は、注意スキーマを持つマシンが、リンゴの意識、思考の意識、自己の意識など、何かに対する意識を持っていると主張するために必要な情報をどのように含んでいるか、マシンが人間と同じように意識についてどのように話しているか、そしてマシンが内部情報にアクセスする際に、結論を計算するマシンであるとか、内部モデルにアクセスしているといった説明的なメタ情報を見つけず、代わりに内部モデルの狭い内容だけを学習する方法について説明します。AST では、私たちはそのようなマシンです。

AST は、イリュージョニズムと呼ばれる観点と一致しています。^[4]しかし、「イリュージョニズム」という用語は、この理論にはあまり適さない意味合いを持つ可能性があります。このラベルには 3 つの問題があります。まず、多くの人がイリュージョニズムを、無視できるものや有害なものと同等に捉えています。イリュージョニズムを見抜くことができれば、よりよい状態になります。しかし、AST では、注意スキーマは適切に機能する内部モデルです。通常は、調整が乱れたり、エラーが発生したりすることはありません。次に、ほとんどの人がイリュージョニズムを幻影と同等に捉える傾向があります。幻影は、実際には存在しないものの存在を誤って示します。意識が幻影である場合、暗黙のうちに、幻影の背後には現実のものは何も存在しません。そこには「そこ」はありません。しかし、AST ではそうではありません。意識は、細部に欠けるとはいえ、現実の何か、つまり注意についての優れた説明です。私たちは、ニューロンの相互作用から生じる物理的かつ機械的なプロセスである注意を持っています。何かを主観的に意識していると主張するとき、私たちは文字通りの真実を少し図式化したバージョンを提供していることになります。確かに、そこには「そこ」があります。第三に、幻想は何かによって経験されます。意識を幻想と呼ぶ人は、循環論法を避けるために「経験」の意味を非常に注意深く定義します。しかし、AST は脳がどのように経験をするかの理論ではありません。機械がどのように主張するか、つまり機械がどのように経験を主張するかの理論であり、論理ループに陥ったり、内部情報に囚われたりして、機械はそれらの主張を逃れることはできません。

理論上、注意スキーマは、私たちが意識を持っていると主張しながら歩き回れるように進化したわけではありません。むしろ、知覚、認知、社会的相互作用において基本的な適応用途があるために進化したのです。

注意スキーマには、主に 2 種類の機能が提案されている。1 つは注意の制御を支援する機能である。^[2]制御理論の基本原則は、優れたコントローラには内部モデルが組み込まれているべきである。したがって、脳の注意コントローラには、注意の内部モデル、つまり継続的に更新され、注意のダイナミクスと変化する状態を反映する情報セットが組み込まれている必要がある。注意は脳内で最も普及している重要なプロセスの 1 つであるため、注意の制御を支援する提案された注意スキーマは、システムにとって根本的に重要である。この仮説を支持する行動証拠が増えている。視覚刺激に対する主観的な認識がない場合でも、人はその刺激に注意を向けることはできるが、その注意は制御のいくつかの側面を失う。時間の経過とともに安定性が低下し、摂動に関するトレーニングを受けた場合の適応性も低下する。^{[2] [6]}これらの調査結果は、認識が注意の制御のための内部モデルのように機能するという提案を支持している。

注意スキーマの2番目に提案されている機能は社会的認知です。つまり、注意スキーマを使用して自分自身だけでなく他人の注意状態をモデル化することです。^[1]注意スキーマのこの公的かつ社会的使用の主な利点は、行動予測にあります。社会的な動物である私たちは、部分的には他の人の行動を予測することでこの世界で生き延びています。また、部分的には自分の行動を予測することで将来を計画しています。しかし、注意は行動に最も大きな影響を与えるものの1つです。注意を払っているものに対して、あなたはおそらくそれに向かって行動します。注意を払っていないものに対して、あなたはそれに向かって行動する可能性ははるかに低くなります。注意、そのダイナミクス、および結果の優れたモデルは、行動の予測に役立つでしょう。

ASTは、身体図式に関する心理学的および神経科学的研究に類似して開発されました。この研究分野は、グラツィアーノが以前の出版物で大きく貢献した分野です。^[1]このセクションでは、身体図式との類似性を用いてASTの中心的な考え方を説明します。

ケビンという人物が手を伸ばしてリンゴを掴んだとします。ケビンに何を持っているのか尋ねます。ケビンはその物体がリンゴであると答え、リンゴの特性を説明することができます。その理由は、ケビンの脳がリンゴの図式的な説明、つまり内部モデルを構築しているためです。内部モデルとは、サイズ、色、形、位置などの一連の情報であり、新しい信号が処理されるたびに常に更新されます。このモデルにより、ケビンの脳はリンゴに反応し、リンゴがさまざまな状況でどのように動作するかを予測することさえできます。ケビンの脳はリンゴの図式を構築しました。彼の認知プロセッサと言語プロセッサはリンゴの内部モデルにいくらかアクセスできるため、ケビンはリンゴについての質問に口頭で答えることができます。

ここで、ケビンに「リンゴをどうやって持っているの？ リンゴとあなたの物理的な関係は？」と尋ねます。ケビンは再び答えることができます。その理由は、リンゴの内部モデルに加えて、ケビンの脳は腕と手を含む彼の体の内部モデルも構築しているからです。この内部モデルは、ボディ スキーマとも呼ばれ、新しい信号が処理されるたびに常に更新される一連の情報で、ケビンの手足のサイズと形状、ヒンジの付け方、動き方、各瞬間の状態、次の数分間の状態を指定します。このボディ スキーマの主な目的は、ケビンの脳が動きを制御できるようにすることです。ケビンは腕の状態を知っているので、腕の動きをより適切に制御できます。ボディ スキーマの副作用は、ケビンが自分の体について明確に話せることです。ケビンの認知および言語プロセッサはボディ スキーマにいくらかアクセスできるため、ケビンは「腕を伸ばした状態で、手でリンゴをつかんでいます」と答えることができます。

ボディー・スキーマには限界があります。ケビンに「腕には筋肉がいくつありますか? 骨のどこに付着していますか?」と尋ねても、彼はボディー・スキーマに基づいて答えることはできません。彼は本から得た知識を持っているかもしれませんが、自分の腕の筋肉について直接的な洞察を持っていません。ボディー・スキーマには、そのレベルのメカニズムの詳細が欠けています。

AST はこの分析をさらに一歩進めます。ケビンはリンゴを物理的に掴む以上のことをしています。彼はリンゴに注意を払っています。

AST を理解するには、注意の正しい定義を指定する必要があります。この言葉は口語的にさまざまな方法で使用されているため、混乱を招く可能性があります。ここでは、ケビンの脳がリンゴの処理にリソースを集中させたという意味で使用されています。リンゴの内部モデルの信号強度が強化され、その結果、ケビンの脳はリンゴを深く処理し、リンゴに関する情報をメモリに保存する可能性が高くなり、リンゴに対する行動反応を引き起こす可能性が高くなります。この言葉の定義では、注意は機械的なデータ処理プロセスです。特定の信号に対する処理リソースの相対的な展開が含まれます。

ここで、ケビンに「リンゴとの精神的な関係はどのようなものですか?」と尋ねます。ケビンはこの質問にも答えることができます。AST によると、その理由は、ケビンの脳がリンゴの内部モデルと身体の内部モデルだけでなく、注意の内部モデルも構築しているためです。注意スキーマは、注意とは何か、その最も基本的な特性は何か、そのダイナミクスと結果は何か、特定の瞬間にどのような状態にあるかを説明する一連の情報です。ケビンの認知および言語機構は、その内部モデルにいくらかアクセスできるため、ケビンはリンゴとの精神的な関係を説明できます。ただし、身体スキーマの場合と同様に、注意スキーマにはメカニズムの詳細に関する情報が欠けています。注意を可能にするニューロン、シナプス、または電気化学信号に関する情報は含まれていません。その結果、ケビンは明確な物理的属性がない特性があると報告しています。彼はこう言います。「私はリンゴを精神的に把握しています。その精神的な所有物自体には物理的な特性はありません。ただ存在しているだけです。それは漠然と私の中に存在しています。それが私がそのリンゴについて知ることを可能にします。それが私にリンゴを思い出すことを可能にします。それが私がリンゴに反応することを選ぶことを可能にします。それは私の精神的な自己がリンゴをつかんでいること、つまりリンゴの私の経験です。」ここでケビンはリンゴの主観的、経験的意識を説明しています。彼が説明する意識は、物理的メカニズムを超越しているように見えますが、それはそれが物理的メカニズムの不完全な説明であるからです。ケビンの意識の説明は、彼の注意の状態の部分的、図式的な説明です。

ここで挙げた例はリンゴの意識に関するものですが、同じ論理は音、記憶、あるいは自分自身全体の意識など、何にでも当てはまります。

AST では、私たちが意識を持っていると主張するため、システムがその主張を出力できるように、脳内の何かが意識に関する必要な情報を計算している必要があります。AST は、その情報に対する適応機能を提案します。これは、脳の最も重要な機能の 1 つである注意の内部モデルとして機能します。

AST の中心的な仮説は、脳が注意の内部モデル、つまり注意スキーマを構築するというものです。注意スキーマの主な適応機能は、注意をより良く、より柔軟に制御できるようにすることです。動的システム制御の理論では、制御システムは、制御対象の内部モデルを構築すると、より良く、より柔軟に機能します。自動飛行機操縦システムは、飛行機のダイナミクスのモデルを組み込むと、より良く機能します。建物の空気と温度のコントローラーは、建物の空気の流れと温度のダイナミクスの豊富な予測モデルを組み込むと、より良く機能します。脳の注意コントローラーは、注意とは何か、それが時間とともにどのように変化するか、その結果は何か、そしてどの瞬間にもどのような状態にあるかに関する豊富な内部モデルを構築することで、より良く機能します。

そのため、AST に関する実験研究のほとんどは、注意の制御に焦点を当てています。具体的には、人々が視覚刺激を比較的意識していないにもかかわらず、その刺激に注意を向けている場合、注意は、その制御者が弱体化した、または存在しない内部モデルを持っているかのように動作しますか? 初期の実験では、これが真実である可能性があることが示唆されていますが、それを証明するためにはさらに多くの実験が必要です。^{[2] [6]}

AST の 1 つの提案によると、脳は自身の注意状態をモデル化するために注意スキーマを構築するだけでなく、同じメカニズムを使用して他の人の注意状態をモデル化します。つまり、私たちが自分自身に意識を帰属させるのと同じように、他の人にも意識を帰属させます。この提案では、注意スキーマの主な適応機能の 1 つは社会的認知に使用するためのものです。そのため、AST の研究の一部は、自分の意識の主張と他人への意識の帰属の重なりに焦点を当てています。人間の脳スキャンを使用した初期の研究では、両方のプロセスが側頭頭頂接合部に収束する皮質ネットワークをリクルートすることが示唆されています。^{[7] [8]}

• 意識の統合情報理論
• 意識のグローバルワークスペース理論

• 意識の仕組み。そしてなぜ私たちは幽霊を信じるのか（2013年8月21日） – マイケル・グラツィアーノ – イオン
• 意識と恥じない合理主義者（2013年8月30日） – マイケル・グラツィアーノ – HuffPost
• 私たちは本当に意識を持っているのか？（2014年10月10日） – マイケル・グラツィアーノ – ニューヨーク・タイムズ
• 意識をエンジニアリングの問題にできるか？（2015年7月10日） – マイケル・グラツィアーノ – Aeon
• 意識の再考: マイケル・グラツィアーノとのQ&A (2015年7月29日) – エヴァン・ネステラック & マイケル・グラツィアーノ – The Psych Report 2019年12月31日アーカイブ、Wayback Machineにて
• 意識とは何か？マイケル・グラツィアーノ博士による注意スキーマ理論について（2018年2月4日） – イザベル・パストール・グスマン＆マイケル・グラツィアーノ – ブレイン・ワールド