認知トレードオフ仮説

認知トレードオフ仮説は、人間の認知進化において、短期的な作業記憶と複雑な言語スキルの間に進化上のトレードオフがあったと主張する。具体的には、初期のヒト科動物は、言語で使用されるより複雑な表現と階層構造のために、チンパンジーに見られる堅牢な作業記憶を犠牲にした。この理論は、京都大学霊長類研究所（KUPRI）の元所長である日本の霊長類学者 松沢哲郎によって初めて提唱された。

松沢氏は、進化の過程のある時点で、脳の容量の限界により、人間の脳は他の機能を失うのと並行して新しい機能を獲得した可能性があると示唆している。例えば、言語を獲得すると同時に視空間時間記憶能力を失ったなどである。

チンパンジーの知能を研究している松沢氏は、論文「チンパンジーの数の記号的表象」の中で、チンパンジーが視覚刺激を即座に捉えて保持する記憶力が人間よりも優れている理由について、トレードオフ仮説を考えられる理由として示唆している。^[1] 次のような合理化は、この仮説の背後にある理由を説明するために彼が試みたものである。「人間とチンパンジーの共通の祖先は、同じような記憶力を持っていたかもしれない。しかし、人間の進化の過程で、私たちはその能力を失い、代わりに表現、チャンキング、階層的組織、統語的規則などの他の言語関連能力を獲得した。進化のある時点で脳の容積容量が制限されたため、新しい機能を得るためには、ある機能を失わなければならなかった。」^[2]

^{Aiプロジェクト[3]}の一環として、KUPRIの松沢研究室のチンパンジー数匹は、短時間画面に点滅する一連の数字とその位置を記憶するゲームを行うよう訓練された。この研究では、チンパンジーは被験者の人間よりも高い精度と速度でタスクを完了し、作業記憶能力がより強力であることが示唆された。

チンパンジーは、画面に表示された数字を短時間記憶する能力では人間の成人より優れていたが、^[1]研究者らは、模倣、異種感覚マッチング、記号と指示対象の対称性、一対一対応など、他のさまざまな認知課題ではチンパンジーの方が劣っていることを発見した。松沢氏は、人間と、その最も近い現生種であるチンパンジーの認知能力の違いを説明するために、認知トレードオフ仮説を考案した。

論文の中で松沢氏は、トレードオフ理論は系統発生学と個体発生学の観点からも支持されていると主張している。人間の場合、若者は特定の記憶課題において成人よりも優れた成績を収めることが多い。認知発達の過程で、人間の子供はチンパンジーのような写真記憶を犠牲にして言語能力を獲得する可能性がある。

批評家の中には、認知トレードオフ仮説が提唱する考えに反する研究を持ち出す者もいる。第一に、人間の脳はチンパンジーの脳の約3倍の大きさであるため、新しい機能を得るために特定の機能を失う必要は必ずしもない。さらに、記憶、注意、認識、思考に重要な役割を果たす人間の脳の大脳皮質には、チンパンジーの同じ領域の2倍の細胞が含まれている。^[4]第二に、チンパンジーと人間の最近の進化は、まったく異なる環境で行われ、生存ニーズも異なっている。したがって、松沢が論じた作業記憶能力やその他の認知機能の違いは、「トレードオフ」ではなく適応的なものである可能性がある。

こうした批判にもかかわらず、マックスプランク研究所のショーン・ロバーツによる研究結果では、課題訓練を考慮すると、チンパンジーはさまざまな課題で作業記憶能力が向上していることが明らかになった。チンパンジーは、210 ミリ秒で 8 つの数字を 80% の確率で正しく処理すると報告されているが、多数の人間の参加者のうち、最も優れた成績を収めた人間でも、210 ミリ秒で 6 つの数字を 80% しか正しく処理できなかった。著者らは、「この研究により、人間は限定保持記憶課題で松沢が示唆したよりも優れた成績を収められるという証拠が見つかった。しかし、人間の成績はチンパンジーの成績を下回っている。この差は、作業記憶に記号の位置を保持できないことに起因しているようだ」と結論付けている^{[5] 。}

認知トレードオフ仮説は、バイアグラ・ボーイズのアルバム「Cave World」に収録されている同名の曲で言及されています。

• アイ（チンパンジー）
• あゆむ
• 動物の意識
• 神経心理学的検査
• 霊長類の知能
• ワーキングメモリ

• Vsauce (2018年12月5日). 「認知トレードオフ仮説」. YouTube . 2019年4月5日閲覧。
• ブリッグス、H. (2007 年 12 月 3 日)。サイエンス/ネイチャー | チンパンジーが記憶力テストで人間に勝つ。2019 年 4 月 5 日に http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/7124156.stm から取得