意識と脳

意識と脳：脳が思考をコード化する方法を解読する

初版
著者	スタニスラス・デハーン
主題	意識、神経科学
出版社	バイキングプレス
発行日	2014
ページ	352
番号	978-0670025435

『意識と脳：脳が思考をどのようにコード化するかを解読する』は、スタニスラス・デハーネによる2014年の本です。この本は、特にここ数十年の意識の神経科学に関する研究を要約しています。

デハーンは、意識は物質とは別物であるという歴史的直観を検証しています。彼は、意識研究の革命が始まった 1980 年代後半まで、神経科学界では意識について言及されることさえなかったと説明しています。デハーンは、「アクセス意識」(情報を認識し、報告できること) が科学的調査の出発点として適切な定義であると考えています。哲学者の中には、アクセス意識は「現象的意識」(たとえば、クオリアの感じ方) とは異なると主張する人もいますが、デハーンは、アクセス/現象的区別は「非常に誤解を招く」と考えており、「二元論への滑りやすい坂道につながる」と感じています (p. 10)。

デハーン氏は、意識的なアクセスを、関連しているが同一ではない概念、「注意、覚醒、警戒、自己意識、メタ認知」と区別しています (p. 25)。

彼は、画像の最小コントラスト、マスキング（潜在刺激）、両眼視野闘争、注意の瞬きなどのパラダイムを使用して、意識の神経相関を測定するプロジェクトを紹介します。注意の瞬きは、心理的不応期、不注意盲目、変化盲目と関連しています。オラフ・ブランケの体外離脱体験に関する 研究は、外部刺激が同じままで意識体験が変化する例を探求しています。

第 4 章で、デハーンは、意識の相関関係だけでは実際には不十分であると指摘しています。なぜなら、刺激が提示される前の脳の状態さえも含め、意識の知覚と相関関係にあるものはたくさんあるからです。デハーンは、意識の脳の処理そのものを表す意識の神経的特徴に最も興味を持っています。(p. 142)

Dehaene は、潜在知覚、エドゥアール・クラパレードのピン刺し実験、盲視、半側空間無視、潜在的プライミング、無意識の結合（マガーク効果のような感覚様相を越えたものを含む）など、さまざまな形の無意識の脳処理をレビューしています。Dehaene は、意味が無意識に処理できるかどうかについての議論について説明し、自身の研究に基づいてそれが可能であると結論付けています。N400意味ベースの波は、マスクされている場合や注意を払っていない場合でも、予期しない単語に対して発生します。無意識の処理はボトムアップだけではなく、対象が意識されなくても、トップダウンの注意が対象に向けられると強化されます。脳は無意識にいくつかの数学的操作を行うことさえあり、無意識の心で答えを導き出すために問題を放置することは、いくつかの実験で効果的であることが証明されています。

意識を脳の付随現象とみなす人もいるが、デハーンは意識が次のような機能的役割を果たしていると考えている。

• 多数の低レベルの確率評価を、ベイズ事後分布からサンプリングされた 1 つの意識的な知覚に集約し、単一の決定を下せるようにします。これは、 FBI が多数の低レベルのデータを米国大統領向けの 1 つの概要にまとめるのと似ています。局所受容野データの単一の解釈への収束は、麻酔下では起こりません。
• 後で使用するために作業記憶に残すことができる永続的な思考を作成します。ダニエル・デネットはこれをエコー チャンバーと比較しています。対照的に、無意識の情報は 1 秒ほどで指数関数的に減少します。
• 複数のステップから成る戦略を推論し、頭の中で 12 x 13 = 156 を計算するステップなど、連続計算を実行します。意識は「さまざまなプロセッサから情報を収集し、それを統合し、その結果 (意識的なシンボル) を任意に選択された他のプロセッサにブロードキャストする」ようです (p. 105)。これは、人工知能の生産システムに似ています。
• 言語や非言語的シグナルを介して、自分の心の内容を他の人と共有します。脳は自分の意見に自信のある評価を行うことができ、判断を最適に組み合わせるのに役立ちます。

神経科学者は4つの「意識の特徴」を発見しました。

1. 頭頂葉や前頭葉の回路を含む多くの領域で脳の活動が大幅に増幅されます。無意識の知覚は岸に着くと消える波のようなものですが、意識的な知覚は進むにつれて勢いを増す雪崩のようなものです。
2. 単語が意識的に見えたときに後期P3波が発火しますが、単語が無意識のままのときは発火しません。Dehaene は意識的な知覚を「前頭葉と頭頂葉のネットワークの堤防を突破し、突然、はるかに広い皮質領域に流れ込む」ことに例えています (p. 124)。実際には 2 つの P3 波があり、他の刺激を同時に理解するのを妨げる帯域幅を占有しているようです。これが注意の瞬きと意識の連続性を説明します。
3. 刺激後約 300 ミリ秒でガンマ波の強さが著しく増加し始めます。フランシス・クリックとクリストフ・コッホによる最初の仮説に反して、40 Hz 付近のガンマ波は意識があるときにのみ現れるわけではありません。しかし、無意識の処理中に現れる場合、その強さは大幅に低下します。
4. 「脳のウェブ」と呼ばれる脳全体の情報の同期。グレンジャー因果関係分析では、信号がボトムアップ（感覚情報をより高次の領域に中継するため）とトップダウン（おそらく注意または確認信号として）の両方で伝わる、強い双方向因果関係が示されています。

意識には、ある種の「転換点」または「相転移」、つまりすべてか無かの分岐点があるようです。デハーン氏は、聴衆が数回の拍手で始まり、その後一斉に拍手喝采するのと同じように、ニューロンが広範囲に渡って活性化するプロセスを「グローバルイグニッション」という言葉で表現しています (p. 131)。

意識は外界の出来事よりも遅い。フラッシュラグ錯覚は、私たちが動いている物体の将来の位置を予測できるが、突然現れる物体の位置は予測できないことから、このことを示している。

意識的な知覚には、「時間の経過に伴う安定性、試行間の再現性、そして内容が損なわれない表面的な変化に対する 不変性」という特性がある（p. 149）。

脳の状態と意識体験の因果関係を証明するために、神経科学者は手術を受ける患者に経頭蓋磁気刺激と頭蓋内電極を使用して、直接知覚を作り出してきました。その一例が閃光です。

デハーン氏は、意識のグローバル ワークスペース理論について論じています。デハーン氏は、「私たちが特定の情報に気づいていると言うとき、その情報は特定の記憶領域に入り、脳の他の部分で利用できるようになっている、ということだけを意味しています」(163 ページ) と提唱しています。また、「情報の柔軟な配布は、意識状態の特徴的な性質であると私は主張します」(165 ページ) と付け加えています。

Dehaene と同僚は、脳の末梢での分散処理が、ある信号のフィードバック増幅と他の信号の抑制によって、高レベルで安定した連続的な「思考」に取って代わられる様子を再現する神経力学のコンピューター シミュレーションを開発しました。シミュレーションでは、第 4 章 (p. 184) で説明した意識の 4 つの特徴が示されました。意識は、低レベル活動の無意識の安定した状態と、雪だるま式に増大する自己増幅と反響からなる別の意識状態との間の「相転移」のように動作するようです (p. 184)。サブリミナル刺激は、高層が信号を増幅しようとするまでに元の入力刺激が消えているため、意識化されません (p. 193)。

デハーン氏は、神経活動におけるノイズの変動が増幅され、思考の流れにランダム性が生じる可能性があると示唆している (p. 190)。

デハーン氏は、昏睡、植物状態、最小意識状態、閉じ込め症候群について論じています。

最近の調査結果によると、運動能力（目さえ動かせない）のない患者でも、fMRI で質問に答える能力から、意識は健全であることがわかった。ポイントは、患者に「ノー」と言いたいときは自分のアパートのことを考え、「イエス」と言いたいときはテニスのことを考えるように指示し、それに応じた脳活動の違いを観察することだ。

臨床患者が意識があるかどうかについては、異なる検査によって異なる答えが得られ、また、反応は時間帯やその他の要因によって左右される可能性がある。そのため、デハーン氏は、多くの状況に適用できる一連の検査を「開発する」ことを提案している (pp. 214–215)。fMRI 検査は高価で負担が大きいため、研究者はより簡単なEEG通信方法 (p. 215) やその他の脳コンピューター インターフェイス (p. 216) を研究している。デハーン氏らは、音のパターンの新規性に基づく意識の簡単な検査も開発した。

デハーン氏は、人間の赤ちゃん、人間以外の動物、機械における意識を研究しています。

デハーン氏は、乳児は確かに意識を持っているが、ミエリンが十分に形成されていないためか、乳児の全体的な作業空間は成人よりも 3 ～ 4 倍遅い可能性があるという証拠をレビューしています。

サルは、言葉ではなく行動で意識体験を「報告」するように訓練することができ、サルは意識テストに対する反応として人間と同じような脳と行動パターンを示します。デハーン氏は、サルやイルカなどの一部の動物は意識だけでなくメタ認知の証拠も示すと付け加えています。彼は、人間の認知をユニークにしているのは、「入れ子構造または再帰的な記号構造を使用してアイデアを明示的に表現する独特の方法」であるのではないかと推測しています (p. 250)。

デハーン氏は、プロセス間のコミュニケーション、学習の可塑性、意思決定の自律性を高めれば、コンピューターは動物の脳に近づくことができると示唆しています。これらの設計変更について、彼は「少なくとも原理的には、人工意識につながらない理由は見当たりません」と述べています (p. 261)。デハーン氏は、意識の難問は「明確に定義されていない直感を伴うため、難しいように思える」だけであり、人々が「認知神経科学とコンピューター シミュレーション」をよりよく理解するにつれて「消え去る」だろうと述べています (p. 262)。デハーン氏はまた、自由意志の両立主義的概念を擁護し、自由意志は「標準的なコンピューターに実装できる」とさえ示唆しています (p. 264)。

ジェームズ・W・カラトは「意識と脳は美しく書かれ、博学で思慮深く、今後何年にもわたって議論を呼ぶだろう」と考えている。カラトは、無意識では実行できない特定の計算を実行するために意識が重要であるとデハーンが考えている理由を説明している。しかし、カラトは、このことは私たちに謎を残すと示唆している。「コンピューターが意識を持っていると仮定しない限り、なぜ私たちは特定の機能を実行するときに意識を持っているのかという疑問が残る。一方、コンピューターは意識がなくても実質的に同じ機能を実行できるのだ」。カラトはまた、デハーンが意識の難問を「わずか1ページ強の文章で」その主題をさらに探求することなく却下したことは不十分だとしている。^[1]

アラン・アンダーソンは、意識を「脳全体の情報共有」として捉えるだけでは難しい問題を解決するには不十分だと考えるデハーン批判派に同調している。とはいえ、彼はデハーンの本を高く評価しており、「直感を変える実験がぎっしり詰まっているので、1章ずつ読むことを勧めている」と述べている。^[2]

マシュー・ハットソンはデハーンの本を「賢明で、徹底的かつ明快だが、ビーチで読むには最悪の選択」と評している。ハットソンは意識の神経相関に関するデハーンの成功を賞賛しているが、難問は未解決のままであると感じている。カラットと同様にハットソンは、意識は「本質的に私的で、主観的」であるという点で「独特」であり、還元的に説明できる他の現象とは異なり、難問を退けるのは不当であると考えている。^[3]

ネッド・ブロックは、情報処理から切り離された純粋なクオリアに対するデハーンの批判に応えて、現象意識は「認知的アクセスの車輪に油を注ぐ」ときには確かに機能的役割を果たすことができるが、アクセスがなくても現象意識は存在できると示唆している。^[4]

• ドハーン・シャンジュモデル
• 意識とは何か、機械はそれを持てるか？2017年サイエンス誌のレビュー S Dehaene、H Law、S Kouider