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心の哲学、認知心理学、神経科学、認知科学において、心的表象（または認知表象）とは、外部の現実またはその抽象化を表す仮説的な内部認知シンボルである。[ 1 ] [ 2 ]
心的表象とは、感覚では実際に感じられないものの心的イメージのことである。 [ 3 ]現代哲学、特に心の哲学や存在論などの形而上学の分野では、心的表象は、アイデアや概念の本質を説明し記述する一般的な方法の1つである。
心的表象（または心的イメージ）は、経験したことのないものや存在しないものを表象することを可能にします。[ 4 ]私たちの脳と心的イメージは、これまで起こったことのないことや、不可能で存在しないことを想像することを可能にします。視覚イメージの方が想起されやすいですが、心的イメージには、聴覚、嗅覚、味覚などの感覚様式の表象が含まれる場合があります。スティーブン・コスリンは、イメージは特定の種類の問題を解決するのに役立つと提唱しています。私たちは、問題となっている対象を視覚化し、心の中でイメージを表象することで問題を解決できます。[ 4 ]
心的表象によって、人は目の前の物事を体験することができるが、脳が表象内容をどのように解釈し保存するかのプロセスについては議論がある。[ 5 ]
表象主義（間接的実在論とも呼ばれる）は、表象が私たちが外部の現実にアクセスする主な方法であるという見解である。心の表象理論は、現代の心の哲学、認知科学、実験心理学において、観念、概念、その他の精神的内容の性質を説明しようとするものである。素朴実在論や直接的実在論とは対照的に、心の表象理論は、観察主体と外部世界で観察される対象、過程、その他の実体との間の仲介役として機能する精神的表象の実際の存在を仮定する。これらの仲介役は、その世界の対象を心に表象する。
原典的、あるいは「古典的」な表象理論は、おそらくトーマス・ホッブズに遡ることができ、古典的経験論全般において支配的なテーマであった。この理論によれば、心的表象は、表象される対象や事態のイメージ（しばしば「観念」と呼ばれる）である。ジェリー・フォダーやスティーブン・ピンカーといった現代の支持者にとって、表象システムはむしろ思考の内部言語（すなわち、メンタリーズ）から成る。思考の内容は、自然言語に類似しているが、はるかに抽象的なレベルで、自然言語と非常によく似た構文と意味論を持つ記号構造（メンタリーズの公式）で表される。ポルトガルの論理学者であり認知科学者であるルイス・M・アウグストによれば、この抽象的で形式的なレベルでは、思考の構文は記号規則（すなわち、記号構造に対する、あるいは記号構造を用いた操作、プロセスなど）の集合であり、思考の意味論は記号構造（概念と命題）の集合である。内容（すなわち、思考）は、これら2つの記号集合の意味のある共起から生じる。例えば、「8 x 9」は意味のある共起ですが、「CAT x §」はそうではありません。「x」は「8」や「9」のような記号構造で必要とされる記号規則ですが、「CAT」や「§」では必要とされません。[ 6 ]
カナダの哲学者P.サガードは著書「認知科学入門」の中で、「ほとんどの認知科学者は、人間の心の知識は精神的表象から成り立っていることに同意している」とし、「認知科学は、人々は思考や行動を実行するために精神的表象によって機能する精神的手順を持っていると主張する」と述べている[ 7 ]。
精神的表象は最近、長期記憶に統合されたエピソード記憶の内容として概念化されている。短期記憶での想起中に活性化されると、これらのエピソード内容は意識的な経験として現れる可能性がある。しかし、視床皮質再帰経路を介した十分な活性化は、それ自体では意識的な経験を生み出すための十分な条件ではない。これには、内側側頭海馬からの相互長距離経路によって媒介される、皮質集合の追加的な選択的動員が必要である[ 8 ]。
表象主義には、強い表象主義と弱い表象主義の2種類がある。強い表象主義は、現象的性質を意図的内容に還元しようとする。一方、弱い表象主義は、現象的性質は意図的内容に付随すると主張するにとどまる。強い表象主義は、現象的性質の本質に関する理論を提供し、意識の難問に対する解決策を提示することを目指す。これに対し、弱い表象主義は、意識の理論を提供することも、意識の難問に対する解決策を提示することも目指さない。
強い表象主義は、さらに制限付きバージョンと制限なしバージョンに分類できる。制限付きバージョンは、視覚知覚などの特定の種類の現象状態のみを扱う。ほとんどの表象主義者は、表象主義の制限なしバージョンを支持している。制限なしバージョンによれば、現象的性質を持つあらゆる状態について、その状態の現象的性質は意図的内容に還元される。この制限なしバージョンの表象主義だけが、現象的性質の本質に関する一般理論を提供することができ、意識の難問に対する潜在的な解決策も提供できる。状態の現象的性質をその意図的内容にうまく還元できれば、意図性の物理主義的説明が確立されれば、意識の難問に対する解決策が得られるだろう。
無制限表象主義に反論する際、人々はしばしば、意図的内容を欠いているように見える現象的精神状態を持ち出す。無制限表象主義は、あらゆる現象的状態を説明しようとする。したがって、それが真であるためには、現象的性質を持つすべての状態は、その性質が還元される意図的内容を持たなければならない。そのため、意図的内容を持たない現象的状態は、無制限表象主義の反例となる。状態に意図的内容がない場合、その現象的性質は、そもそも意図的内容を持たないため、その状態の意図的内容に還元することはできない。
この種の状態の一般的な例として、気分が挙げられます。気分は現象的な性質を持つ状態であり、一般的には特定の何かに向けられているとは考えられていません。気分は、特定の対象に向けられていると一般的に考えられている感情とは異なり、方向性を持たないと考えられています。人々は、気分は方向性を持たないため、意図性も持たない、つまり意図性や対象性を持たないと結論づけています。気分は何かに向けられていないので、何かについて語っているわけでもありません。意図性を持たないため、意図的な内容も持ちません。意図的な内容を持たないため、その現象的な性質は意図的な内容に還元できず、表象主義を否定することになります。
感情は一般的に方向性と意図性を持つと考えられているが、この考え方にも疑問が呈されている。例えば、突然人が経験する感情の中には、特定の何かに向けられているようには見えないものがある。音楽を聴くことで引き起こされる感情も、方向性のない、意図的でない感情のもう一つの例である。このようにして引き起こされる感情は、それを引き起こす音楽を含め、必ずしも何かに関係しているようには見えない。[ 9 ]
この反論に対し、表象主義の支持者は、気分の無方向性な非意図性を否定し、気分が持つと考えられる何らかの意図的内容を特定しようと試みるかもしれない。また、表象主義の支持者は、意図性を特定の対象に向けるという狭義の概念を否定し、より広い種類の意図性を主張するかもしれない。
気分には、3つの異なる方向性／意図性があると想定できる。[ 9 ]
外向きの指向性の場合、気分は世界全体、世界における変化する一連の物体、あるいは人々が世界の事物に投影する無制約な感情特性のいずれかに向けられる可能性がある。内向きの指向性の場合、気分は人の身体の全体的な状態に向けられる。ハイブリッドの場合、指向性気分は内向きと外向きの事物の組み合わせに向けられる。
気分の意図的内容を特定できたとしても、その内容が、気分状態の一部である現象的性質を十分に捉えることができるかどうかは疑問が残ります。エイミー・キンドは、前述のすべての方向性（外向き、内向き、およびハイブリッド）の場合、気分状態に提供される意図的内容は、気分状態の現象的側面を十分に捉えることができないと主張しています。[ 9 ]内向きの方向性の場合、気分の現象学は身体の状態と結びついていないようで、たとえ気分が身体の全体的な状態に反映されていても、本人がそれに気付くとは限りません。これは、意図的内容が気分の現象的側面を適切に捉えるには不十分であることを示しています。外向きの方向性の場合、現象的性質が意図的内容に還元されるはずであることを考えると、気分の現象学とその意図的内容は、対応する関係を共有していないようです。ハイブリッド指向性も、もし実現できたとしても、同様の反論に直面するだろう。
どのような表象が存在するのかについては、幅広い議論が存在する。この議論の様々な側面に取り組む哲学者は複数いる。そうした哲学者には、アレックス・モーガン、グアルティエロ・ピッチニーニ、ユライア・クリーゲルなどが挙げられる。
「職務記述」表現というものがある。[ 1 ]これは何かを表す表現であり、意図性があり、特別な関係を持ち、表現される対象が存在する必要はなく、内容が表現されるものに対して因果的な役割を果たす。
構造的表象も重要です。[ 1 ]これらのタイプの表象は基本的に、世界にある対象物（意図的内容）に正確に対応する、私たちの心の中にあるメンタルマップです。モーガンによれば、構造的表象はメンタル表象とは異なり、メンタルな要素は何もありません。植物も構造的表象を持つことができます。
内部表現も存在する。[ 1 ]これらの表現の種類には、将来の決定、エピソード記憶、またはあらゆる種類の未来への投影が含まれる。
グアルティエロ・ピッチニーニの近刊の著作では、自然的および非自然的心的表象に関するトピックが議論されている。彼は、グライス（1957） [ 10 ]によって与えられた心的表象の自然な定義に依拠しており、P は P を含意する。例：これらの斑点は麻疹を意味し、患者が麻疹にかかっていることを含意する。次に、非自然的表象がある。P は P を含意しない。例：バスのベルの 3 つのリングはバスが満員であることを意味するが、ベルのリングはバスの満員とは無関係であり、バスが満員であることを示すために別の何か（同様に恣意的なもの）を割り当てることもできた。
客観的な心的表象と主観的な心的表象も存在する。[ 11 ]客観的な表象は、脳が環境にあるものを単純に追跡するという追跡理論に最も近い。主観的な表象は人によって異なる可能性がある。これら2種類の表象の関係は変化する可能性がある。
消去主義者は主観的表象は存在しないと考える。還元主義者は主観的表象は客観的に還元できると考える。非還元主義者は主観的表象は実在し、区別できると考える。[ 11 ]
認知心理学の分野では、心的表象とは、抽象的な概念や外界からの感覚情報の表象的な「コピー」を符号化する神経活動のパターンを指します。[ 12 ]例えば、私たちの象徴的記憶は、ほんの一瞬しか続かない視覚情報の感覚的なコピーを保存することができます。これにより、脳は高速道路を通り過ぎる別の車のような短い視覚イベントに関する視覚的な詳細を処理することができます。その他の心的表象は、目標、概念的表象、または言語ラベル（「車」）のように、より抽象的です。
機能的磁気共鳴画像法（fMRI）は、認知科学において、心的表象の神経相関を調査するための強力なツールです。「イベント関連fMRIの強力な特徴は、実験者が完了したスキャンからのデータをさまざまな方法で組み合わせることができることです。」 [ 13 ]例えば、参加者に特定の物体やシーンを視覚化するように指示した場合、fMRIは関与する脳領域（視覚イメージの場合は一次視覚野、エピソード記憶の場合は海馬）を特定できます。脳活動のパターンを記録することで、機能的磁気共鳴画像法（fMRI）は、さまざまな種類の心的表象を定量化および解読するために使用できます。特定のアイデア、知覚、または心的イメージは、これらのパターンに関連付けられている可能性があり、これらは根底にある神経学的プロセスを反映しています。たとえば、ある研究では、単純な画像を見たときに引き起こされる心的表象をfMRIが正確に測定できるかどうかをテストしました。参加者には、自然物と印刷された文字の1,200枚の画像が提示され、その間、視覚野（V1-4）、外側後頭複合体の複数の領域から脳活動が記録されました。研究者らは、深層ニューラルネットワーク（DNN）を用いて、脳データのみに基づいて元の画像を「再現」することに成功した。これらの再構築された画像は、質感、形状、色などの重要な要素を保持しており、元の画像と驚くほどよく似ていた。新たな被験者グループは、再構築された画像に基づいて元の画像を95％の確率で正しく識別することができた。
例えば、参加者に特定の物体や場面を視覚化するように指示した場合、fMRIは関与する脳領域を特定できます（視覚イメージの場合は一次視覚野、エピソード記憶の場合は海馬）。このようなパターンは、精神状態の神経符号化を垣間見ることができ、神経活動と主観的経験の間の橋渡しとなります。認知科学の支持者は、fMRI研究が精神表象がどのように広がり、重なり合っているかを明らかにする上で重要であると考えています。これらの手法は、「道具」と「動物」のような概念表象が、個別の脳領域に限定されるのではなく、連合、運動、感覚領域を含むネットワークに広がっていることを示しています。これは、精神モデルが意味的側面と知覚的側面を組み合わせて、より複雑で動的な認知の見方を提供する方法を示しています。さらに、経験が精神表象を徐々に変化させる様子を示すことで、fMRI研究は脳の可塑性に関する理解を深めてきました。fMRIは、これらのプロセスをマッピングすることで、思考と組織の脳の基盤を垣間見ることができます。[ 14 ]
マルチボクセルパターン解析（MVPA）は、複数のパターンセットを同時に解析するために使用されるデータ処理手法です。この解析は認知心理学でも一般的に用いられ、fMRIと組み合わせた脳画像データの解析に使用されます。この検査により、研究者は特定の脳領域内で特定の精神的表象が活性化しているかどうかを解析できます。fMRI活性化により、脳の視覚的知覚を解析し、解読することができます。網膜局所領域などの脳の特定の領域では、研究者は線やパターンなどの視覚的知覚の特徴、個人の意識、当初解析されなかった特徴、および個人の知覚されたイメージの識別を予測することができます。徹底的な研究の結果、イメージと知覚のパターンは、脳の網膜局所領域よりも腹側側頭皮質でより多く見られることが研究によって示されています。これらの結果は、脳に新しい情報が入ってこなくても、以前に活性化していた特定の神経活動パターンを再活性化する能力があることを示しています。[ 15 ]この分析により、研究者は脳が情報を解読するプロセスを理解し、この情報がどのように表現されるかを特定することができる。
科学者が脳を研究する際、思考、感情、知覚が脳活動にどのように反映されるかを理解しようとします。その方法の一つがニューラルデコーディングと呼ばれるもので、脳活動のパターンを分析することで脳内で何が起こっているのかを解明しようとします。これには主に2つのアプローチがあります。制限付きデコーディングと無制限デコーディングです。両者の違いは以下のとおりです。
限定的デコーディングとは、科学者が特定のタスクや刺激に関連する脳活動に焦点を当てることです。基本的に、これは物体の認識、問題解決、画像を見るなどの活動に関係しており、科学者はそのタスクに関連する脳活動を追跡します。たとえば、人が顔の画像を見ると、脳の特定の領域が予測可能な方法で活性化します。研究者はこれらのパターンを研究し、脳活動を「デコード」して、何を見ているか、何を考えているかを解明することができます。[ 16 ]
つまり、限定的デコーディングは非常に焦点を絞った手法です。脳活動は、特定の物体やタスクなど、一つの事柄に結びついています。その目的は、人が何かに積極的に取り組んでいるときに、脳が特定の事柄（顔を見たり、単語を認識したりすることなど）をどのように表現しているかを解明することです。
例えば、fMRIスキャンを用いることで、研究者は被験者が様々な物体や画像を見ている間の脳活動を追跡することができます。そして、被験者が同じもの（特定の画像や物体など）に触れている間は、神経パターンが比較的安定しているため、このデータを用いて被験者が何を見ているかを予測することが可能です。
制約のないデコーディングは、もう少しリラックスしたアプローチです。研究者は、特定のタスクに焦点を当てるのではなく、人々が何も特定のことをしていないとき、例えば休息しているときや自由に考えているときの脳活動を調べます。このアプローチは、特定のタスクや刺激に結びついていない一般的な精神状態や抽象的な思考を理解することに重点を置いています。[ 16 ]
例えば、被験者にリラックスして、頭に浮かんだことを何でも考えてもらうように指示するかもしれません。研究者は、脳のパターンを解読して、被験者の頭の中で何が起こっているのか、つまり、幸せな気持ちなのか、悲しい気持ちなのか、あるいは空想にふけっているのかを解明しようとします。脳はより自由な状態にあるため、パターンは予測しにくく、科学者はデータの解釈を助けるために機械学習などのツールをよく利用します。
言い換えれば、無制限のデコーディングとは、脳が明確な課題に反応していないときに、脳内で何が起こっているのかを解明しようとすることであり、どのような感情、記憶、あるいはランダムな思考が浮かび上がってくるのかを特定することも含まれます。