科学の問題の中には非常に難しいものもあり、それらの問題についてどのような意味のある質問をするべきか、あるいはそれらの問題が本当に科学によって解決できるかどうかさえよくわかりません。意識はその 1 つです。一部の研究者はそれを幻想だと考えています。他の人は、それがすべてに浸透していると言います。ニューロン発火の根底にある生物学に還元されることを期待する人もいます。他の人は、それは還元不可能な全体論的現象だと言います.
テキサス大学オースティン校のコンピューター科学者スコット・アーロンソンは、どのような種類の物理システムが意識的であるかという問題は、「すべての科学において最も深く、最も魅力的な問題の 1 つです」と書いています。 「なぜ [それ] が本質的に解決不可能であるべきなのか、哲学的な理由はわかりません」—しかし、「人間はそれを解決するにはほど遠いようです。」
現在レビュー中の新しいプロジェクトは、いくつかの答えに近づくことを望んでいます.意識の理論を無慈悲なスポットライトにさらし、それらの少なくともいくつかを除外することを期待して、一連の実験を作成することを提案しています.
すべてが承認され、計画どおりに進めば、実験は今秋に開始される可能性があります。最初の目的は、2 つの主要な理論の支持者が、彼らのアイデアの予測をテストするためのプロトコルに同意することです。その後、他の理論の同様の精査が続きます.
テンプルトン世界慈善財団によって資金提供されたこのプロジェクトが、意識がどのように発生するかの選択肢を狭めるかどうかにかかわらず、困難で論争の的となる問題に対して科学を行う新しい方法を確立することを望んでいます.各陣営が独自の見解を擁護し、他の陣営を破壊する代わりに、研究者は協力し、差別的な実験がどのように実施されるかを事前に公開することに同意し、結果を尊重します。
この取り組みを調整しているテンプルトン世界慈善財団の上級プログラム オフィサーであるダウィド ポットジーターは、これは意識の理論を選別するための持続的な取り組みの始まりにすぎないと述べています。彼は、今後 5 年間で、これらの「構造化された敵対的コラボレーション」をさらにいくつか設定する予定です。
彼は見通しについて現実的です。 「意識についてすべてを教えてくれる単一の理論に到達するとは思いません」と彼は言いました。 「しかし、意識の謎を解くのに 100 年かかるとしたら、50 年に短縮できることを願っています。」
気づきのためのワークスペース
哲学者たちは何千年もの間、意識の性質とそれが人間以外のものに内在できるかどうかについて議論してきましたが、現代では、差し迫った実用的および道徳的な意味により、答えの必要性がより緊急になっています.人工知能 (AI) がますます高度になるにつれて、機械と対話するだけでは機械と人間のどちらを扱っているのかを見分けることができなくなる可能性があります。これは古典的なチューリング テストです。しかし、それは AI が道徳的な考慮に値するということでしょうか?
意識を理解することは、動物の権利と福祉、および精神障害に関する幅広い医学的および法的問題にも影響を与えます。最近、50 人を超える主要な神経科学者、心理学者、認知科学者などのグループが、この難しいテーマに関する研究の重要性をより認識するよう求めました。 「意識の理論は、経験的証拠の蓄積の長いプロセスの中で、厳密にテストされ、繰り返し改訂される必要があります」と著者は述べ、「神話や推測に基づく推測もそのように識別する必要がある」と付け加えた.
最初に意識を定義せずに、意識に関する実験を行うことはほとんどできません。しかし、私たちはこの言葉をいくつかの方法で使用しているため、それはすでに困難です.人間は意識のある存在ですが、麻酔などで意識を失うことがあります。何かを意識していると言えます — たとえば、ラップトップから奇妙なノイズが聞こえます。しかし一般的に、意識の質とは、自分の存在をただ記録したり、オートマトンのように刺激に反応したりするのではなく、自分の存在を体験する能力を指します。心の哲学者はしばしばこれを、意識的な存在に「似ている」とはどういうことかについて有意義に話すことができるという原則と呼んでいます。
多くの認知は、意識的な認識の外で行われます。その意味で、私たちはいくつかの手がかりや刺激に「無意識のうちに」反応します。ただし、私たちの心の際立った特徴は、その後の決定や行動の動機として、情報、アイデア、または意図を保持できることです。お腹が空くと、反射的に唾液が出ますが、食事をしたり、キッチンに行って食器棚から欲しいものを取ったりすることもあります。
パリのコレージュ・ド・フランスの認知科学者であるスタニスラス・デハーンなどの一部の研究者は、この意識的な行動は、脳内の「グローバルワークスペース」に情報を保持するときに発生し、関連する脳モジュールにブロードキャストできることを示唆しています。特定のタスクで。このワークスペースは一種の情報のボトルネックを課している、と彼は言います。つまり、最初の意識的な概念が失われて初めて、別の概念が代わりになるということです。 Dehaene によると、脳画像研究は、この「意識のボトルネック」が脳の前頭前皮質のニューロンの分散ネットワークであることを示唆しています。
この意識像は、グローバル ワークスペース理論 (GWT) と呼ばれます。この見方では、意識はワークスペース自体によって作成されます。したがって、他の処理センターに情報をブロードキャストできる情報処理システムの機能であるべきです。それは意識を、行動を動機づけ、導くための一種の計算にします。シアトルのアレン脳科学研究所の主任科学者兼所長である Christof Koch は、次のように述べています。
しかしコッホにとって、意識を含むすべての認識は計算の一形態にすぎないという議論は、「私たちの時代の支配的な神話を体現しています。それは単なるアルゴリズムであり、巧妙なハックであるということです。」この見解によれば、彼は次のように述べています。「人間の脳が持つほとんどの機能をモデル化し、それによって意識を持たせる賢い機械が間もなく登場するでしょう。」
彼は、その創始者である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・トノーニと協力して、競合する理論を開発してきました。彼らは、意識は入力を出力に変換するときに発生するものではなく、適切な種類の認知ネットワークの固有の特性であり、そのアーキテクチャに特定の機能があると述べています。 Tononi は、このビューを統合情報理論 (IIT) と名付けました。
意識的な経験を生み出すために脳が何をするかを尋ねることから始まるGWTとは対照的に、IITは代わりに経験から始まります。 「意識するということは、経験をするということです」とトノニは言いました。それは可能ですが、何かについての経験である必要はありません。夢、または瞑想によって達成されたいくつかの「空白の心」状態も、意識的な経験としてカウントされます。 Tononi は、これらの経験の本質的な特徴を特定しようと努めてきました。つまり、それらは主観的 (意識的な実体のためにのみ存在する)、構造化されている (それらの内容は互いに関連している:「ブルーブックは机の上にあります」)、具体的 (本は赤ではなく青です）、統一されています（一度に 1 つの経験しかありません）、決定的です（経験に含まれるものには限界があります）。これらの公理から、Tononi と Koch は、物理システムがある程度の意識を持つために必要な特性を推測したと主張しています。
IIT は、意識を情報処理としてではなく、それ自体に「変化をもたらす」システムの因果力として描写します。コッホは、意識とは「過去の自分の状態によって影響を受け、自分の未来に影響を与えるシステムの能力です。システムに因果関係の力があればあるほど、システムはより意識的になります。」
これは、17 世紀の有名なルネ・デカルトの格言「cogito, ergo sum」を思い起こさせます。 「与えられた唯一のことは、私の経験です」とコッホは言いました。 「それがデカルトの中心的な洞察です。」
Tononi と Koch にとって、デジタル コンピューターのように、入力を出力に変換するために情報が単に「フィード フォワード」されるシステムは、あたかも意識があるかのように振る舞うかもしれませんが、その特性を真に所有することはできない「ゾンビ」にすぎません。シリコン バレーの多くの人々は、コンピューターは最終的に意識を持つようになると信じているかもしれませんが、Koch 氏にとっては、それらのマシンが意識のための適切なハードウェアを備えていない限り、それらは単なる「ディープ フェイク」にすぎません。
「デジタル コンピューターは意識をシミュレートできますが、シミュレーションには因果関係がなく、実際には意識的ではありません」と Koch 氏は述べています。これは、ビデオ ゲームで重力をシミュレートするようなものです。実際には、そのように重力を生成するわけではありません。
意識に「囲まれ、没頭する」
IIT の最も顕著な特徴の 1 つは、意識を程度の問題にすることです。必要なネットワーク アーキテクチャを備えたシステムには、その一部が含まれている場合があります。 「生物やアーティファクトが動物界の古代王国から来たものであろうと、最近のシリコンの子孫であろうと、それが歩く足、飛ぶ翼、または転がる車輪を持っているかどうかは関係ありません」とコッホは2012年の本に書いています 意識:ロマンチックな還元主義者の告白 . 「差別化された情報と統合された情報の両方の状態があれば、そのようなシステムであると感じます。」
この見解は多くの懐疑論を呼び起こします。カリフォルニア大学バークレー校の影響力のあるアメリカの精神哲学者ジョン・サールは、この考えをパンサイキズムの一形態として嘲笑している。 IIT に対する辛辣な批判の中で、サールは次のように主張しています。それは偽であるというレベルには達しません。クレームに明確な概念が与えられていないため、厳密に言えば無意味です。」意識は、「ジャムの薄いベニヤのように宇宙に広がることはできません」と彼は書いています。
しかし、コッホは、「私たちは意識に囲まれ、没頭している」と考えることに完全に満足しています.彼は、「意識は生物の基本的で基本的な特性であると信じています。他のものから派生することはできません。」
しかし、これはそれがどこにでも均等に広がっているという意味ではありません。 Koch と Tononi は、意識は多くのものの属性である可能性があるが、意識の大部分は特定の種類のもの、特に人間の脳 (実際、人間の脳の特定の部分) にのみ存在すると主張しています。そして、IIT を定量的でテスト可能な理論に変えるために、Koch と Tononi は、それらがどのようなものかについての基準を作成しました。
情報処理ネットワークがどれほど意識的であるかを反映するために、Koch と Tononi は「情報統合」の尺度を定義し、それを Φ (ギリシャ文字の phi) と呼んでいます。これは、「還元不可能な因果構造」の量、つまりネットワーク全体がどれだけ自分自身に影響を与えることができるかを表しています。これは、フィードバックの相互接続性に依存します。ネットワークを、互いに因果関係を持たない小さなネットワークに分割できる場合、処理ノードの数に関係なく、それに応じて Φ の値が低くなります。
同様に、「機能的な接続性とアーキテクチャが 0 より大きい Φ 値を生成するシステムは、少なくとも [意識的な] 経験を少し持っています」と Koch 氏は述べています。これには、すべての生きている細胞に見られる生化学的調節ネットワークと、適切なフィードバック アーキテクチャを持つ電子回路が含まれます。原子は他の原子に影響を与えることができるため、「単純な物質でもわずかな Φ を持っています」。しかし、私たちがそうであるように、その存在を「知る」のに十分な Φ を持つシステムはまれです (理論では、高等動物にもある程度の経験があると予想されますが)。
IIT を定量的かつテスト可能にするこの努力のおかげで、アーロンソンはそれを「これまでに提案された意識の数学的理論の上位 2% のようなもの」と表現しています。彼はその理論に欠陥があると信じていますが、サールとは反対に、「ほとんどすべての競合する意識の理論は非常に曖昧で、ふわふわしていて、順応性があり、間違ったことを熱望することしかできない」と述べています。
神経相関の探索
コーチはそれに同意するだろう。 「誰もが意識のペット理論を持っているようですが、定量的または予測的なものはほとんどありません」と彼は言いました.彼は、GWT と IIT の両方がテスト可能であると信じています。 「論理的に言えば、それらは間違っているかもしれませんし、どちらも現実の特定の側面を捉えている可能性があります。」では、どうやってそれらをテストするのでしょうか?
テンプルトン世界慈善財団に参加してください。この財団は、意識の理論を破壊するためのテストに 2,000 万ドルを割り当てています。 IIT と GWT はテスト可能で対照的な予測を行うことができるため、IIT と GWT が関与する「構造化された敵対的コラボレーション」と Potgieter が呼ぶものから始めています。計画は、2 つの理論の支持者が、どちらかまたは両方の理論が間違っているかどうかを区別する必要がある実験プロトコルに事前に同意することです。 「条件は、予測が理論を正確に表していることを認めるという意味で、理論のリーダーがこのプロトコルに署名することでした」とPotgieterは言いました. (彼は、ブロックの最初の理論として GWT と IIT を選択するに至った考慮事項の 1 つとして、Dehaene と Tononi が「自らを危険にさらす」意思があることを認めました。)
このコラボレーションにより、一流のジャーナルが実験の結果を公開することを約束します。この研究には、再現実験も含まれます。 「これは基本的にオープン サイエンスです」と Potgieter 氏は述べています。 「オープン サイエンスのベスト プラクティスを使用して、誰もあまり行ったことのない分野での進歩を示すことができれば、それが有用なアプローチであることを示すことができます。」
彼によると、研究者は現在、GWT と IIT の相容れない予測を直接テストするための最終的な実験計画を持っています。詳細はまだ明らかにされていませんが、機能的磁気共鳴画像法（fMRI）、皮質脳波検査、脳磁図検査など、一連の脳モニタリング技術が導入される予定です。 Potgieter 氏は、この実験は「神経科学の分野で、これほどまでに大胆で敵対的な共同作業が行われ、公式化されたのは初めてのこと」と思われると付け加えました。彼は、プロジェクトが承認された場合、実験作業が夏以降に開始され、10 ～ 12 のラボが関与して約 3 年間実行されることを望んでいます。
実験では、理論間のどのような違いがテストされますか?一つは、脳内の意識の場所にあります。 GWTによると、「意識の神経相関」（意識状態を反映するニューロン活動のパターン）は、皮質の頭頂葉と前頭葉を含む脳の部分に現れるはずです。頭頂葉は、触覚や空間感覚などの感覚データを処理します。前頭葉は、記憶、問題解決、意思決定、感情表現などの「高次」機能の認知処理に関連しています。
しかし、てんかんの脳神経外科治療でよく行われていたように、前頭葉の大部分を切除した人は、驚くほど正常に見える可能性がある、とコッホは言う。 IITによると、意識の座は脳の後部にある感覚表現にある可能性が高く、そこでは神経配線が正しい特徴を持っているようです. 「おおむね、背面は正しい方法で高い Φ を持つように配線されていると確信していますが、前面の多くはそうではありません」とトノニは言いました。
意識がある人、または麻酔によって意識を失った人の脳活動の場所を比較することができます、と彼は言います。そのようなテストで、脳の後部が実際に高い Φ を持っているが、意識に関連していないことを示すことができた場合、彼は「IIT は非常に問題になるだろう」と認めています.
Dehaene を含むグループによって実施された、意識のある、または全身麻酔下にあるボランティアの脳活動に関する最近の fMRI 研究では、2 つの状態に対応する明確なパターンが示されました。無意識の期間中、脳活動は解剖学的に直接接続された領域間でのみ持続しましたが、意識のある活動中は、複雑な長距離相互作用が脳の「配線」によって制限されていないようでした.
しかし、この研究の著者の 1 人であるブエノスアイレス大学とパリのピティエ サルペトリエール病院の物理学者から神経科学者に転身したエンツォ タリアズッキは、この調査結果は特定の意識理論をまだ明確に支持していないと強調しています。 「私たちの研究をどちらかの理論の枠内に収めるのは時期尚早でしょう」と彼は言いました。 「バランスを崩すことはありませんし、そうするつもりもありません。」
GWT のもう 1 つの予測は、刺激の約 300 ～ 400 ミリ秒後に発生する脳内の特徴的な電気信号が、意識的にそれを認識させる情報の「ブロードキャスト」に対応するはずであるというものです。その後、信号は急速に弱まります。 IITでは、意識的な経験の神経相関は、経験が持続している間、継続的に持続すると予測されています。コッホ氏によると、この区別のテストには、ボランティアが画面上のシーンのような刺激を数秒間見て、その経験の神経相関が意識に残っている限り持続するかどうかを調べることができます.
これら 2 つの理論を検証し、判断するための厳密で決定的な方法を見つけることが可能になると、誰もが楽観視しているわけではありません。 「現在のプロジェクトは、この方向への誠実な試みです」と、テンプルトン プロジェクトに関与している、ニューヨーク州クイーンズにあるセント ジョンズ大学の心の哲学者であるフランシス ファロンは述べています。しかし、彼は、両方の理論がすでに既存の経験的証拠によって形成されているため、いずれかが根本的に矛盾しているように見える新しいデータを見つけることは驚くべきことである.
カリフォルニア大学ロサンゼルス校で行動神経科学を研究している心理学者のハクワン・ラウは、IIT が本当に科学的な理論であるとさえ確信していません。 「IIT は安楽椅子理論に基づいています」と彼は言いました。彼は、IITの提唱者が考えている意識の場所は、必ずしも理論から導かれるわけではなく、彼らの主観的な見解にすぎないと考えています. 「[理論の]経験的予測を現在の方法で検証できるようにするには、多くの追加の仮定と概算を行う必要があります」と彼は言いました。
彼にとって、IIT と GWT は「違いすぎて、どうやって比較したらいいのかわからない」とラウは言います。対照的に、Tagliazucchi は、この 2 つは本質的に同じ理論である可能性があると考えていますが、「三人称および一人称の視点から展開された」ものです。
英国サセックス大学の認知科学者であるアニル・セスは、テンプルトン計画が時期尚早であることが判明するかどうかについて懸念を表明しています。 「決定的な反論または検証」はありそうにないと彼は言いました。なぜなら、理論は「あまりにも多くの異なる仮定を行い、テスト可能性とは異なる関係を持ち、異なることを説明しようとしている可能性さえあるからです。 GWT は主に機能と認知アクセスに関するように思われますが、IIT は機能ではなく主に現象学に基づく理論であり、テストが困難です。」
Tononi と彼の共同研究者は、IIT の実験的テストを長年にわたって開発してきたことに反論するでしょう。この研究は、脳損傷患者の意識を評価するための粗雑ではあるが効果的なツールの開発につながったのです。しかし、トノニでさえ、両方の理論はまだ構築中であり、「遠く離れている」ままであるため、明確な結果を期待するのは多すぎるかもしれないことに同意しています. 「彼らの予測は物理学ほど正確ではありません」と彼は言いました。
それでも、彼は「進歩を遂げるには、自分が持っているものから始めなければならない」と主張しています。その上、演習は「理論に特定のことを言わせる」。結果がどうであれ、Tononi はこの検査が脳について何か新しい有用なことを教えてくれると確信しています.
その他の対立する理論
GWT や IIT を排除することで、意識とは何かという謎が解けるとは誰も想像していません。 1 つには、他にも深刻な理論があります。
その中で、2 つの一般的なクラスは、1 次理論と高次理論 (HOT) と呼ばれます。 「一次理論によると、心には感覚情報の基本的な認知処理以外に何もないということです」とラウ氏は言います。一次理論家によると、その感覚情報の一部を意識にもたらすのは、正体不明ですが、脳内での表現方法に固有のものです。たとえば、ニューラル ネットワーク内の要素間の相互作用のダイナミクスです。
対照的に、「高次の理論家は、心は意識を生み出すために、認知そのものに加えて、表象を使って何かを行うと言っています」と彼は言いました。 HOT では、意識的な経験は単に関係する知覚の記録ではなく、その表現を利用する追加のメカニズムを伴います。その高次状態は、GWT のように、情報の処理において必ずしも何らかの機能を果たすわけではありません。
「他の既存の理論と比較して、HOT は、感情やエピソード記憶などの複雑な日常の経験をより容易に説明できます」とラウと彼の同僚、ラガーディア コミュニティ カレッジの哲学者リチャード ブラウンとニューヨーク大学の神経科学者ジョセフ ルドゥーは最近書いています。 .
Templeton World Charity Foundation は、GWT や IIT などのアイデアをテストするために追加の資金を割り当てました。 「今後 5 年間で約 9 回の会議を主催し、2 つ以上の相容れない理論をまとめて、それらの理論の間で議論を深めたいと考えています」と Potgieter 氏は述べています。彼は、「現在の考えはどれも正しくない可能性がある」と認めています。
また、このような問題の唯一かつ最終的な決定者となる科学実験は存在しないことが判明するかもしれません。 「神経科学者だけがこの問題を裁定したとしても、議論は哲学的なものになるでしょう」とファロンは言いました。 「解釈がこれほど難しくなると、会話を哲学者に開放することは理にかなっています。この分野の神経科学者の多くはすでに哲学に取り組んでおり、中には非常に優秀な人もいます。」
Potgieter は、敵対的アプローチが、意識がそもそもどのように発生したか、または生命自体がどのように発生したかを理解するなど、他の大きな問題の進歩を可能にすることを望んでいます。 「すべてが強力であるが、すべてが互いに孤立している一連の異なる理論に大きな問題がある場合はいつでも、私たちはサイロを打破することによって進歩を遂げようとします.」と彼は言いました.
「これは素晴らしいイニシアチブだと思いますし、科学界ではもっと頻繁に行われるべきです」と Tononi 氏は述べています。 「それは、支持者に焦点を合わせ、いくつかの共通の枠組みに入ることを強います。私たちは皆、何らかの形で利益を得る立場にあると思います。」
