pooneilの脳科学論文コメント

■ 駒場講義レジメ 意識と注意の脳内メカニズム(2) 意識

前回の続きで、6月20日の学部講義 (教養学部広域科学科、生命・認知科学科「システム科学特別講義II」) のレジメの後半です。

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意識と注意の脳内メカニズム(2) 意識

[What is consciousness?]

Let's start from a common-sense definition, not from an analytic definition. (John Searle)

Example: Water

• A common-sense definition: water is a clear, colourless, tasteless liquid, it falls from the sky in the form of rain, and it is the liquid which is found in rivers and seas.
• An analytic definition: H20

A common-sense definition of consciousness:

consciousness refers to those states of sentience or awareness that typically begin when we wake from a dreamless sleep and continue through the day until we fall asleep again, die, go into a coma …

[Two kinds of consciousness]

• Access-consciousness (= awareness)
  • functional, psychological aspect
  • availability for use in reasoning and rationally guiding speech and action
• Phenomenal consciousness (= qualia)
  • experience;
  • the phenomenally conscious aspect of a state
  • what it is like to be in that state

このふたつが独立したものであるということを前提しているわけではない。(「同じものの二つの側面」でよい)

「Qualia」という言葉は両者が独立していることを含意している。だから私はこの言葉はなるたけ使わない。

[What is awareness?]

David Chalmers (1996)による定義

• 「われわれがなんらかの情報にアクセスできて、その情報を行動のコントロールに利用できる状態」
• 「心理学的な意味での意識」

[Neural correlates of awareness]

An experimental manipulation is required by which a visual input is constant but perception of that visual stimulus varies.

• Bistalble stimuli + Discrimination
• Near-threshold stimuli + Detection

[Neural correlates of awareness (1): bistable percept]

デモ：両眼視野闘争

両眼視野闘争では、視覚刺激は同一であるにもかかわらず、「なにが見えたかの報告」=「気づき」(awareness)だけが変化する。

「気づき」の違いに対応したニューロン活動を見つければ、それは”neural correlates of awareness”であると言える。

Activity of IT neurons reflect the monkeys’ perceptual report. This is a strong evidence that IT neurons represents content of subjective experience.

Does it reflect visual awareness?

• It can reflect a process of selective attention of competing objects.
• Sheinberg and Logothetis wrote:

the phenomenon of binocular rivalry is also a form of visual selection this selection occurs … even in the absence of explicit instructions to attend to one stimulus or the other.

Attention can be manipulated externally.

• Visual search – stimulus configuration
• Posner cueing task – precue

(より正確に言うと、「precueによって応答潜時が早くなったりしたときに、precueにattentionの効果があった」と言うべきで、「precueがattentionを引き起こす」といった言い方はattentionを実体化しているので正しくない。)

On the other hand, Awareness can be modulated as a random variation.

• Bi-stable stimuli – temporal variation
• Operationally, they are different entities.

[Neural correlates of awareness (2): Near-threshold stimuli]

In the detection task, subjects are required to answer whether the sensory stimulus is present or absent.

Key comparison is Hit vs. Miss.

Strong modulation between Hit and Miss in early visual cortex (V1, V2, V3). (Ress D and Heeger DJ. 2001)

[Attention and awareness]

• Bi-stable stimuli + discrimination
  • Always accompany selection of multiple objects
  • Confounded with selective attention
• Near-threshold stimuli + detection
  • Always accompany trial-by-trial variation
  • Confounded with sustained attention (= arousal)

[What is consciousness?]

Awareness (=「気づき」) ではなくてconsciousness (意識経験)のことを明らかにしたいのだったら、少なくとも視覚情報処理と意識経験とを分離して扱うべき。

• Implicit perception (閾下知覚) (今回省略)
• Visual agnosia (視覚失認)
• Blindsight (盲視)

[Two visual system hypothesis]

視覚の腹側経路と背側経路

Optic ataxia (視覚性運動失調)

• Bilateral damage in dorsal visual pathway (Balint's syndrome)

Visual form agnosia (視覚失認)

• Bilateral damage in ventral visual pathway (LO)

スリットの角度がどう見えるかの報告 (=「気づき」)と
スリットの向きにカードを入れる行動 (=「視覚運動変換」)
は脳のべつのところで担われている。

Case report: subject D.F.

• Hypoxia from CO poisoning at 34 yrs old in 1988
• Bilateral cortical damage in the ventrolateral occipital region, sparing V1
• Most salient symptom was visual form agnosia

Perception & visual experience of D.F.

• Degraded contour perception
• Retained memory for form
• She has difficulty describing her visual experience, only saying that objects tend to appear 'blurred' and that separate elements 'run into each other'.

[Blindsight (盲視)]

「盲視」とはなにか？

• 第一次視覚野(V1)の損傷によって、視覚的意識が失われているにもかかわらず、随意的な視覚誘導性の自発的行動の機能が残存している現象。

進化的に古い脳が機能回復に関与する

• 盲視は大脳皮質損傷によって原始的な脳(「カエル脳」)が甦える現象なのだ。

「盲視」からわかること

• 「赤い点が見えるという経験」(「視覚意識」「赤の赤らしさ」「クオリア」)と「赤い点がどこにあるか当てる」(視覚情報を元に行動する)は別物であり、前者には視覚野が関わっている。

心の哲学での「盲視」

• 「哲学的ゾンビ」の可能性
  • すべての知覚・運動の情報処理の機能はふつうの人間とまったく同じであるにもかかわらず、現象的意識はまったくない

では、本当の盲視とはどんなものだろうか?

Case report: GY

• G.Y.は22歳の男性(1980年現在）で、8歳のときに交通事故で左半球を損傷して右半視野がblindになった。
• 事故直後の診断でほとんど完全のhomonymous hemianopiaと診断。
• 事故後14ヶ月経っても視野にはほぼ変化がなかった。
• 事故の後は左視野にある物体を検出、認識することができず右視野がまったく見えないと自分では思っていた。

患者G.Y.さんの視覚能力

• 単純な図形の弁別 (DB)
• 動きの識別

[Blindsight in monkey]

• どうして動物モデルの作成が必要か?
  • 限局した損傷を作成することが可能。(<==>ヒト患者)
  • 行動や脳活動を詳細に分析することが可能。 (<==>ヒト患者)

• 研究の意義
  • 医療への寄与：同名半盲での機能回復の可能性
  • 意識の解明：気づきを他の視覚情報処理と分離する。

ニホンザルでの機能回復トレーニング (Yoshida et.al., JNS 2008)

このサルは盲視じゃなくて、視覚が回復して見えるようになっただけじゃないの？

• 強制選択条件での位置弁別(discrimination)は上手。
  • 盲視の能力を持っている。
• 刺激の有無を報告するのが下手。=> 検出(detection)能力の低下
  • ヒト盲視と同様、やっぱり見えてない！

Saliency in blindsight (Yoshida et.al., Curr. Biol. 2012)

• 生活環境でも盲視は使えるか？
• 外から指示されなくても視覚情報を利用できるか？
  • 生活環境でも盲視は使える。
  • ある意味で盲視は「哲学的ゾンビ」であると言える。
  • 盲視ではsaliencyが残っている。=>意識経験とサリエンシーはべつもの

[ハード・プロブレムのハードなところに直面する]

盲視 = カエルの意識? (省略)