pooneilの脳科学論文コメント

■ 盲視でおこる「なにかあるかんじ」

南山大学哲学セミナーというので話をしてきました。心の哲学の鈴木貴之さんのラボのサイトでの報告。話の内容はそれなりに哲学者向けにチューンしてみたんですがうまくいったかどうか。

トークの内容だけど、神経生理学と信号検出理論を除外して、そのうえでGoodale & Milnerの話とかを入れて脳の回路についての入門をしっかり話して、Noe & Hurleyの話やらスーパー盲視の話とかを入れて哲学的なところに繋げてみました。

それでは、トークの最後の考察の部分のスライドを再録してみましょう。ちょっとしたオンライン講義録です。(追記1/28: 元のエントリでは前提をはしょりすぎていたので「なにかあるかんじ」についての説明を加えておきました。)

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[盲視でおこる意識経験]

第一次視覚野を損傷した患者で見られることのある「盲視」では、脳損傷によってできた視野欠損(端的にそこは見えてない)の部分に視覚刺激があるときに、それを選択肢を与えられて選ぶような条件だと刺激の位置を当てることができたりする。

でもよくよく調べてみると、盲視を持っている人でも視覚刺激が欠損視野に提示されたときに、「なにかがあるかんじ」を経験する場合があるという。患者本人に説明してもらうかぎり、それは位置情報や形の情報を持っているわけではなくて、「視覚」経験とは言えないようなものらしい。とはいえ、これはあきらかに意識経験だ。Zekiの論文(1998)から引用する。

His experience resembles that of a normal person when, with the eyes shut, he looks out of the window and moves his hand in front of his eyes. It was like a ‘shadow’.(1993年。のちに彼はこの表現はあくまで健常者にも理解できるような言葉を使っての表現であり､本当にそういうものが｢見えて｣いるわけではない､と説明している)

He has a ‘feeling’ of something happening in his blind field and, given the right conditions, that he is absolutely sure of the occurrence.(1994年)

He described his experience as that of ‘a black shadow moving on a black background’, adding that ‘shadow is the nearest I can get to putting it into words so that people can understand’.(1996年)

なんというか、言葉を絶してますよね。伝えようのないものを伝えようと苦労する様子が忍ばれて、「意識の私秘性」なんてことを考えたくなる。脳損傷の話を聞くといろんな衝撃的な話が出てきて、我々が直感に基づいて議論するのがいかに危ういことか、なんて思わされる。

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[ヒトの盲視はカエルの意識経験だろうか？]

さてさて、この「なにかがあるかんじ」とはいったい何だろう？

ちょっと回り道してみる。哲学者のトーマス・ネーゲルの論文で"what is it like to be a bat?"というのがある。つまり、われわれはコウモリの意識経験を科学者として第三者的に調べることはできる。また、それによってコウモリの意識経験を類推することもできるかもしれない。しかしそれはコウモリの意識経験をヒトとして追体験するような形としかなり得ない。しかし、コウモリがエコロケーションによって作る世界はヒトが主に視覚によって作り上げた世界とはまったく異なっているだろう。(ここが「コウモリ」を選んだポイントだ。) つまり、コウモリの意識経験をコウモリの意識経験として我々ヒトが理解するなんてできるの？って話になる。

いまの話を踏まえると、盲視という現象で独特なのは、もしかしたら上丘の活動で生成するようなカエルの意識経験をヒトが経験する、という特殊な状況が起こっているのかもしれないということだ。つまり、カエルは視蓋(=上丘)に虫検知器ニューロンというのがあって、動いているものに対しては虫だろうがなんだろうが活動する。カエルはこの活動に対応して、虫だろうがなんだろうが反応してそっち向いたりベロ伸ばしたりする。そうしたら、カエルの意識経験というのは「なにかがあるかんじ」みたいなかなりおおざっぱなものなんではないだろうか？ (ところでこれは全くの偶然なんだけど、なんだか図を遠くから見るとカエルの顔のようだ。)

とはいえ、このような考え方(「上丘の活動で生成するカエルの意識経験をヒトが経験する」)はまさにデネットが指摘する「カルテジアン劇場の誤謬」という地雷をモロに踏んでいるようにも思える。それでは、ここで起こっていることについてもう少し考えてみることにしよう。

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[Hurley and Noëの議論]

そこで役に立つのが、以前ブログ(20060503)で言及したHurley and Noëの論文("Neural Plasticity and Consciousness")で行われた議論だ。

つまりこういう問いがある：意識経験を決めるのは、脳の領野だろうか？それとも感覚入力の属性だろうか？ Hurley and Noëにとっては意識経験が脳の中だけでは決まらないというための議論だ。そしてこれは実験的に検証可能な問いでもある。

左にあるのが幻肢の例だ。幻肢では腕からの入力を失うことによって、体性感覚野の腕領域は(たとえば)顔からの感覚入力を受けるような可塑的変化が起こる。幻肢では顔を触ると失ったはずの腕を触られたような感覚が生まれる。つまり、意識経験が脳部位によって決まっている例であると言える。

右にあるのが点字の例だ。全盲の人が点字によって字を読むとき、視覚野が活動することが明らかになっている。(生理研の定藤先生の仕事だ。) どういう経路でか、体性感覚の入力が視覚野に入力するような可塑的変化が起こっているらしい。ではこの視覚野の活動は視覚だろうか、触覚だろうか？ 磁気刺激によってこの被験者の視覚野を活動させると触覚が生まれた。つまり、意識経験が感覚入力によって決まっている例であると言える。(=> Note 1)

さてさて、それではこの議論を盲視に援用してみよう。じつのところ、両方の方法で説明することが可能なのだが、どちらがもっともらしいだろうか？ どうやったらそれを検証できるだろうか？

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[説明1：脳活動が重要説]

図の左が健常者の視覚で、右が盲視で起こっていることを推定したもの。

視覚野の活動によって「ビビッドな赤=クオリア」(検索で引っかかるようにクオリア入れといた)のような意識経験が引き起こされる。一方で上丘の活動によっては「なにかがあるようなかんじ」という意識経験が引き起こされるのだけれども、それは微弱なもので、健常者では「ビビッドな赤」にoverrideされてしまうので気づくことはない。

しかし、盲視の患者では「ビビッドな赤」が脳損傷によって失われてしまうので、「なにかがあるようなかんじ」という意識経験がunmaskされてくる、という説明だ。(=> Note 2)

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[説明2：感覚入力が重要説]

さっきの図と同じで、図の左が健常者の視覚で、右が盲視で起こっていることを推定したもの。

健常者では「ビビッドな赤」を経験するのだけれども、それは視覚入力として視覚野が処理している情報の幅広さを反映している。健常者では上丘は使われているとしてもsaliencyのようなかなり限局した情報しか扱うことができない。

一方で、盲視では機能回復に伴って処理できる情報のレパートリーが増える。つまり、形や色や顔といった、正常脳では処理されないであろう情報が処理されるようになる。とはいえ、その情報処理は正常のものよりはdegradeしている。盲視での「なにかあるかんじ」というのは、機能回復に伴って環境の操作可能性が拡大したことによって生成した、ある種の視覚意識ではないだろうか。

論調からおわかりのとおり、わたしは後者の方を支持したい。後者の方が機能回復をよりうまく取り込んだ議論ができるように思う。(=> Note 3)

さてではこの二つの違いをどうやって検証したらよいだろうか？ そもそもこれは検証可能な問いだろうか？ (=> Note 4) そんなこと考えながらいろいろ新しいネタ画策してます。というところでこの話終了。

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Ustream (http://www.ustream.tv/channel/pooneil68)のほうは通信環境的にうまくいかなくて、断念しました。これはいつかリベンジしておきたい。

準備としては、Ustream Producerでデスクトップの配信をするようにしておいて、外部マイクでしゃべりを拾うようにしておく。こうすれば一円もかけずにライブ放映できる。このへんの試行錯誤の様子はtwitterのこのあたりにあります。たぶん、スライド見せるにはこのやり方がいちばん良いはず。

ただ、誤算だったのは会場ではイーモバもWiMaxも電波が弱くて、Ustream Producerがサーバに繋がらなかったこと。唯一ネットにつながっていたのはiPhoneの3G回線だったんで、じつはiPhoneで放映すればとりあえず音声だけでも流すことはできた。でもその準備はしてなかった。やっぱ経験積まないとね。一発ではなかなかうまくいかない。(<-これを全体の話のまとめにしたいらしい)

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ともあれそのあとの飲み会も含めて、すごく楽しかった。(そのへんの様子はこちら：1/20および1/21) 参加した方にも楽しんでもらえてたらよいのだけれど。

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Note 1: なお、empiricalに検証できるからにはempiricalにいろんなツッコミが可能だ。それはさておき、発表時に鈴木さんが指摘していたけど、この図式は入力から意識経験までしか考えていない、つまり、どう行動がなされ、どうやってそのような知覚経験がverifyされるか- 視覚的な遠隔地を含んだ空間把握なのか触覚的なperipersonal spaceでの空間把握なのかということは考慮されていない。ただし、そのようなことを考えることこそが身体を含んだ系で考えるということであり、ここではどちらかというと「脳だけで決まる説」を極端に図式的に捉えた上でその枠組みを批判する、という意図があるのだろう、というのがわたしの理解。

Note 2: 盲視患者でも、有名なGY氏による報告では、「なにかがあるようなかんじ」は実生活で経験することはなくて、実験室で非常に高輝度の視覚刺激が提示されるときしか経験されないらしい。「なにかがあるようなかんじ」が微弱なものである、ということは強調した方がよさそうだ。ちなみにこれは論文になってる。Consciousness and Cognitionに載ってる論文("Direct assessment of qualia in a blindsight participan")だけど、GY氏にFrank Jacksonの"epiphenomenal qualia"とかDennettの"Consciousness explained"とかStanford Encyclopedia of PhilosophyのQualiaの項目を読ませて(<-読ませたのかよ!)、氏のblind fieldでの経験が視覚のクオリアかどうか聞いたら「違う」ってのが答えだったそうな。これは哲学者にこそウケるネタということで紹介してみた。ちなみにStanford Encyclopedia of PhilosophyのQualiaの項目ってのはqualia-ML時代の私がML読書会をしたことがあって、いまでもブログのエントリとして残ってる：クオリアについての「心の哲学」

Note 3：とはいえ、後者の方がリアリスティックになるように議論してあるので、正直フェアではないのは確かだ。これは以前からの持論なのだけれど、ヒトを研究している人は内面を重視するので表象主義的方向に傾きやすい。動物を研究している人のほうがもっと環境との相互作用とか考える方に行くのではないかと思うのだけれど。いっぽうで、神経生理学をやっていると「neural correlate」という思想に強烈に染まるので表象主義的になるとも言える。行動分析やアフォーダンスや身体性的な考えが内面を問わずに話をしやすい動物研究など(<=「など」な。)で成功してきたのは偶然ではないので、その応用範囲だけ間違えなければいい、って話にもなる。

Note 4：「なにかがあるかんじ」についてあんまり額面通りとらえるのも正しくないかもしれない。たとえばの説明としてこんなのが考えられる。盲視が不思議なのは随意的な行動として能力が出る点なのだけれど(強制選択条件で正解する)、意識下で体の方はいくらでも情報を持っているし、反応もしている。たとえば視覚刺激が提示されたら、たとえそれが意識的には見えなかったとしても、瞳孔は収縮しているだろうし、vergenceとかも変わっているかもしれない。だったら訓練を積むことによってそのような体の変化を内的に(proprioceptiveに-内臓感覚みたいに)awareすることができるかもしれない。たしかにそれは視覚経験とは異なっているかもしれないけれども、それは意識下の体の変化を知覚したということであって、なんにも不思議なことではない。

■ [告知] 1/20(木)に南山大学哲学セミナーでトークします

こんど南山大学哲学セミナーというので話をしてきます。心の哲学の鈴木貴之さんに声をかけていただきました。1月20日(木)17:00-19:00、場所：南山大学名古屋キャンパス第1研究棟4階415号室。参加申込は不要。テーマは「盲視(blindsight)研究の最前線」です。

Ustream流す予定です。通信速度的にうまくいくかどうかわかりませんが、ぜひ覗いてみてください：http://www.ustream.tv/channel/pooneil68

■ OpenFrameworksいじってみた

Beyond Interaction ―メディアアートのためのopenFrameworksプログラミング入門 のコード打ち込んでOpenFrameworks動かしてみた。アドオンでBox2d(物理エンジン)とOpenCV(のうち輪郭検出の機能)を組み合わせることで、webカメラから取り込んだ画面上に玉を飛ばしてインタラクションすることができる。

著者の田所氏によるデモ (on Vimeo)。これをわたしも自分の環境でも動かしてみたというわけです。玉の半径を大きめに設定してやると、風船で遊んでいるみたいなことができる。家でやってたらさっそく子どもたちに奪われた。せっかくなので画面をキャプチャーした映像を作ってみた(手の出演：次男)。YouTube貼り付けのテストを兼ねてます。

fpsは12とかしか出てないけど、初めのうちは60くらい行ってた(DebugではなくてReleaseでビルドしてappを作ってある)。これは画面キャプチャーしているうちにどんどん遅くなってきたため。

この本は「メディアアートのための」と銘打っているけれども、私のようにC++の入り口のところでずっとウロウロしてきた人間にとってはちょうどよい難易度のC++入門なのだった。たとえば、多数の円を描画させるということになると、ちゃんと円のクラスを作って、そのインスタンスを作って、あとはbox2d.updateで勝手に落下させたりバウンドさせたりすることができるようになる。クラスを作ったり、vectorでそれを保存しておいたりすることの便利さがわたしにもよく分かった。

「クラスにするとコードの保守性が良くなる」とか言われてもさっぱりありがたみがわからなかったんだけど、「クラスの定義を読んでヘッダだけ取り込んでおけば人の書いたコードを中身に立ち入らずに使えるようになる」と言われると納得する。わたしの場合。

コードはopenframeworks.jpからダウンロードすることができる。解凍してできる"3-4_H"のフォルダの中にある。

ここでやってることはほぼ本の丸写しなのでとくに言うことはないのだけど、Xcode上でコンパイルしてみて引っかかった点としては、UTF-8で書かれたコードをXcodeで開くと文字化けする(<-Xcodeの設定分かってないオレ)。あとBox2dのアドオンがコンパイルエラーを起こす。問題究明のためにincludeすらしない状態でビルドして確認してみた。(<-デバッガ使いこなせてないw <-というかincludeされてないのにどうしてコンパイルされるのか分かってない <- Xcode使いこなせてない)

そうしたら、どうやらofxBox2dBaseShape.hで定義されているaddImpulseForce(ofPoint pt, ofPoint amt=1.0)というのに文句が付いているらしい。"default argument for parameter of type 'ofPoint' has type 'double'"ってエラーが出る。この関数はどこでも呼ばれてないのでamt=1.0をamtとだけしたらコンパイル通った。

ofPointは座標[x,y,z]を格納するためのものなのに1.0が代入されたから文句が出たのかと思ったんだけど、g++だとコンストラクタがオーバーロードされてamt.xに1.0が代入されるからエラーは起こらないとのこと。(Thanks to kohskeさん) というわけでXcodeの動作によるのか、私がなんかアホな設定してるからなのかはよく分からないけど、とりあえず問題解決したのでこれで良しとする。

ところでそもそもなんでこのへんを調べはじめたのかというと、C++で書かれたオープンソースのアイトラッカーのコードを探していて、ALSになったグラフィティライターのためにopenFrameworksで開発されたEyeWriterというのを見つけたのがきっかけだった。

いぜんそっちについても試行錯誤したことがあるのだけれど、未解決なのはカメラからの入力に関して。iSightからの映像をキャプチャするのはデフォのままでできる。Point GreyのFirefly MWを買っておいたのでそいつからの映像を取りたいのだけれど、Point GreyのSDKはMacに対応していない。libdc1394とか汎用のドライバだと不完全な映像(カラーがモノになったり)しか取れない。

今回はとりあえず本の丸写しで動作させてみただけだけど、かなりこれで心理的障壁が下がったので、次にいじるときにはEyeWriterのコードを読んでみることにしよう。アイトラッカーの部分はtrackingManager.hから読み始めればよいってことがわかった。以前コード読んだときはさっぱり手掛かりさえつかめなかったのだからまあ進歩したと言える。

本当にいちばんやりたいのは、saliency mapの計算をアドオン化して利用すること。いまのiNVTはそういう発想はなくて、ぜんぶ自前で用意する(入力系から出力系まで)。このため、コンパイルするためにはぜんぜんどうでもいいライブラリまでインストールする必要があって、現状ではLinuxでないと事実上コンパイルできなくなっている。

かといって自前でsaliency mapをインプリメントするのもいい方法とは思えない。(比較対象としてインプリするのではなくて、実際に活用するつもりならば。) 自己流の解釈ではなくて、いま動いているコードを使った方がよい。というのも、なんか細かいパラメータ部分でチューンされているということが経験上わかったので。

だから、いま動いているコードからどのクラスを使えばいいのか見つけて、そいつをヘッダでincludeして、必要な部分のコードだけaddonで参照できるようにしておけばよい。問題はiNVT部分が巨大すぎてどこが必要なコードなのか分からんこと。なんかツールを使えばよいのだろうけど。(emacsでetags使うのが推奨されているけどよく分からん。IDE使わせてほしい。) ともあれ、もうちょっとやりたいことが絞れてきたらLaurentに聞いてみることにしよう。

たぶん本当はopenCVから呼んでやるというのが正しいのだろうと思う。OpenCVはどんどんバージョンが上がってコンパイルのしかたとかもゴンゴン変わるので追いつけてない。いまはとりあえずofxOpenCVいじってもうすこし慣れてゆくことにする。

そんなこんなでこっちの方向はじりじりと進めているところなんだけど、たぶんどっかで風穴が空いて、もっと生産的にいけるはず。

お勧めエントリ

• 細胞外電極はなにを見ているか(1) 20080727 (2) リニューアル版 20081107
• 総説 長期記憶の脳内メカニズム 20100909
• 駒場講義2013 「意識の科学的研究 - 盲視を起点に」20130626
• 駒場講義2012レジメ 意識と注意の脳内メカニズム(1) 注意 20121010 (2) 意識 20121011
• 視覚、注意、言語で3*2の背側、腹側経路説 20140119
• 脳科学辞典の項目書いた 「盲視」 20130407
• 脳科学辞典の項目書いた 「気づき」 20130228
• 脳科学辞典の項目書いた 「サリエンシー」 20121224
• 脳科学辞典の項目書いた 「マイクロサッケード」 20121227
• 盲視でおこる「なにかあるかんじ」 20110126
• DKL色空間についてまとめ 20090113
• 科学基礎論学会 秋の研究例会 ワークショップ「意識の神経科学と神経現象学」レジメ 20131102
• ギャラガー＆ザハヴィ『現象学的な心』合評会レジメ 20130628
• Marrのrepresentationとprocessをベイトソン流に解釈する (1) 20100317 (2) 20100317
• 半側空間無視と同名半盲とは区別できるか？(1) 20080220 (2) 半側空間無視の原因部位は？ 20080221
• MarrのVisionの最初と最後だけを読む 20071213

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