シンギュラリティサロン20211030ep

1. SpringX 超学校 シンギュラリティサロン@SpringX
「意識の考え方」を考える──北大CHAINの挑戦
2021/10/30(土) 13:30∼15:30
「意識を教える」から
エナクティブ・
アプローチへ
北海道大学
人間知・脳・AI研究教育センター
特任准教授 吉田 正俊

2. • 「意識の科学」を教えるには？
• 世界での実践についてサーベイ (~5分)
• 北大での実践 (~5分)
• 「意識の科学入門」について紹介 (~25分)

3. 自由エネルギー原理
感覚運動随伴性
qualiaと気づき NCC
エナクティビズム
自律性
意識の理論
両眼視野闘争
閾下知覚, オーバーフロー
注意
知覚
自己
情動
と生命
身体所有感
運動主体感
離人症
側頭葉 vs. 前頭葉
快楽、痛み
進化生物学
報酬, 目的志向
オート
ポイエーシス
意識の変容
脳損傷, 変性意識体験
VS, MCS, 睡眠
分離脳 現実感
内容
レベル
統一性
時間と空間
GNWT
IIT 予測符号化
+意思決定+作業記憶
他者と社会性
発達
サリエンス
現象学

4. 自由エネルギー
原理
感覚運動
随伴性
NCC
自律性
意識
の理論
知覚
自己
情動
と生命
現実感
固有感覚
側頭葉
vs. 前頭葉
進化生物学
目的志向
情動
エナクティヴ・
アプローチ
予測的処理
内受容感覚
運動主体感

5. 自由エネルギー
原理
感覚運動
随伴性
NCC
自律性
意識
の理論
知覚
自己
情動
と生命
現実感
固有感覚
側頭葉
vs. 前頭葉
進化生物学
目的志向
情動
エナクティヴ・
アプローチ
予測的処理
内受容感覚
運動主体感

6. The history of consciousness study
Science
Behaviorism
1920s
<-> Introspective psychology
1940s
Cybernetics
Gestalt psychology
Ryle
Behaviorism
Cognitive science
Information
Computer analogy
Husserl
Heidegger
Merleau-
Ponty
1960s
Function-
alism
Representa-
tionalism
1990s
The “hard”
problem
Cognitive neuroscience
Monkey SUA & Human fMRI
Neural correlates of consciousness
Enactive
approach
System neuroscience
Monkey SUA
Phenome-
nology
Analytical
philosophy

7. Koch C (2004) The Quest for Consciousness: A Neurobiological
Approach. Roberts, Denver, CO. 邦訳:クリストフ・コッホ 『意識の探求
―神経科学からのアプローチ』 土谷尚嗣訳 岩波書店 (2006年) p.557
意識の神経相関 (NCC)
クリックとコッホ (1990) が提唱 Crick F. and Koch C. (1990) Towards a
neurobiological theory of consciousness.
Seminars in Neuroscience Vol. 2, 263–275.
意識に相関がある神経活動(NCC)とは、
特定の現象としての意識状態を生じさせるのに
十分な最小限の神経活動である
https://en.wikipedia.org/wiki/Neural_correlates_of_consciousness#/
media/File:Neural_Correlates_Of_Consciousness.jpg, CC BY-SA 3.0

8. 意識の神経相関 NCCの探索
「両眼視野闘争」を用いた研究
Tong F, Nakayama K, Vaughan JT, Kanwisher
N. Neuron. 1998 Oct;21(4):753-9.
顔が見えたと報告できた(気づき)
とき側頭葉の顔領域が活動
でもじつは、気づきに関連する活動は
前頭葉、頭頂葉にもある
Lumer ED, Friston KJ, Rees G.
(1998) Science. 280(5371):1930-4.
Schalk G et al (2017) Proc Natl Acad Sci U S A.
114(46):12285-12290.
側頭葉の顔領域を刺激したら顔が見えた
NCCの定義からすれば、
側頭葉の顔領域は「顔経験」の十分条
件になってる。(最小限かは不明)
では側頭葉がNCCか？
Modified from https://en.wikipedia.org/wiki/Frontal_lobe#/
media/File:Lobes_of_the_brain_NL.svg Public Domain

9. 側頭葉+後頭葉説 vs. 前頭葉+頭頂葉説
Lamme VA. (2006) Towards a true neural stance on
consciousness. Trends Cogn Sci. 10(11):494-501.
側頭葉 + 後頭葉 説 (Lamme): 統合情報理論 IITと親和性が高い
フィードフォワード
処理
V1
TE
PFC
PPC
V1
TE
PFC
PPC
ローカルな
リカレント処理
グローバルな
リカレント処理
意識経験なし
意識経験あり
(現象的意識)
意識の報告
(アクセス意識)
Modified from https://en.wikipedia.org/wiki/
File:Skull_and_brain_normal_human.svg CC BY 2.5
V1
TE
PFC
PPC

10. 側頭葉+後頭葉説 vs. 前頭葉+頭頂葉説
Modified from https://en.wikipedia.org/wiki/
File:Skull_and_brain_normal_human.svg CC BY 2.5
V1
TE
PFC
PPC
ローカルな
リカレント処理
グローバル神経
ワークスペースの生成
Subliminal Conscious access
前頭葉 + 頭頂葉 説 (Dehane):
グローバル神経ワークスペース理論
GNWTと親和性が高い
視覚刺激によって後頭葉や側頭葉が活動しただけでは意識に上らない。
視覚情報が(思考や作業記憶に関わっている)前頭葉や頭頂葉に届いて
脳が広域的、持続的に活動したときに意識に上る。
Dehaene S, Changeux JP. (2011) Experimental and theoretical
approaches to conscious processing. Neuron. 70(2):200-27.
V1
TE
PFC
PPC

11. リカレント処理
(Lamme)
意識の理論を統合する
意識本体
現象的意識
意識の「報告」
アクセス意識
Based on: Northoff G, Lamme V. (2020)
Neurosci Biobehav Rev. 118:568-587.
予測処理
(Hohwy)
統合された情報
IIT (Tononi)
グローバルな情報
GNWT (Dehane)
認知的な情報
WM (Baars)
メタ認知的な情報
HOT (Rosenthal)
局所的な情報
意識なし
意識未満
Pre-conscious
意識
Conscious
意識なし
最終的には、なにをconsciousと捉えるかの違い
に帰着するかも。
側頭葉 +
後頭葉 説
(Lamme)
前頭葉 +
頭頂葉 説
(Dehane)

12. NCCの探求プロジェクトは
着々と進んでいる。
ところでこれで意識の問題は
すべてだろうか？
なんか知覚的な側面しか見てなくない？
身体、行動、自己の問題が
抜け落ちてない？

13. 「意識の理論」さまざま
意識の理論には、IITやGNWT以外にも、
自己、行動、身体、社会性の面に着目したものがある。
• 自己: 現象的自己モデル説 (Metzinger)
• 行動: 感覚運動随伴性説 (O’Regan and Noë)
• 身体: Embodied theory (Park and Tallon-Baudry)
• 社会性: Attention schema theory (Graziano and Kastner)
• Anil Seth (2007) Models of consciousness. Scholarpedia, 2(1):1328.
• Northoff G, Lamme V. (2020) Neural signs and mechanisms of consciousness: Is there a potential
convergence of theories of consciousness in sight? Neurosci Biobehav Rev. 118:568-587.
• Graziano MS, Kastner S. (2011) Human consciousness and its relationship to social neuroscience: A novel
hypothesis. Cogn Neurosci. 2(2):98-113.

14. 自由エネルギー
原理
感覚運動
随伴性
NCC
自律性
意識
の理論
知覚
自己
情動
と生命
現実感
固有感覚
側頭葉
vs. 前頭葉
進化生物学
目的志向
情動
エナクティヴ・
アプローチ
予測的処理
内受容感覚
運動主体感

15. 意識の問題を(密接に関連した)二つ
の問題の組み合わせとしてみる
問題1: 「対象のイメージ」とよぶ
心的パターンを、人間の有機体の
内側にある脳が、どのようにして
生み出しているか
問題2: 脳がどのようにして、認識
という行為の際に自己の感覚を生
み出すのか (sense of self in the
act of knowing)
意識と自己
アントニオ・ダマシオ (2018)
意識と自己 (講談社学術文庫)
p.18-19
ダマジオ
トーマス・メッツィンガー (2015)
エゴ・トンネル――心の科学と
「わたし」という . 岩波書店
p.9-10
メッツィンガー
意識の通常状態では、常に経験を
もつ何者かが存在する。
彼の現象的自己モデルによれば、
1) 感情や身体感覚に強固に根差し
ている自分自身の統合された内的
なイメージを私たちはもっている
2) 自分たちの自己モデルをモデル
として経験し、内観的に認識する
ことはできない
3) 私たちは意識的な世界モデルを
貫通して、直接世界の方を見る

16. 第5回: 5/20 「身体的自己意識」(鈴木 担当)
• 身体所有感覚 - ラバーハンド錯覚
• 内受容感覚と自己身体感覚
• 運動主体感 - 自分をくすぐる話
第6回: 5/27 「意識内容の変容」(鈴木 担当)
第7回: 6/3 「現実感覚」(鈴木 担当)
• 変性意識体験: 幻覚剤 - ego, unityの変容
• 共感覚 - 文字-色 共感覚
• 離人症
• 知覚的現実感と感覚運動随伴性(SMC)
身体と環境の相互作用の重要性を強調
意識と自己

17. Seth AK, Suzuki K, Critchley HD. (2012)
Front Psychol. 2:395
予測符号化によって主体性と現実感を束ねる
Figure from Seth et al; CC BY-NC 3.0
外受容
感覚系
(例: 視覚
と骨格筋)
(運動)主体性
存在感
内受容感覚系
(例: 心拍)

18. Seth AK, Suzuki K, Critchley HD. (2012)
Front Psychol. 2:395
予測符号化によって主体性と現実感を束ねる
Figure from Seth et al; CC BY-NC 3.0
外受容
感覚系
(例: 視覚
と骨格筋)
主体性
(運動主体感)
存在感
内受容感覚系
(例: 心拍)

19. 自由エネルギー
原理
感覚運動
随伴性
NCC
自律性
意識
の理論
知覚
自己
情動
と生命
現実感
固有感覚
側頭葉
vs. 前頭葉
進化生物学
目的志向
情動
エナクティヴ・
アプローチ
予測的処理
内受容感覚
運動主体感

20. 第11回: 7/1 「進化生物学的アプローチ」(吉田 担当)
Feinberg and Mallattの説
意識の発生のために必要な機能はなにか
Ginsburg and Jablonkaの説
1) 大域的活動、アクセス性
2) 結びつけ、統一
3) 可塑性、学習、注意
4) 志向性、aboutness
5) 時間的「厚み」
6) 価値、情動、目的(goal)
7) 身体化、行為者性、「自己」概念
1) 同型的表象
2) 情感状態
3) 選択的注意
4) 短期感覚記憶
ファインバーグ, マラット
(2020) 意識の神秘を暴く
脳と心の生命史. 勁草書房
ギンズバーグ,ヤブロンカ (2021) 動物意
識の誕生 生体システム理論と学習理論
から解き明かす心の進化. 勁草書房

21. 意識の萌芽としての情動
ソームズ
マーク・ソームズ (2021)
意識はどこから生まれてくるのか
青土社 p.199
不快
快
生理的な適正状態
我々生き物は生理的に生存可能な範囲を
保ちつづける。(生体恒常性ホメオスタシス)
「身体的欲求」と同様に
「情動的欲求」も調節される。
これが我々の「快、不快」
などの「感じfeeling」を形作る。
(例: 体温、
血中酸素濃度)
ダマジオ
アントニオ・ダマシオ (2019)
進化の意外な順序ー感情、
意識、創造性と文化の起源
白揚社 p.104
古い内界: 変動する生命の調節の世界
• 健康、疲労、快、不快、などで表現
• Valence(感情価)として評価される
• 感情の核となる構成要素をなす
新しい内界: 感覚マップと随意筋
• 生体全体のイメージの構築
• これが主観性の形成において不可欠

22. 自由エネルギー
原理
感覚運動
随伴性
NCC
自律性
意識
の理論
知覚
自己
情動
と生命
現実感
固有感覚
側頭葉
vs. 前頭葉
進化生物学
目的志向
情動
エナクティヴ・
アプローチ
予測的処理
内受容感覚
運動主体感

23. 本日の田口茂講演スライドより
世界
意識
身体
action
perception
主体と環境の根源的循環性
エナクティヴ・アプローチで
３つの要素(知覚、自己、情動+生命)を束ねる

24. 第12回: 7/8 「意識における身体と行為」(吉田 担当)
フランシスコ・ヴァレラ、エヴァン・トンプソン、エレ
ノア・ロッシュ (1991) 身体化された心 仏教思想からの
エナクティブ・アプローチ. 工作舎 (日本語訳 2006)
エナクティヴ・アプローチにおける知覚の定義:
「知覚とは、知覚的に導かれた行為のことである」
Perception consists in perceptually guided action.
身体 世界
mutually
specify
エナクティヴ・アプローチによる知覚

25. 無意識的推論 SMC 説
「見る」とは
感覚運動随伴性の習熟
に媒介された
探索的活動である
吉田正俊， 田口茂 (2018) 自由エネルギー原理と視覚的意識.
日本神経回路学会誌 25 (3), 53-70
「見る」とは
外界の状態を
推定すること
感覚運動随伴性(sensorimotor contingency SMC)説
表象説
「見る」とは
内的表象を
作ることである

26. 第14回: 7/29 「自律性 自己の理論」(鈴木 担当)
自律性をもつシステム
• 自分で自らの境界を決定する (個体性)
• 環境に能動的に働きかけていく(非対称性)
• その活動はシステム自身にとって何らかの意味を持つ (規範性)
エナクティヴ・アプローチからの主体性と自己
Xabier Barandiaran, E. Di Paolo & M. Rohde (2009) Defining
agency: Individuality, normativity, asymmetry, and spatio-
temporality in action. Adaptive Behavior 17 (5):367-386
自律的システムが持つ主体性
が意識の萌芽となる
=> 人工生命的アプローチへ
Figure from Barandiaran et al; CC-BY-SA

27. 自由エネルギー
原理
感覚運動
随伴性
NCC
自律性
意識
の理論
知覚
自己
情動
と生命
現実感
固有感覚
側頭葉
vs. 前頭葉
進化生物学
目的志向
情動
エナクティヴ・
アプローチ
予測的処理
内受容感覚
運動主体感

28. Agent
外界
感覚状態s
内部状態μ
運動状態a
外部状態x
s = ̂
g (x) + ωs
dμ
dt
= − kμ
∂F
∂μ
+ ωμ
da
dt
= − ka
∂F
∂a
+ ωa
x = ̂
f(x, a) + ωx
FEPは感覚運動随伴性の定式化と捉えることができる
Free energy, value, and attractors. Friston K, Ao P. Comput
Math Methods Med. 2012;2012:937860. (CC BY 3.0)
外受容感覚
内部状態の更新
(=知覚)
運動状態の更新 (=行動)
F(q, s) =
∑
x
q(x)
q(x)
p(x, s(a))
: 外部状態についての信念
q(x)
: xとsの関係についての知識
p(x, s(a))
: 内部状態は と を表現する
μ q(x) p(x, s(a))
変分自由エネルギー
自由エネルギー原理で知覚、行動、情動を束ねる

29. Agent
身体
感覚状態s
内部状態μ
運動状態a
外部状態x
s = ̂
g (x) + ωs
dμ
dt
= − kμ
∂F
∂μ
+ ωμ
x = ̂
f(x, a) + ωx
内受容感覚
例: 心拍
自由エネルギー原理で知覚、行動、情動を束ねる
内部状態の更新
(=知覚)
da
dt
= − ka
∂F
∂a
+ ωa
Solms M (2019) The Hard Problem of Consciousness
and the Free Energy Principle. Front. Psychol. 9:2714.
F(q, s) =
∑
x
q(x)
q(x)
p(x, s(a))
変分自由エネルギー
: 外部状態についての信念
これを推定値と分散に分けたとき、
精度 = 1/分散 = Affect (アフェクト)
q(x)

30. 本日の田口茂講演スライドより
でもFEPには「身体と世界の含みあい」がない
世界
意識
身体
action
perception
主体と環境の根源的循環性
世界
身体
身体と世界の含み合い
主体と環境、身体と世界
の双対性(duality)
=> 圏論的な問題？
フリストンは情報幾何を使って
Markovian monismを提唱している。
立場は違うが関連している。
Friston, K.J.; Wiese, W.; Hobson, J.A. Sentience and
the Origins of Consciousness: From Cartesian Duality
to Markovian Monism. Entropy 2020, 22, 516.

31. 自由エネルギー
原理
感覚運動
随伴性
NCC
自律性
意識
の理論
知覚
自己
情動
と生命
現実感
固有感覚
側頭葉
vs. 前頭葉
進化生物学
目的志向
情動
エナクティヴ・
アプローチ
予測的処理
内受容感覚
運動主体感

32. 宣伝
今日は自由ネルギー原理については
あまり踏み込みませんでしたが、
興味がある人はこちら：

33. 脳の自由エネルギー原理：実装と検証 国際ワークショップ
日時：12/13(月)・12/14(火)
場所：オンライン（要登録）
https://sites.google.com/view/free-energy-workshop
•12/13 (月)
•13:00 - 15: 30 チュートリアル(日本語)
•講義 吉田正俊 (北大)
•16:05 - 20:00 国際シンポジウム(英語)
•磯村拓哉 (理研BSI)
•岡本仁 (理研BSI)
•Beren Millidge (Oxford大)
•Rafal Bogacz (Oxford大)
•12/14(火)
•13:00 - 15: 30 チュートリアル(日本語)
•R演習 吉田正俊 (北大)
•15:40 - 20:30 国際シンポジウム(英語)
•本田直樹 (広島大)
•Miguel Aguilera (Sussex大学)
•谷淳 (OIST)
•雨森賢一 (京都大)
•Rosalyn Moran (King's College)