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2019年2月28日木曜日

脳は作って使えばわかる(実装主義)

先日投稿した記事【脳は作ればわかる】の続きです。

先日の記事では、『LSI(大規模半導体集積回路)が、これまでの神経科学の手法では理解できないだろう』という批判に対して、「作ればわかる」という主張をしました。

この主張には、大事な続きがあります。

これまでの神経科学の主要な流れは、神経細胞を見ることにありました。形態を見たり、活動を見たりの、データ観測(実験)です。これに対して、近年別の潮流として「作る」が重要視されています。いわゆるモデル研究(理論)です。「見る」と「作る」のキャッチボールがなされたときに、神経科学は大いに進むことに違いありません。

でも、まだ不足しているポイントがあります。それは「使う」という概念です。

例えば、LSIを完全に復元できたとしても、実際に使って見なければ、その機能や性能はわかりません。LSI上で動いているOSやアプリを復元する必要がありますし、なによりも、そこに何が入力され、何が出力されるのかを再現しないといけません。つまりハードウェア上を流れる「情報」を再現する必要があるのです。

脳は孤独なハードウェアではありません。常に環境から感覚情報が入力されており、独特な主観的世界を作り出し、身体を通じて運動としての出力を行い、さらにその出力は感覚情報に影響を与えています。これまで心理学が取り扱ってきたような、情報の中身までを、現実に即した形で再現する必要があるのです。

昨年発表した論文では、「作る」だけではなく「使う」をかなり意識しました。
「Illusory Motion Reproduced by Deep Neural Networks Trained for Prediction」

この論文では人工的に作り上げたモデル脳に、実際にヒトが見るであろう「景色」を入力しています(下の動画参照:First-Person Social Interactions Datasetからの引用)。頭の上にカメラを付けて、ただただディズニーランドをうろうろ歩いて撮った動画ですが、これこそがヒトの脳にとって自然に近い入力情報となります。



その上で、ネットワークが作り出すアウトプットと、ヒトが実際に経験している「知覚体験」と一致するかどうかを検証します。この論文では「錯視」を使いました。あくまでもヒトがリファレンスです。

もちろんまだまだ穴だらけの研究です。本当に現実に即した情報のやりとりを再現するには、やるべきことが山積みです。それでも、この先「見る」「作る」「使う」の三位一体がなされていくなら、神経科学は飛躍的に発展すると信じています。

公共事業でいうところの「箱モノ」を考えていただければよいかとおもいます。どれだけ立派な建物を建てたところで、使わなければ意味がありません。コンサートホールの価値は、そこで何が演奏されるかにかかっているのです

2019年1月31日木曜日

脳は作ればわかる(実装主義)

この記事
https://rmaruy.hatenablog.com/entry/2019/01/29/225106
とてもよく議論されてます。

ただ、
一点足りないのは【作ればわかる】という観点です。

この記事の『LSI(Large Scale Integration、大規模半導体集積回路)が、これまでの神経科学的方法では理解できないだろう』は至極真っ当な意見です。LSIを顕微鏡で観察してもLSIの動作原理は理解しがたいことでしょうし、LSIに電極を刺して電気特性を観察したとしても、理解への道筋が困難を極まるのは容易に想像できます。

この意見に対しての反論として「作ればわかる」を推しておきます。LSIがどれだけ複雑怪奇な代物であったとしても作ることができれば理解したことになります。これまで神経科学が「作る」という手法を主流にしてこなかっただけです。時代はかわりました。「作る」という方法論を従来の観察に加えることで、「見る」と「作る」の間で相互循環が始まっています。

最近おもうのですが、これまで多くの脳科学を研究する者に欠けていたのは「当事者意識」のような気がします。自分たち自身が観察対象になっているという事実です。人間とは面白いもので、今目の前で観察対象としている脳と、観察している自分の脳を切り離して考えることができます。脳を本気で知ろうとするとき、この安全装置が邪魔になります。いまのいままで「作る」を妨害していたのは、技術的問題だけではありません。

ディズニーランドは極めて精巧に世界が閉じています。入場者はディズニーランドにいるあいだ外界と遮断され、ディズニーランドが奏でる物語に浸りきって暮らすことができます。だからこそ楽しいのです。人は皆それぞれの物語を大切にしているディズニーランドの住人といえます。科学者といえど人間です。自分の大切な物語に傷をつけようとする行為には、どのような理屈をつけてでも反抗します(僕はディズニーランド効果と呼んでいます)。

本来、科学者というものは、ディズニーランドの外にいて「そこはディズニーランドですよー!」と呼びかける無粋な人たちです。科学者は人間が作り上げたディズニーランドが偽物の世界であることに気づいてしまった人たちです。

科学者は真実の世界を知るために施設の外に出てしまったのです。そこには共通のルールも倫理すらもないのでとても孤独な世界です。でも、その代償として無限の自由を手に入れることができます。なんの足かせもない世界で、ディズニーランドでは気が付くことのできない真実を発見することができます。だからこそ、科学が突き付ける真実はいつも無粋です。

しかしそうは言っても、科学者も人の子。大なり小なりディズニーランドの住人を脱することはできていません。時には、ディズニーランド効果という言葉にピンとこない可能性すらあります。

川端康成がノーベル賞受賞記念講演で一休和尚の言葉として引用した「仏界入り易く、魔界入り難し」。仏の道に入り、仮に仏の教えを知ったところで悟りきれない、その先にはさらに正体不明の闇である魔界が待つとされています(本来の魔界の意味とは異なります)。真の文学者はそこまで踏み込んでいかねばならない、すべての世界を描ききることを文学の使命とした川端の重い言葉であり、川端文学の神髄を現しています。魔界とは、ディズニーランドの外の世界のことかもしれません。

はたと、一部の科学者がこの事実に気がつき、本気で脳を作り始めたとき、神経科学や脳科学は急激な進歩を始めるのかもしれません。


Yasunari Kawabata (Wikipedia)

この記事には続きがあります。

【脳は作って使えばわかる】
https://eijikiwako.blogspot.com/2019/02/blog-post_28.html