まず単純な一文から始めよう。先週、ジョー・バイデンがウラジーミル・プーチンとスクラブルの対戦で勝った。
確かに、これは奇妙な発想ではあるが、研究者によれば、脳が新しい思考をどのように構築するかのおかげで、人間は容易にその意味を理解できるという。
ポストドクトラル研究員のスティーブン・フランクランド氏と心理学教授の ジョシュア・グリーン氏と共同執筆した新たな研究は、 隣接する二つの脳領域が、変数とその変化する値を表すシリコン製コンピューターの演算を模倣した一種の概念の代数を用いて、人間が新しい思考を組み立てられることを示唆している。本 研究 は、9月17日付の論文で詳しく説明されており、掲載誌は Proceedings of the National Academy of Sciences。
「人間の認知における大きな謎の一つは、脳がどのように考えを取り入れ、新たな形で組み合わせて新しい思考を形成するのかということだ」と、本研究の筆頭著者であるフランクランドは語った。「たとえその状況を一度も考えたことがなくても、ほとんどの人は『ジョー・バイデンがウラジーミル・プーチンにスクラブルで勝った』という文を理解できる。プーチンが誰で、バイデンが誰か、スクラブルとは何か、そして勝つとはどういう意味かを知っていれば、これらの概念を組み合わせて文の意味を理解できるからだ。それは基本的でありながら、驚くべき認知能力だ。」
しかし、そのような思考はどのように構築されるのだろうか。ある理論によれば、脳は概念変数を表現することでこれを行うという。概念変数とは、「何がなされたのか？」「誰がそれをしたのか？」「それは誰に対してなされたのか？」といった、意味に関する繰り返し現れる問いへの答えである。たとえば「バイデンがプーチンに勝つ」といった新しい思考は、「勝つこと」を行為変数の値、「バイデン」を「行為者」変数（「誰がそれをしたのか？」）の値、「プーチン」を「被行為者」変数（「それは誰に対してなされたのか？」）の値とすることで構築できる。フランクランドとグリーンは、そのような心的統語を符号化している脳の特定の領域を初めて指摘した。
「これは長らく認知科学における中心的な理論的議論であり、脳がこのように機能しているというのはかなり確かな見込みに思えてきたものの、それを直接支持する実証的証拠はほとんどなかった」とフランクランドは述べた。
機能的磁気共鳴画像法（fMRI）を用いて、学生たちが「The dog chased the man」や「The man chased the dog」といった単純な一連の文を読んでいる間の脳をスキャンした。
そのデータを踏まえ、二人は次にアルゴリズムを用いて、「dog」および「boy」に対応する脳活動のパターンを特定した。
「私たちが発見したのは、左上側頭葉に二つの領域があるということです。一方は頭の中心寄りに位置し、行動を行っている者、すなわち行為者に関する情報を保持しています。」とフランクランドは述べた。「そのすぐ隣にあり、耳に近い位置にある領域は、被行為者、つまり行為の対象となった者に関する情報を保持しています。」
重要な点として、フランクランドは付け加えた。脳は複数の文にわたって同じパターンを再利用しているようであり、これらのパターンが記号として機能していることを示唆している。
「そのため、私たちは『the dog chased the boy』や『the dog scratched the boy』と言えるかもしれないが、新しい動詞を用いても、アルゴリズムは『dog』のパターンを行為者として認識できる」とフランクランドは述べた。「これは重要です。なぜなら、これらの記号が、新しい思考を組み立てるために何度も繰り返し使われていることを示唆しているからです。さらに、思考の構造が脳の構造に体系的な形で対応していることもわかりました。」
思考を新たに組み立てるために、繰り返し使える一連の概念を用いるこの能力は、人間の思考を独特で、かつ独自に強力なものにしている要因の一部をなしているのかもしれない―。
「この論文は言語に関するものです」とグリーンは述べた。「しかし、それ以上のものだと考えています。人間の思考がどのように機能するかについて、より一般的な謎があるのです。」
「人間の思考をこれほど強力にしているのは、事実上無限の数の思考を形成するために使える概念のライブラリーを私たちが持っていることです」と彼は続けた。「地球上の他のどの生き物にとっても、人間が行う複雑な行動には膨大な訓練が必要でしょう。人間は、一連の概念を読んだり聞いたりするとすぐに、それらを組み合わせて新たな考えを形成できるのです。」
知覚のモデルが処理階層の最上位により複雑な表現を置くのとは異なり、フランクランドとグリーンの研究は、思考を形成するために概念の構成要素を動的に組み合わせることに依拠する高次認知のモデルを支持している。
「『ジョー・バイデンがウラジーミル・プーチンにスクラブルで勝った』と誰かが言うのを待っているだけのニューロン群が存在するはずがありません」とグリーンは述べた。「つまり、その場で意味を形成する別のシステムが存在しなければならず、それは非常に柔軟で、非常に迅速で、非常に正確でなければなりません。」さらに彼は、「これは私たちがまさに理解し始めたばかりの、人間の知能の本質的な特徴です」と付け加えた。
本記事は ハーバード・ガゼットとの協力により掲載されたものです。掲載は、世界経済フォーラムが見解を支持していることを意味するものではありません。
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執筆者：ピーター・ルーエルはハーバードのスタッフライターです。
画像：株式トレーダーがフランクフルトのドイツ証券取引所で株価を確認している。 REUTERS/Kai Pfaffenbach
