○前回から続く…… （第９回）
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[19: 外界でどういう順番で物事が起きたかを知るために] |
○どういうことですか？
■例えば聴覚系というのは最初の段階の方は時間解像度が非常に高いんですよ。大脳皮質の方に上がっていけばいくほど、時間解像度がだんだん落ちていきます。大脳皮質というのは１秒間に10回とか20回くらいまでの変化にしかついていけなくなっているんですね、聴覚野の信号というのは。ということは100ミリ秒とかそのぐらいの解像度になっているわけですよね。
○ふーん。 ■ところが、例えば５ミリ秒で高い音と低い音が出されたときに、その順序というのが非常に正確に分かるというのはどういうことなんだという話です。それは時間分解能がまだ高いレベルの段階で、その順番を順番として、時間的なタイミングとしてではなくて、全然違う形の情報として符号化しているからではないかということなんですよ。もっと具体的に言うと周波数の変化の方向として符号化していると。
○ベクトルみたいな表現で、空間に張り付けているような感じですか？
■そうです。要するに、周波数の中で上向きに変化したとか下向きに変化したということに対してセンシティビティーのあるニューロンというのはたくさんあるんですけど、上向きの変化とか下向きの変化として、ひとたび符号化してしまう。つまり、まず１つのグループにして、その中への変化のパターンとして１つの符合にしてしまうわけです。その１つの符合が下、上という順番を表しているわけですね、表しているという意味では。
ひとたびそういうふうに表されてしまうと、今度はそれがどういう段階に送られていっても、例えば上の段階で、もう時間的な解像度は怪しいから発火するタイミングが前後してきますと。しかし、こう傾いていますよという中身は伝わっていくわけですよ。
○なるほど、そこは分かりました。
■それを証明するような実験をやったりしてます。
その実験もそうなんですけど、どういうことかというと、例えば郵便みたいなアナロジーで考えると、東京に日本全国各地から郵便を出しました、例えば何日で締め切りですよというときに出します。でも、受け取り側で相前後して受け取っても、それぞれの人がいつ投函したかというのは、そこからは分からないわけですよね。
だから、脳の立場になってみれば、あるところに神経活動の信号が届きましたといったって、それは東京の郵便局がその事務所に配送してきたタイミングにすぎなくて、いつその人が投函したか、あるいはいつ中身の仕事を仕上げたかということに関しては分からないわけですね。ある程度、相関はあるにしても、１日や２日ずれている可能性がある。
○ふむ。
■我々の脳が直面している問題というのはまさにそれで、本当に知りたいのは外界でどういうふうな順番で物事が起きたかということですね。
ところがそれで観測できるデータというのは、まず外界での撹乱が入ります。例えば視聴覚のタイミングを判断する場合。これはまたちょっと後でお話ししますけど、視聴覚のタイミング判断を考えると、例えば花火だって音は１秒間に340メートルしか進まないわけです。
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[20: 外界でのずれと脳内でのずれを補償する] |
○ああ、あの話ですか。産総研が昨年、発表していたやつですか？
http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2003/pr20030227/pr20030227.html
■あれはちょっと違う。
○あれとはまた違うんですか。
■外界でもそれだけずれがありますよということもあるけれども、それで話は済まない。産総研の話は外界のずれだけの話なんですけど。我々の話は違います。
○どんなふうに違うんですか。
■花火の話は、外部で例えばそういう撹乱が入りますよというのはいいんですけど、同じような問題というのは脳内でもあるわけです。
要するに頭の中でのそういう神経系の伝達速度というのは、視覚と聴覚では数十ミリ秒ズレます。
例えば、脳のあるところで視聴覚のタイミングを判断しようとしたときに、例えばＶ１という第１次視覚野に網膜から情報が到達するのにだいたい50ミリ秒ぐらいかかるだろうと。聴覚側は逆に20ミリ秒程度で済むということになって、そうすると少なくともそこに30ミリ秒ぐらい差がある。
○なるほど。
■しかもそこで話が終わるわけじゃなくて、さらに動きを分析するところとか色を処理するところ、いろいろなところに情報がどんどん送られていくときに、さらに何十ミリ秒か、かかってくる。
しかも、そのかかる時間というのはアテンションだとか刺激の強さとか、そういうファクターによってどんどん変わってくる。だとすると、結局、外で数十ミリ秒とか数百ミリ秒で変わる。脳内でもそういうズレとほぼ同程度のズレが加わる。それが加算されたものが、要するに手掛かりとして与えられているという状況です。
○なるほど。
■脳がやりたいのはあくまでも、脳内のどこかでのタイミングを測りたいわけではなくて、目と耳のところでのタイミングを測りたいわけでもなくて、あちらで何が起きたのかということを測りたいわけです。
だから、さっきの郵便と同じようなシチュエーションになっていて、結局、この人とこの人はどちらが先に郵便の中身の原稿を書いたのかということを推定したいとするときに、ここに届いたタイミングで見てもしょうがなくて、消印なんていうわけですけど、消印といっても、それはそこの郵便局に投函されたタイミングにすぎない。だから目に入ったところと、耳に入ったところが仮に分かったとしても、それでは外界でのズレを補償することはできても、まだ話はそれだけでは済んでないわけですよ。
○ふむ。
■産総研の人たちの話というのは、外界でのずれを距離知覚で補償するという話なので、脳の中のズレに関しては考えていないわけですね。それに対して、外部と内部、トータルのズレにどう対処するかというところが１つ問題であるよと。その問題に対していろいろな対処方法が考えられて、１つはさっき言ったようにローカルな情報の中に含まれた、例えば郵便物の中にタイミングが表されたような手掛かりが入っていればいいわけです。何がいいですかね、そのときにやったに違いないと思われるようなデータ。例えばインタビューのテープに背後で、そのときにやっていたテレビ番組が偶然録音されているとか。つまりローカルな観測の中で使えるような関係性の情報というのは、そのままどんなにたらい回しされようが、それはもう完全に分かりますよね。
○ええ。
■だからさっき言った聴覚の話で、聴覚の中で最初の方の段階で、周波数の変化というふうなローカルな関係性として符号化された情報というのは、その後いかに時間的にいいかげんなプロセスを通っていっても、結局中身としては非常に正確なタイミング情報が保たれているわけですね。
○ふーむ。
イメージとしてはこんな感じでいいんですか。ゼロから始まって、01、02、03でこういうふうになっていくという感じだとすると、「01」というその数字を見ているわけじゃなくて、変化の仕方をあるパターンで表現していて、それとそれを照らし合わせて視覚と聴覚をマッチングさせてと、そういう感じですか？
■いや、さっきのは視覚と聴覚をマッチングする前の話、聴覚だけの話です。視聴覚のマッチングの方はまた別問題で、これは視覚と聴覚の間のローカルな関係性というのは符号化しようがないわけですね、目と耳と入り口が違うから。そこら辺はかなり最初の方の経路というのは独立なので、それを同時に符号化することはできない。だけど今度はある程度の範囲の刺激の分布というものを参照することはできると。
○なるほど。
■例えばイベントが１発ならどうしようもないんですけど、ある程度、続けて来ていると。それが一定の時間ずれを伴っている場合には、それはたぶん伝送経路に由来するものであるに違いない。そこで、同時の基準点をそっちの方向に移していけば、ある程度、ズレが相殺できるかもしれない。つまり、与えられてくる情報の中の統計的な構造に基づいて、今の同時点を推定し続けてやろうと。
○相関を無理やり取ってやる？
■そうですね。それに近いこと、つまり視聴覚の間の同時性というものは固定的なものじゃなくて、その都度、その都度、与えられてくる情報の構造に応じて、常に校正され続けているようなものなのじゃないかという話ですね。
○面白いですね。それは相互相関を取るようなバイモーダル・ニューロンか何かがあるんですか。
■それが非常にポイントで、あるかもしれないと思っています。でもそこは全然、証明できている話じゃない。
○仮にこれじゃないのとかいう神経が見つかったら、潰してやれば無茶苦茶になったりするんでしょうかね。
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[21: 残行] |
■ただ、あってもおかしくはないのかなというのは、我々がやったのは残効が出るんですよ。
○残効？
■残効というのは視覚の話でもよく出ていますけど、ある一定の刺激にさらされると、その後でニュートラルなものが逆方向に知覚される。今の話で言えば、例えば視覚が常に先、視覚・聴覚、視覚・聴覚というふうになると、同時のものが逆の方向にずれるということですね。
○同時だと逆。ああ、常にそれが来ると。
■むしろ同時だと逆に聴覚の方が先に聞こえてしまうと。
だから、そういうふうな残効が起こることというのは、だからといって必ずそう言えるわけじゃないけれども、何らかのそういうものに対して、センシティビティーを持つようなニューロンがあるということの証拠であると伝統的に考えられてきたんです。
なぜなら、そういうニューロンの活動量が同じ刺激に対してさらされることによって下がってきて、そうじゃない方にチューニングしているものとの相対的な関係が狂うことによって、そういう残効が表われるんじゃないかと。
○ああ。
■だから、例えば運動残効というのが一番いい例で、右向きの動きをずっと見て、止まっているものを見たら左向きに動きますよという錯覚ですが、これは右向きに応答するニューロンと左向きに応答するニューロンというのがあって、右向きの動きをずっと見ているうちに右向きのニューロンの活動が下がってきて、結果的に止まっているものを見ても相対的に右向きのニューロンの活動の方が高くなると。
○はい。滝をずっと見ていると、止まっているものが上にあがっていくような感じがするというヤツですね。
■こんなふうな説明が昔からよく行われてきていて、すべての残効現象がそうであるとは言えないんですけれども、ある意味ではそういう時間のズレというものに対して、センシビリティーを持つようなニューロンというものの存在を示唆しないではないという程度の意味ですね。
もっと一般的な枠組みとしては、視覚と聴覚が一定の時間ずれているというその入力信号の分布に対して適応しているということまでは言えるんでしょうけど、その適応がそのバイモーダル・ニューロンの順応で起きていますよということまでは、現段階では言い切れない。言い切れないですけど、そういう可能性はもちろんないわけではないと。
○なるほど。
○次号へ続く…。
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