京都大学大学院情報学研究科が迷路ゲームに取り組むときの脳活動から次に見えてくるシーンの予測を読み取ることに成功した。シーンの予測は誤りも含まれるため、今回の研究は『記憶違い』や『思い込み』も読み取ることを成功したことを意味する。

石井信 情報学研究科教授らのグループは、国際電気通信基礎技術研究所との共同研究で、迷路ゲームに取り組むときの脳活動から次に見えてくるシーンの予測を読み取ることに成功しました。

『自分が今どの場所にいるか』という情報は海馬の場所細胞と呼ばれる場所に保存されることが知られている。2009年の研究では既にヒトに対しても脳波を読み取るだけで被験者の立っている場所(バーチャルではあるが)を特定することに成功している。

しかし『これから向かう場所の予測』はどのような仕組みになっているかは明らかになっていなかった。

頭に浮かべた地図を脳波から再現

研究者は被験者にfMRI装置内で上図のような7×7マスの迷路ゲームを解いてもらった。知っている人は名作ゲーム『ウィザードリィ』を思い出してもらうとイメージがしやすいだろう。ただこのゲームは突然ワープすることも天井から岩が落ちてくることもないが。

まず7×7マスの地図と地図内の自分の位置と進行方向が表示される。その後その迷路に自分が立っているというシミュレートをした画像が表示され、コンピュータが勝手に3マス分(上図で言えば進行方向に対して真っ直ぐ、左、真っ直ぐというように)進み、次のシーンにどのような映像が浮かぶかを当てて(予測して)もらう。

予測した時の脳波のパターンをスパースロジスティック回帰法というパターン判別法を使い読み取ったところ、前頭葉内側部・上頭頂小葉において正解者と不正解者では違うパターンが示されることがわかった。このことから正解者の脳波のパターンがわかっていれば不正解者がわかること、前頭葉内側部・上頭頂小葉では『思い込み』もを含んだ予測が示されることがわかった。

また、読み取ったパターンから地図の復元を行ったところ復元した地図が全体として7割程度の復元度を示し、個々人で見ればゲームの正解率に比例して復元度が高いという結果が出た。脳に浮かべていた地図を脳波から7割程度ならば再現できる、というわけだ。

思考を読み取ることも可能に?

脳波から思考を読み解く研究は既にいくつか行われており、脳波から見たものを高精度で再現することにも既に成功している。だが、今回の研究は『見たもの』だけでなく『見ていない』間違いのシーン、つまり『頭のなかにしかないシーン』をも読み取ったことを意味する。

今回の研究を進めていけば『脳波を読み取るだけで相手の考えていることがわかるようになる』ことを期待してしまうが、それが実現するのはもう少し先になりそうだ。

たとえば、経路積分を生み出した物理学者リチャード・P・ファインマンは彼の逸話を集めた著作の中で『時間を数えながら本を読むことができるが言葉を話すことができない人』と『時間を数えながら言葉を話すことはできるが本を読むことはできない人』がいることを発見したということを書いている。これは時間を数える時に『頭の中で声に出して数を数える人』と『頭の中で文字が現れてそれを読み取って数を数える人』がいるためだったわけだが『時間を数える』という行為一つ取っても脳の中で全く違う現象が起きていることを意味している。

残念ながら人の思考は今回の実験のようにシンプルにはできていない。今回の実験はかなり限られた状況下での予測が脳のどの場所で行われているかがわかった、というくらいに考えておくのが懸命かもしれない。

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もっとわかりやすく言うのなら『今日は目玉焼きが食べたい』と思った時に『目玉焼き』という言葉が浮かぶか『目玉焼き』という絵が浮かぶか人によって違う、でもいいかもしれない。

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ただそれでも今回の研究は興味深い。是非とも次回は被験者にウィザードリィをプレイしてもらい、ワープポイントや回転床を踏んでマップがわからなくなってから再び自分がどこを歩いているのか把握した瞬間、どのように脳の地図の再配置が行われるのかを解析してもらいたいと思う。

REFERENCE:

Shikauchi, Yumi, and Shin Ishii. “Decoding the view expectation during learned maze navigation from human fronto-parietal network.” (2015).

Shikauchi, Yumi, and Shin Ishii. “Decoding the view expectation during learned maze navigation from human fronto-parietal network.” (2015).

http://www.nature.com/articles/srep17648

脳活動から予測したシーンを解読 -予測の間違い「思い込み」も明るみに- — 京都大学

http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2015/151203_1.html

脳の活動パターンから「空間記憶の読み取り」に成功 WIRED.jp

http://wired.jp/2009/05/27/%E8%84%B3%E3%81%AE%E6%B4%BB%E5%8B%95%E3%83%91%E3%82%BF%E3%83%BC%E3%83%B3%E3%81%8B%E3%82%89%E3%80%8C%E7%A9%BA%E9%96%93%E8%A8%98%E6%86%B6%E3%81%AE%E8%AA%AD%E3%81%BF%E5%8F%96%E3%82%8A%E3%80%8D%E3%81%AB/