北海道大学 大学院共通授業科目「意識の科学入門2021」補足資料

2021年度の1学期に北海道大学 大学院共通授業科目として「意識の科学入門」を開講します。

このページでは北大のシラバス検索システムに掲載されている情報に対して、それを補足する資料を掲載します。

本講義は今年度はじめて開講されます。以下の資料は今後もアップデートされてゆきます。履修選択の 資料として活用してみてください。

更新履歴:

  • 2021年2月11日 公開
  • 2021年2月13日 講義詳細を更新

[基本情報]

  • 科目名: 大学院共通授業科目（一般科目）：複合領域
  • 講義題目: 意識の科学入門
  • 担当教員: 吉田 正俊 (人間知・脳・AI研究教育センター)、鈴木 啓介 (人間知・脳・AI研究教育センター)、宮原 克典 (人間知・脳・AI研究教育センター)
  • 開講年度: 2021
  • 期間: 1学期
  • 毎週木曜日3限 (13:00-14:30)
  • 4/15-8/5まで15回の予定
  • 教科書: 指定なし
  • 参考図書、参考文献は以下の講義詳細に講義ごとに記載します

[授業の目標]

意識とはいったいなんだろうか？どうしたら意識を科学的に解明することができるだろうか？この問いは生命の起源や宇宙の起源と並んで重要な問題であるにも関わらず、国内の大学の講義で取り上げられる機会は非常に稀だった。しかし近年の意識への神経科学的アプローチの興隆によって多くの知見が蓄積されており、系統だった講義を立ち上げることが可能となっている。また、意識の研究は本質的に学際的な側面を持っており、意識の研究に興味があるけれどもどこから始めればよいかわからない、といった学生のニーズも多く聞くようになっている。本授業科目では、1) 意識の科学的解明についてこれまでの知見を体系的にまとめるとともに、2) これからの意識研究の指針となるようないくつか重要な視点について伝えることを目指す。

[講義概要]

Part 1: 意識の科学における各種知見
  • 第1回: 4/15(木) 「序論 - 意識を研究するとはどういうことか」(吉田正俊 担当)
  • 第2回: 4/22(木) 「知覚的気づき」(吉田正俊 担当)
  • (4/29(木)祝日休み)
  • 第3回: 5/6(木) 「意識と注意」(吉田正俊 担当)
  • 第4回: 5/13(木) 「脳損傷による意識経験の変容」(吉田正俊 担当)
  • 第5回: 5/20(木) 「身体的自己意識」(鈴木啓介 担当)
  • 第6回: 5/27(木) 「意識内容の変容」(鈴木啓介 担当)
  • 第7回: 6/3(木) 「現実感覚」(鈴木啓介 担当)
Part 2: 意識の理解への道
  • 第8回: 6/10(木) 「心理物理学的アプローチ」(吉田正俊 担当)
  • 第9回: 6/17(木) 「神経科学的アプローチ」(吉田正俊 担当)
  • 第10回: 6/24(木) 「進化生物学的アプローチ」(吉田正俊 担当)
  • 第11回: 7/1(木) 「意識の理論」(吉田正俊 担当)
Part 3: 意識の解明に向けて
  • 第12回: 7/8(木) 「意識における身体と行為」(吉田正俊 担当)
  • 第13回: 7/15(木) 「現象学的アプローチ」(宮原克典 担当)
  • 7/22(木) (祝日 休み)
  • 第14回: 7/29(木) 「自律性 自己の理論」(鈴木啓介 担当)
  • 第15回: 8/5(木) 「自由エネルギー原理と視覚的意識」(吉田正俊 担当)

[各回の講義についての詳細]

第1回: 4/15(木) 「序論 - 意識を研究するとはどういうことか」(吉田正俊 担当)

  • 意識を研究するとはどういうことか
    • 目に写っているものすべてを経験しているわけではない: MIB, CB, and fading
    • 意識の定義とは？
  • 意識のハードプロブレム
    • 哲学的ゾンビ
    • 逆転スペクトラム
    • 現象的意識とアクセス意識
  • 意識研究の見取り図
    • 生物学的アプローチと計算論的アプローチ
    • 本講義の立ち位置
  • 第2-15回のダイジェスト

参考文献

  • Searle, J.R. (1998). How to study consciousness scientifically. Philos. Trans. R. Soc. B Biol. Sci. 353, 1935–1942.

第2回: 4/22(木) 「知覚的気づき」(吉田正俊 担当)

  • Bistable perception: 両眼視野闘争
  • Near-threshold stimuli
  • Neural correlates of consciousness (NCC)

参考文献

  • Quiroga, R.Q., Reddy, L., Kreiman, G., Koch, C., and Fried, I. (2005). Invariant visual representation by single neurons in the human brain. Nature 435, 1102–1107.
  • Logothetis, N.K. (1998). Single units and conscious vision. Philos. Trans. R. Soc. London. Ser. B Biol. Sci. 353, 1801–1818.

第3回: 5/6(木) 「意識と注意」(吉田正俊 担当)

  • 注意とは
    • Overt attention vs. covert atteion
    • Top down attention vs. bottom-up attention
  • 注意に関わる脳回路
    • Dorsal and ventral attention networks
  • 視覚サリエンス
    • 視覚サリエンスに関わる脳回路
  • 意識と注意
    • ポズナー課題
    • 両眼視野闘争

参考文献

  • Veale, R., Hafed, Z.M., and Yoshida, M. (2017). How is visual salience computed in the brain? Insights from behaviour, neurobiology and modelling. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. 372, 20160113.
  • Watanabe, M., Cheng, K., Murayama, Y., Ueno, K., Asamizuya, T., Tanaka, K., and Logothetis, N. (2011). Attention But Not Awareness Modulates the BOLD Signal in the Human V1 During Binocular Suppression. Science (80-. ). 334, 829–831.

第4回: 5/13(木) 「脳損傷による意識経験の変容」(吉田正俊 担当)

  • 意識内容の変容
    • (Split brain)
    • 2つの視覚経路説
    • 盲視
    • (Akinetopsia)
    • 半側空間無視
  • (意識レベルの変容)
    • VS and MCS
    • Locked-in syndrome

参考文献

  • Goodale, M.A., Milner, A.D., Jakobson, L.S., and Carey, D.P. (1991). A neurological dissociation between perceiving objects and grasping them. Nature 349, 154–156.
  • Corbetta, M., and Shulman, G.L. (2011). Spatial neglect and attention networks. Annu. Rev. Neurosci. 34, 569–599.

第5回: 5/20(木) 「身体的自己意識」(鈴木啓介 担当)

  • 脳の中の身体
    • ペンフィールドのホムンクルス（一次体性感覚野）
    • 視覚と触覚の相互作用（多感覚統合野）
  • 身体所有感覚
    • 幻肢痛・体外離脱体験
    • ラバーハンド錯覚・VRによる全身所有感の錯覚
    • 内受容感覚と自己身体感覚
  • 運動主体感と自由意志
    • 自分で自分をくすぐれない？
    • WegnerのApparent Mental Causation
    • コンパレータモデル
    • 運動主体感の客観的計測手法（Intentional Binding, Sensory Atteunuation）
  • 自己の中の他者
    • 他者の身体の取り違え（ソマトパラフレニア）
    • ミラータッチ共感覚・ミラーペイン
    • ミラーニューロン・ミラータッチニューロン
  • 意識と自己
    • 身体的自己意識
    • 主観(subject)と客観(object)の間
    • 意識に自己は必要か？

参考文献

  • Botvinick & Cohen (1998). Rubber hands “feel” touch that eyes see. Nature, 391(756)
  • Moore & Obhi (2012). Intentional binding and the sense of agency: A review. In Consciousness and Cognition (Vol. 21, Issue 1, pp. 546–561).
  • Ward & Banissy (2015). Explaining mirror-touch synesthesia. In Cognitive Neuroscience (Vol. 6, Issues 2–3, pp. 118–133).
  • Blanke & Metzinger (2009). Full-body illusions and minimal phenomenal selfhood. Trends in Cognitive Sciences, 13(1), 7–13.

第6回: 5/27(木) 「意識内容の変容」(鈴木啓介 担当)

  • 変性意識体験
    • 変性知覚体験
    • Ego dissolution / Sense of Unity
    • 変性意識体験のメカニズム
  • 共感覚
    • グラフィンカラー共感覚
    • Aphantasia
  • 催眠・暗示
    • 催眠にかかりやすい人とかかりにくい人
    • 神のヘルメット・プラセボ
    • Phenomenological Controlと心理学の危機
  • 知覚体験とAI
    • 人工知覚システム
    • Hallucination Machine
    • 計算論的現象学

参考文献

  • Swanson (2018). Unifying theories of psychedelic drug effects. In Frontiers in Pharmacology
  • Bor et al. (2014). Adults can be trained to acquire synesthetic experiences. Scientific Reports, 4(1), 1–8.
  • Lush et al. (2020). Trait phenomenological control predicts experience of mirror synaesthesia and the rubber hand illusion. Nature Communications, 11(1), 1–10.
  • Suzuki et al. (2017). A Deep-Dream Virtual Reality Platform for Studying Altered Perceptual Phenomenology. Scientific Reports, 7(1), 15982.

第7回: 6/3(木) 「現実感覚」(鈴木啓介 担当)

  • 現実感とは？
    • 精神疾患による現実感の喪失（離人症・うつ病）
    • VRと臨場感
    • 意識体験・自己意識との関係
  • リアリティモニタリング
    • 知覚的リアリティモニタリング
    • 統合失調症と妄想
  • 臨場感とVR
    • 視覚的リアリズム
    • 身体的相互作用と臨場感
    • 代替現実装置(Substitutional Reality)
  • 知覚行為随伴性理論と現実感
    • 能動性知覚と知覚行為随伴理論
    • Minimal Cognitive Agent
    • 三次元性知覚と知覚・行為カップリング

参考文献

  • Sanchez-Vives, M. V., & Slater, M. (2005). From presence to consciousness through virtual reality. In Nature Reviews Neuroscience (Vol. 6, Issue 4, pp. 332–339).
  • Simons et al. (2017). Brain Mechanisms of Reality Monitoring. In Trends in Cognitive Sciences (Vol. 21, Issue 6, pp. 462–473).
  • Suzuki et al. (2012). Substitutional reality system: a novel experimental platform for experiencing alternative reality. Scientific Reports, 2, 459.
  • Suzuki et al. (2019). Sensorimotor contingency modulates breakthrough of virtual 3D objects during a breaking continuous flash suppression paradigm. Cognition, 187, 95–107.

第8回: 6/10(木) 「心理物理学的アプローチ」(吉田正俊 担当)

  • 心理物理
    • Psychometric function
  • 信号検出理論
    • ROC curveとd’
    • 解析例: 閾下知覚
    • 解析例: 盲視
  • メタ認知
    • ヒトでの例
    • 動物での例
    • Confidence rating
  • No-report paradigm

参考文献

  • Dehaene, S., Naccache, L., Cohen, L., Bihan, D. Le, Mangin, J.F., Poline, J.B., and Rivière, D. (2001). Cerebral mechanisms of word masking and unconscious repetition priming. Nat. Neurosci. 4, 752–758.
  • Azzopardi, P., and Cowey, A. (1997). Is blindsight like normal, near-threshold vision? Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 94, 14190–14194.
  • Yoshida, M., and Isa, T. (2015). Signal detection analysis of blindsight in monkeys. Sci. Rep. 5, 10755.

第9回: 6/17(木) 「神経科学的アプローチ」(吉田正俊 担当)

  • 神経科学における観察と介入
  • そもそもNeural correlatesとは
  • Neural correlates of consciousness (NCC)再考
  • 微小電気刺激、経頭蓋磁気刺激などの刺激実験
  • BMI, Biofeedback, and DecNef

第10回: 6/24(木) 「進化生物学的アプローチ」(吉田正俊 担当)

  • 比較解剖学
  • カエルの眼はカエルの脳に何を伝えるか？
  • ファインバーグとマラットの神経生物学的自然主義
  • ギンズバーグとヤブロンカの無制約連合学習
  • 意識の萌芽としての知覚的サリエンスと動機的サリエンス

第11回: 7/1(木) 「意識の理論」(吉田正俊 担当)

  • 特徴抽出機と予測符号化
  • 理論とモデル
  • 予測符号化 から FEP へ
  • Global workspace theory から IIT へ

第12回: 7/8(木) 「意識における身体と行為」(吉田正俊 担当)

  • 身体性、行為の重要性
    • アクティブヴィジョン
  • 感覚運動随伴性
    • 逆さ眼鏡
    • マイクロサッカード

第13回: 7/15(木) 「現象学的なアプローチ」(宮原克典 担当)

  • 神経現象学
  • Microphenomenology

第14回: 7/29(木) 「自律性 自己の理論」(鈴木啓介 担当)

  • 自律性
    • なぜ無意味から有意味が生まれるのか（人工生命）
    • 人工生命・ロボティクスにおけるAutonomy / Agency
    • 創発
  • 自己言及のパラドックス
    • コンピュータの停止問題
    • ホフスタッターの「不思議の輪」
    • ノイマンの自己複製オートマトン
  • オートポイエーシスとAutonomy
    • ホメオスタシス
    • 「代謝系」と「膜」（SCLモデル）
    • オートポイエーシスと認知
    • 能動性の起源
  • マルコフブランケット
    • 統計的推論における「膜」
    • FEPとオートポイエーシス

参考文献

  • Barandiaran et al. (2009). Defining Agency: Individuality, Normativity, Asymmetry, and Spatio-temporality in Action. Adaptive Behavior, 17(5), 367–386.
  • Beer (2004). Autopoiesis and cognition in the game of life. Artificial Life, 10(3), 309–326.
  • Di Paolo (2000). Homeostatic Adaptation to Inversion of the Visual Field and Other Sensorimotor Disruptions. From Animals to Animals, Proc. of the Sixth International Conference on the Simulation of Adaptive Behavior, SAB’2000
  • Friston (2013). Life as we know it. Journal of the Royal Society Interface, 10(86).

第15回: 8/5(木) 「自由エネルギー原理と視覚的意識」(吉田正俊 担当)

  • Active vision
  • ベイズ脳仮説
  • FEPと視覚的意識

[評価法]

  • リアクションペーパー(毎回の講義後に書いてもらう)
  • 最終レポート