教育講演「意識の神経科学：理論から実験的検証へ」

第49回日本神経科学大会 (Neuro2026) 教育講演 日時: 2026年7月31日(金) 7:50-8:40 会場: 第2会場（神戸国際会議場 3階 国際会議室） 意識の神経科学：理論から実験的検証へ 吉田 正俊 北海道大学 人間知・脳・AI研究教育センター (CHAIN)

本日の流れ 1 NCC 両眼視野闘争 2 ネットワークとしての NCC 後頭葉説、前頭葉説 3 意識の理論 勢力図の提示、GNWT、IIT 4 GNWT vs IIT 敵対的協働、Cogitate 5 HOT / RPT / PP 高階表象、再帰処理、予測的処理 6 統合、そして多層へ 連続体、マルチスケール、特別講演

意識の神経相関 (NCC) クリック、コッホの主張（1990年） • いまこそ神経レベルでの意識研究を始めるべき時 • 視覚に注力: 視覚はヒトとサルでよく似ている 心理物理と神経科学の双方に実験の蓄積 • Figure omitted Koch (2004) 第一歩として「意識の神経相関 (NCC)」を探索 視覚的気づきは実験で直接扱える 例: サルの両眼視野闘争 (Logothetis and Schall 1989) “The NCC constitute the minimal set of neuronal events and mechanisms sufficient for a specific conscious percept.” (Koch 2004, p.304) minimal set＝必要最小限 / sufficient＝あれば経験が生じる / specific percept＝特定の知覚内容 NCC は意識の座ではなく、最小で十分な神経活動 Crick F, Koch C. (1990) Towards a neurobiological theory of consciousness. Semin Neurosci 2:263–275. / Koch C. (2004) The Quest for Consciousness. Roberts.（邦訳: 土谷 尚嗣・金井良太訳『意識の探求 ― 神経科学からのアプローチ』岩波書店, 2006）

NCC を、似て非なる2つと混同しない NCS 刺激の相関 NCB 意識経験そのものに対応 刺激が提示されたことに 行動の生成に対応する活 する神経活動。 対応する活動。 動。無意識な視覚応答も NCC 意識の相関 行動の相関 含む。 例：視覚刺激の提示に伴 う応答 例：瞳孔反射 Figure omitted Frith C, Perry R, Lumer E. (1999) Fig. 1 「刺激」でも「行動」でもなく、経験に対応する活動を切り分ける ― これが NCC 研究の出発点 Frith C, Perry R, Lumer E. (1999) The neural correlates of conscious experience: an experimental framework. Trends Cogn Sci 3(3):105–114. skip

実験ロジック ― 刺激を一定に保ち、知覚だけを変える なぜこの操作が必要か ある活動が「気づきの相関 (NCC)」であることを示すには、 Bistable stimuli Perceptual report それが単なる「刺激提示の相関 (NCS)」である可能性 を排除しなければならない。 “I see stimulus A” ① 双安定刺激 ② 閾値付近の刺激 入力は変わらないのに知覚が 同じ刺激でも、見えたり見え 自発的に切り替わる なかったりする 例：ネッカーキューブ、 例：マスキング、 両眼視野闘争 “I see stimulus B” Necker cube 閾値近傍の検出課題 「刺激一定・知覚変動」 ― 以後に出てくるすべての実験の背骨

側頭葉の活動は「知覚の報告」を反映する 結果 Figure omitted Sheinberg DL, Logothetis NK. (1997) Fig. 4A マカクザルの IT 野ニューロンの活動は 刺激の提示ではなく、 サルの知覚報告（＝視覚的気づき） を反映する。 刺激一定・知覚変動のロジックが、単一ニューロンの水準で実現された Sheinberg DL, Logothetis NK. (1997) The role of temporal cortical areas in perceptual organization. Proc Natl Acad Sci USA 94(7):3408–3413.

本日の流れ 1 NCC 両眼視野闘争 2 ネットワークとしての NCC 後頭葉説、前頭葉説 3 意識の理論 勢力図の提示、GNWT、IIT 4 GNWT vs IIT 敵対的協働、Cogitate 5 HOT / RPT / PP 高階表象、再帰処理、予測的処理 6 統合、そして多層へ 連続体、マルチスケール、特別講演

NCC をネットワークとして捉える 分かってきたこと 視覚的気づきには、後頭・側頭だけでなく前頭 葉・頭頂葉の活動も関与する。視覚意識の NCC Figure omitted Rees et al (2002) Fig. 5 は単一の領域ではなくネットワークとして捉える べきである。 では、どこが必須なのか？ 後頭葉＋側頭葉か、前頭葉＋頭頂葉か。 この問いは現在も論争中であり、本講演の最初の 主題になる。 「どこが光るか」から「どこが必須か」へ ― ここから論争が始まる Rees G, Kreiman G, Koch C. (2002) Neural correlates of consciousness in humans. Nat Rev Neurosci 3(4):261–270.

側頭葉＋後頭葉説 (Lamme) 主張 視覚刺激が feedforward に 後頭葉 (V1) から側頭葉 (TE) へ伝播しただけでは 意識に上らない。 Figure omitted Lamme VA. (2006) Fig.2(a, b) 側頭葉 (TE) から後頭葉 (V1)へ recurrent に処理されたときに はじめて意識に上る。 意識の鍵は「逆向きの処理 (recurrent processing)」にある => リカレント処理理論(RPT) Lamme VA. (2006) Towards a true neural stance on consciousness. Trends Cogn Sci 10(11):494–501.

図と地の違いへの気づきと V1 の神経活動 検出課題 detection task マカクザル 図の有無を眼球運動で報告 Figure omitted Mashour, Roelfsema, Changeux & Dehaene (2020) Fig. 3 比較 Seen: 図があると報告した試行 (hit) Unseen: 無いと報告した試行 (miss) 解釈 前期成分＝feedforward 後期成分＝feedback=recurrent な処理 気づきがあったときだけ、V1 に feedback に関連する後期の活動が現れる Supèr H, Spekreijse H, Lamme VA. (2001) Nat Neurosci 4(3):304–310; 図はMashour, Roelfsema, Changeux & Dehaene (2020) Neuron 105:776–798 より

前頭葉＋頭頂葉説 (Dehaene) 主張 視覚刺激によって 後頭葉や側頭葉が活動した だけでは意識に上らない。 視覚情報が（思考や作業記憶 に関わる）前頭葉や頭頂葉 に届き、 脳が広域的・持続的に活動 したときに意識に上る。 Figure omitted Dehaene S, Changeux JP. (2011) Fig.7A 意識の鍵は「前方への伝播と、広域的な持続」にある ― のちの GNWT へ Dehaene S, Changeux JP. (2011) Experimental and theoretical approaches to conscious processing. Neuron 70(2):200–227.

Word masking ― 視覚的気づきを操作する 行動：気づきだけを変える Figure omitted Dehaene S et al (2001) Fig.1a Visible 条件では文字の有無の検出成績が 90% Masked 条件では 50%。 両者の提示時間は同じ (29 ms)。 fMRI：どこが違ったか Figure omitted Dehaene S et al (2001) Fig.2 visible word のときだけ前頭葉・頭頂葉の活動があった。 visible word のとき は側頭葉の左紡錘状回の活動も 12 倍に。 視覚的気づきがあったときだけ、前頭葉・頭頂葉が活動した Dehaene S, Naccache L, Cohen L, Le Bihan D, Mangin JF, Poline JB, Rivière D. (2001) Cerebral mechanisms of word masking and unconscious repetition priming. Nat Neurosci 4:752–758.

No-report パラダイム (1)「報告」の代わりを探す 動機 意識経験そのものに関わる脳部位と 意識経験の「報告」に関わる脳部位 を区別したい。 方法：視覚運動性眼振 (OKN) • 縞模様が動く刺激を見ると、 Figure omitted Frässle S et al (2014) Fig.1A, C 眼はそれに追従して動く(OKN)。 • 両眼視野闘争条件では、見えの切り 替わりと眼球運動の向きが相関。 • 眼球運動の向きから、見えをデコー ドできる。 報告を求めなくても、知覚の切り替わりを追跡できる Frässle S, Sommer J, Jansen A, Naber M, Einhäuser W. (2014) Binocular rivalry: frontal activity relates to introspection and action but not to perception. J Neurosci 34(5):1738– 1747.

No-report パラダイム (2) 前頭葉の活動は消える 知覚の切り替わりに関連する脳部位 (従来の)報告あり条件 報告なし条件 残ったもの 報告なし条件でも、 後頭葉と頭頂葉の活動は残っていた。 消えたもの Figure omitted Frässle S et al (2014) Fig. 3A, B 前頭葉の活動は消失した。 よって報告あり条件で見られた 前頭葉活動は、 知覚の切り替わりよりも、 報告に関わるものである。 前頭葉の活動の一部は「意識そのもの」ではなく「報告」に由来する ― のちの敵対的協働の結果を読む鍵 Frässle S, et al. (2014) J Neurosci 34(5):1738–1747.

本日の流れ 1 NCC 両眼視野闘争 2 ネットワークとしての NCC 後頭葉説、前頭葉説 3 意識の理論 勢力図の提示、GNWT、IIT 4 GNWT vs IIT 敵対的協働、Cogitate 5 HOT / RPT / PP 高階表象、再帰処理、予測的処理 6 統合、そして多層へ 連続体、マルチスケール、特別講演

意識の理論の勢力図 ― 前頭陣営と後頭陣営 前頭陣営 座 理論 frontal theories 後頭陣営 posterior theories 前頭前野＋頭頂連合野 後頭側頭皮質（posterior hot zone） • GNWT • IIT 統合情報理論（Tononi） グローバル神経ワークスペース （Dehaene） • HOT 高階表象理論（Lau・Rosenthal） • RPT リカレント処理説（Lamme） • 予測的処理・NREP（Hohwy・Pennartz） 以下では、まずGNWT, IITについての説明を行う。 前頭 vs 後頭の対立が、理論を戦わせる形に移行した Seth AK, Bayne T. (2022) Nat Rev Neurosci 23:439–452. / Boly M, et al. (2017) J Neurosci 37:9603–9613. / Odegaard B, Knight RT, Lau H. (2017) J Neurosci 37:9593– 9602. / Storm JF, et al. (2024) Neuron 112:1531–1552.

Global neuronal workspace (GNW) モデル 位置づけ Figure omitted Dehaene S, Changeux JP. (2011) Fig.7A Baarsのグローバル・ワークスペース理論を、 Dehaene らが現実的な神経ネットワーク上に実装。 神経ダイナミクスモデルの範疇にある。 中身 ある閾値を超えた時点でネットワークは Figure omitted Dehaene S, Changeux JP. (2011) Fig.7C 点火 (ignition) し、self-supporting, reverberating, distributed なセルアセンブリを形成する。 それが意識の中身を表象し、 脳の多くの領域へ broadcast する。 意識があるときと無いときで、ネットワークの挙動がどう違うかを説明する理論 Dehaene S, Changeux JP. (2011) Neuron 70(2):200–227.

「点火」の数理 ― GNWTは非線形力学系の理論 ① 双安定性・分岐 (bifurcation) ② 確率的ゲーティング (gating) 同一入力でも、閾下では feedforward 波が減衰 刺激を固定しても、点火するか否かは試行ごとの自発活動の ／閾上では自己維持的反響活動が全脳へ点火 ゆらぎが決める。発火率の分布は二峰性＝全か無か ③ 直列性 (seriality) ④ 伝播条件 (propagation) 点火時は大域抑制による winner-take-all。 長距離伝播は inter-areal balanced amplification が担保。 一度に一つの表象しか作業空間を占有できない 前頭まで届くか途中で消えるかを大規模回路モデルが説明 GNWTの数理は「ダイナミクス」の理論 ― 質(quality)を導く装置は持たない Mashour, Roelfsema, Changeux & Dehaene (2020) Neuron 105:776–798; Dehaene & Changeux (2005) PLoS Biol 3(5):e141 Joglekar, Mejias, Yang & Wang (2018) Neuron 98:222–234; Copyright: © 2005 Dehaene & Changeux. Creative Commons Attribution License,

GNW モデルの実験的実証 V1 V4 Front 実データ Figure omitted van Vugt B, et al. (2018) Fig. 2A 課題 マカクザルを対象とした検出課題。 閾値近傍の刺激の有無を答える。 V1・V4・dlPFC から同時記録。 結果 シミュレーション 検出できたときだけ、 Figure omitted van Vugt B, et al. (2018) Fig. 4I dlPFC まで活動が伝播している。 dlPFC でだけ、 delay の期間に活動が持続している。 「前頭まで届いて持続したときだけ意識に上る」― GNWT の中核的な予測と整合する van Vugt B, et al. (2018) Science 360(6388):537–542.

GNWT の問題点 証拠基盤が健常成人のヒトに限られる ヒトの認知現象（マスキング、注意の瞬き）を説明するために構成された、神経計算アーキテクチャの理論。 ワークスペースはヒトの脳の構造として定義されている。 → ヒトの神経ネットワークのどこが意識に不可欠かを、理論の側から決める原理がない 動物 ― 検証はできる。だが基準にならない 機械 ― 答えは出せる。だが説明とみなすか サルの電気生理（van Vugt 2018）は GNWT の中心的証拠。 意識を C1（大域的利用可能性）と C2（自己モニタリン 論理の循環: 「点火＝意識」と言うには、どこがワークスペ ースなのかを先に決めねばならない。それには、どの動物が 意識をもつかを先に知る必要がある。 グ）に分け、現在の機械はほぼ C0（無意識）だとした。 Dehaene, Lau & Kouider (2017) これを「意識の説明」とみなすかが、のちの IIT との争点 欠陥ではなく代償 ― アクセス意識の機構に徹したがゆえに、有無の判定基準をもたない Birch J. (2022) Noûs 56(1):133–153. / Dehaene S, Lau H, Kouider S. (2017) Science 358(6362):486–492. / Mashour GA, Roelfsema PR, Changeux JP, Dehaene S. (2020) Neuron 105(5):776–798.

IIT ― 経験の性質から出発する IIT 4.0 に準拠 ― 定式化は一つの選択肢、核心は現象から始まる道筋 公理 (axioms) ▶ 内省で否定できない性質 公理（経験の性質） 存在（0番目） 要請 (postulates) 因果効果パワーの言葉に翻訳 一言でいうと ▶ 形式 (formalism) 任意の系に適用可能 要請（満たすべき条件） 経験は在る 差を受け取り、差を生み出す力をもつ 内在性 自らのために在る 自分自身の過去と未来に差を生み出す 情報 このようで在る 特定の因果効果状態を選ぶ（内在情報量が最大） 統合 一つのまとまりとして在る 部分に分けると因果的な働きが失われる 排他 確定した「この」全体である 分けたときの損失が最大となる基体＝複合体 構成 区別と、それを束ねる関係からなる 展開されて Φ構造をなす IITは経験の性質から物理的条件へ。GNWTは神経機構から意識へ――説明の向きが逆 Albantakis L, Barbosa L, Findlay G, et al. (2023) Integrated information theory (IIT) 4.0. PLoS Comput Biol 19(10):e1011465.

意識の物理的基盤――「複合体」はどう決まるか 要請を順に適用して、系を一つに絞り込む ① 情報 ② 統合 ③ 排他 (ab, Ab, aB,AB)から 候補系 内在情報量で選択 現在状態: aB a 原因側: Ab B 最も切れやすい分割 a B 結果側: Ab C C 重なりあう候補の統合度 切ったときの目減り 原因側 a 結果側 aB 結果側が選ばれる ＝ 複合体 aBC C は背景として固定 現在状態から、原因と結果それぞれつい て最も強く特定する状態を選ぶ 結合を切ると原因・結果の特定が目減り 弱い側を候補の統合度として選択 重なりあう候補のうち、統合度が最大の ものが選ばれる ＝ 複合体 内在情報量 計算の実際 IITが測るのは、外界をどれだけ正しく表象するかではない。 nユニットには 2n − 1 個の部分集合がある。 システムの現在状態が、自分自身の原因と結果にどれだけ違いを 各候補について、多数の方向つき分割を調べる必要がある。 作るか(= 内在情報量)。 → 脳の規模では厳密な全探索は困難 重なりあう候補の中で、原因と結果の指定が最も分割不能な系が「複合体」 Albantakis et al. (2023) PLoS Comput Biol 19(10):e1011465, Fig.1（例は3ユニット系）・Fig.6B.

複合体の因果構造がΦ構造(=経験の質)を決める 構成の要請 ― 質はここで説明される 構成 (composition) の要請 • • • Unit数3の例 Φ構造 複合体内のさまざまな部分集合が原因状態と結果状態を特定する ＝ distinctions（区別） 複数の区別が、原因または結果として同じユニットを同じ状態に指 定する ＝ relations（関係） 両者が構成する全体 ＝ Φ構造 質 quality ＝ Φ構造そのもの 量 quantity ＝ Φ 経験がどう感じられるかは、構造の「かたち」で説明される Φ ＝ distinctions と relations の統合度の総和（structured information） 質は構造の「かたち」、量はその総和 ― では何がこの構造を決めるのか Albantakis et al. (2023) PLoS Comput Biol 19(10):e1011465; Copyright: © 2023 Albantakis et al. CC-BY4.0

機械に意識は宿るか ―同じ働きでも、同じ経験とは限らない 外から見ると、三つの系は同じ 同じ3ユニットの8状態カウンター。入出力だけでなく、外から見た状態遷移も完全に同じ。 系1 密な再帰系 系2 疎な再帰系 big Φ = 21.01 big Φ = 3.64 3ユニット全体が一つの複合体になる。 6つの区別と多数の関係からなる、豊か なΦ構造。 同じ3ユニット複合体で、複合体として の既約性も同じ(φs = 2 bits)。しかし区 別と関係が少なく、Φ構造は異なる。 系3 フィードフォワード系 system ϕs= 0 3ユニット全体は既約でないため、 複合体にならない。 3つの小さな複合体に分かれる。 外から見た機能（doing）が同じでも、内側の因果構造（being）は異なりうる 同じ計算・同じ行動は、同じ経験を保証しない。AIの意識は、何を計算するかだけでなく、 それをどのような物理的因果構造で実現するかに依存する――これがIITと機能主義の対立点である。 Albantakis et al. (2023) PLoS Comput Biol 19(10):e1011465, Fig.8 に基づく skip

なぜ後方皮質なのか ― 結合の様式が Φ 構造の豊かさを左右 6ユニットの因果ネットワーク構造で結合だけを変える ループ 後方皮質 hot zone 特化した格子 解剖学的な結合様式からの理論的推論 Φ = 7.65 Φ = 11452 複合体にはなるが、1次の区別ばかりで 63通りのうち27の区別と、1.5×106 を 関係が乏しい。 超える関係。 → 再帰結合だけでは足りない → Φ構造が桁違いに豊かになる Figure omitted Melloni L et al (2021) 仮説：後方皮質の局所回 路は、特化したunitが重 なり合う格子状の因果構 造をもち、豊かなΦ構造 を支える可能性がある。 後方皮質 posterior cortex ＝ 側頭・頭頂・後頭 敵対的協働で定式化されたIIT側の予測 場所：意識の内容は後方皮質に現れる 持続：経験しているあいだ保たれる 局所結合：後方皮質内の短距離結合 この3点が、のちの敵対的協働で GNWT の予測と直接ぶつけられる Albantakis et al. (2023) PLoS Comput Biol 19(10):e1011465, Fig.6C・6D. 3つの予測の定式化は敵対的協働の実験計画による（出典は後出）。

IIT は何で検証されるのか ― 水準別の見取り図 「理論の Φ は事実上計算できない」に答える ― 各水準で実際に行われていること 質 ＝ Φ構造 経験内容との直接対応は未検証 量＝Φ 粗視化モデル上の Φ: 理論的検証 脳データでの検証 Marshall et al 2026 Onoda 2025 (fMRI); Onoda 2026 (spike) 座 ＝ 複合体 静的connectomeから双方向結合コアを抽出 Kitazono et al. 2023 (IIT由来だが、complexは別定義) WAKE ＞ REM ＞ NREM 発火率を揃えても NREM低下は残る 代理・臨床指標 PCI: 臨床的に有用だが、Φそのものではない Casali et al 2013 (マウスV1データ) Adapted from Onoda K. 2026, Fig. 2D, CC BY 4.0 「代理量だから無意味」でもないが、「脳のΦを直接測った」でもない Marshall et al 2026 Neurosci Conscious.; Onoda et al. 2025, Neurosci Conscious; Onoda 2026, bioRxiv; Kitazono et al. 2023, Cereb Cortex; Casali et al. 2013, Sci Transl Med

GNWT と IIT の中核理論は違うものを目指している GNWT IIT 4.0 ダイナミクス（点火・broadcast） 構造（複合体がもつ内在的な因果構造） 非線形力学系：双安定アトラクタ・分岐・自発 活動による確率ゲート・balanced amplification 公理→要請→複合体→Φ構造 （distinctions ＋ relations） 得意な説明 いつ・なぜ意識に上るか （アクセス・報告・broadcast） 経験の質を、どのような構造として記述するか 座 前頭頭頂（global workspace） 後方皮質hot zone（側頭・頭頂・後頭） 数理の対象 形式 生物学的実装 (前頭頭頂 vs. 後方皮質)なら検証可能 => 敵対的協働

本日の流れ 1 NCC 両眼視野闘争 2 ネットワークとしての NCC 後頭葉説、前頭葉説 3 意識の理論 勢力図の提示、GNWT、IIT 4 GNWT vs IIT 敵対的協働、Cogitate 5 HOT / RPT / PP 高階表象、再帰処理、予測的処理 6 統合、そして多層へ 連続体、マルチスケール、特別講演

敵対的協働 (adversarial collaboration) とは 手順 先例：意思決定の分野 • 両者の違いが際立つ点を明確にする カーネマン：専門家の直感は間違えることがある • その違いが予測するものを、あらかじめリストアップ クライン：専門家の直感は正しい判断を導く • それぞれの対立仮説を直接検証する実験を設計する • （両グループ＋第三者グループが）実験を行う 結果は両者の共著論文として発表され、 それぞれの理論の限界が示された。 「勝ち負け」ではなく、両者の理論の限界が明らかになることに意味がある Kahneman D, Klein G. (2009) Conditions for intuitive expertise: A failure to disagree. American Psychologist 64(6):515–526.

GNWT と IIT で敵対的協働を行う提案 GNWT: 側頭葉 ― 前頭葉 間の活動同期を予測する Figure omitted Melloni L et al (2021) IIT: 側頭葉 ― 後頭葉 間の活動同期を予測する ※ 注: この提案は IIT 側から出された 同じ課題で、別の結果を予測する ― だから決着がつけられる Melloni L, Mudrik L, Pitts M, Koch C. (2021) Making the hard problem of consciousness easier. Science 372(6545):911–912.

事前登録 ― 反証される条件を、あらかじめ決めておく やったこと 具体的な実験と、それぞれの理論が 反証される条件をあらかじめ決定し た（事前登録手続き）。 独立した6つの研究室で実験を行っ た。 (詳細については次のスライドにて) 「後から解釈を変える」余地を、実験前に塞いでおく Melloni L, Mudrik L, Pitts M, Bendtz K, Ferrante O, et al. (2023) An adversarial collaboration protocol for testing contrasting predictions of global neuronal workspace and integrated information theory. PLOS ONE 18(2):e0268577. Copyright: © 2023 Melloni et al. CC-BY4.0

敵対的協働論文 (Nature 2025) ①課題 同じ刺激内容を、task-relevant／task-irrelevantの両条件で測定 刺激セット 課題設計 すべての刺激は意識されている task-relevant: Targetと同じカテゴリーの非標的 task relevanceを操作した実験。 task-irrelevant: もう一方のカテゴリー対 seen／unseenの比較ではない。 報告・反応との分離 task-relevantとtask-irrelevantは どちらもボタン押しを必要としない。 解析の狙い task-relevant条件で学習した分類器が task-irrelevant条件にも一般化するか 「意識あり／なし」ではなく、明瞭に見えている同じ内容を、課題関連性を変えて比較 Cogitate Consortium, Ferrante O, Gorska-Klimowska U, et al. (2025) Adversarial testing of global neuronal workspace and integrated information theories of consciousness. Nature. 642(8066):133-142. Copyright: © 2025 Consortium, Ferrante O, Gorska-Klimowska U, et al. CC-BY4.0

敵対的協働論文 (Nature 2025) ②3つの予測と結果 MRI・MEG・皮質脳波で、事前登録された生物学的実装予測を検証 予測1 意識内容のデコード GNWT：PFCを含むworkspace 後部皮質：カテゴリー・向き・一部identity IIT：後部皮質で最も豊かにデコード PFC：カテゴリーのみ PFCを加えても精度は向上しない IIT GNWT 結果1 予測2 意識内容の維持 IIT優位。ただしGNWTも一部支持 結果2 GNWT：刺激の ON–OFFで点火 後部皮質：カテゴリーと一部identityは持続 IIT：刺激中ずっと持続 PFC：開始反応はあるが、終了はほぼなし 両理論の強い予測を部分的に否定 予測3 領域間結合 GNWT：PFC―高次視覚野に一過性の長距離同期 結果3 IIT：V1/V2―高次視覚野に持続的な後部皮質内同期 位相同期解析では両理論とも支持されず デコーディングについては後部皮質が優勢(IIT優位)だが、両理論の主要な実装予測が破れた 検証されたのは理論中核そのものではなく、事前合意された生物学的実装予測 Cogitate Consortium, Ferrante O, Gorska-Klimowska U, et al. (2025) Adversarial testing of global neuronal workspace and integrated information theories of consciousness. Nature. 642(8066):133-142. Copyright: © 2025 Consortium, Ferrante O, Gorska-Klimowska U, et al. CC-BY4.0

結果への評価 評価すべきこと 両者それぞれ痛み分けであり、白黒がついたわけではなかった。 しかし、意識の理論を実験的検証の俎上に載せるところまできたこと自体を評価するべき。 これから必要なこと 続きがある より決定的な検証実験を行うために、 理論からの予測が具体的になるよう、 両陣営が理論を磨く必要がある。 Cogitate 第2弾が準備中。 第1弾を踏まえた、より大規模な実験が 最終調整に入っている。 一発で決着はつかない ― しかし「検証できる形」になったこと自体が前進である

場外乱闘 ①同じ結果から、異なる「勝利」の物語 bioRxivプレプリント公開 (2023/6/26) WIREDの記事: ASSC公開イベント(2023/6/23)の様子をレポート IIT 側（メラニー・ボリー） GNWT 側（ドゥアンヌ） プロジェクトリーダー陣 「後部皮質だけで意識には十分であ 最も重要なのはtask-irrelevant刺激 「結果は両理論の一部の予測を支持す り、PFCもglobal broadcastingも必要 前頭部にignitionが認められたか？ る一方、両理論に重大なchallengeを ではない」 「答えはイエスだった」 突きつけた」 結果をIIT全体の支持へ一般化 GNWTに有利な特定の結果を強調 公式評価は「痛み分け」 これをNature、Science、New York Timesが報道 (2023年6-7月) Nature: IITとGNWTを「二つの主要仮説」と紹介。Science: IITがGNWTに「一歩リード」したという印象を提示。 New York Times: 「二つの主要理論の対決」として紹介。“Score one for IIT” 勝敗型のフレーミングが広がった。 WIRED (2023) この対決が意識の理論を試した / An adversarial collaboration to critically evaluate theories of consciousness. bioRxiv 2023.06.23.546249.

場外乱闘 ②「IIT はニセ科学」レター 100人以上の研究者が署名した、一般向けの短い暫定声明（2023年9月) 発端：IITが「検証された」という報道 ASSCでの発表後、IITが「主要な理論」「経験的に検証された理論」 として支持されたという印象が広がった。 批判① 実験はIITの中核を検証していない 検証されたのは、posterior hot zoneなどの補助的な神経生物学的予測。 Φやcause–effect structureを直接測定したわけではない。 批判② 中核的主張は検証可能か 静的論理回路、オルガノイド、胎児、植物にも意識を認め得る帰結は検 証困難。IIT全体が検証可能になるまでは“pseudoscience”というラベルが 妥当だと主張。 実験結果そのものではなく、「IITは科学として検証できるのか」が争点になった https://osf.io/preprints/psyarxiv/zsr78; Copyright (c) IIT-Concerned et al. CC-BY4.0

場外乱闘 ③ SNSでの論争 さまざまな方がこの問題に言及。私も発言してました。 吉田の批判: わたしは「ニセ科学レター」は支持しない。 ニセ科学という言い方が強すぎるというのが問題なだけでなく、意識の科学の外側からの「それを言うなら 意識の科学そのものがニセ科学だろ」って見方を助長することになるという意味でもまずいと思ってる。 IIT-Concerned側は「意識の科学」の「科学」部分を重視するので、「意識の報告」「メタ認知」のような、 意識と別ものを扱っていることが問題視される。 IIT側は「意識の科学」の「意識」部分を重視するので、「現象的意識のオーバーフロー」みたいな定量性の 低い、直感に頼った議論が問題視される。 このような意味で「意識」の「科学」を両立させることは難問であり、だれも成功できてない。 だから「ニセ科学だ」という論難は、「そもそも意識の科学なんて不可能だろ？」っていう論難を呼び起こ す。 後者の論難に対する説明責任のほうが重大なので、なんで内部でいがみ合ってんの？って思う。 https://bsky.app/profile/pooneil.bsky.social/post/3k7uwoepeun2b https://bsky.app/profile/pooneil.bsky.social/post/3k7v2aqrf6f2t https://bsky.app/profile/pooneil.bsky.social/post/3k7v2ew3wjj2b https://bsky.app/profile/pooneil.bsky.social/post/3k7v2hiv3wl27 skip

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Nature Neuroscience 誌上での応酬 (2025年3月) 「ニセ科学」批判 → IIT側の反論 → 双方への仲裁的批評 IIT-Concerned 側 IIT 側（Tononi ら） 仲裁的批評（Seth ら） IITはpseudoscienceの要件を満たす IITは検証可能な意識ファーストな科学 両陣営の排他的な二分法を批判 • IITの中核主張は原理的に検証困難。 • Φの厳密計算が困難でも、それは「原理 • IITの中核は現在、直接検証困難かもし • それにもかかわらず、経験的に確立し 的に検証不能」を意味しない。 れないが、pseudoscienceと呼ぶのは時 た科学理論として提示されている。 • むしろ計算機能主義が説明するのは • 検証不能な主張 ＋ 科学としての提示 “pseudo-consciousness” 期尚早。今後の予測と実験の反復で判 断すべき。 • 同時に、IIT側が提示する「IIT vs 計算 ＝ pseudoscience 機能主義」も偽の二分法。 IIT-Concerned, Klincewicz M, Cheng T, et al. Nat Neurosci 28(4):689–693 (2025). Tononi G, Albantakis L, Barbosa L, et al. Nat Neurosci 28(4):694–702 (2025). Gomez-Marin A, Seth AK. Nat Neurosci. 28(4):703-706 (2025). => 2025年5月 Nature論文の出版 科学／ニセ科学の境界と、意識科学の説明対象が公然と争われた

本日の流れ 1 NCC 両眼視野闘争 2 ネットワークとしての NCC 後頭葉説、前頭葉説 3 意識の理論 勢力図の提示、GNWT、IIT 4 GNWT vs IIT 敵対的協働、Cogitate 5 HOT / RPT / PP 高階表象、再帰処理、予測的処理 6 統合、そして多層へ 連続体、マルチスケール、特別講演

意識の理論の勢力図 ― 前頭陣営と後頭陣営 前頭陣営 座 理論 frontal theories 後頭陣営 posterior theories 前頭前野＋頭頂連合野 後頭側頭皮質（posterior hot zone） • GNWT • IIT 統合情報理論（Tononi） グローバル神経ワークスペース （Dehaene） • HOT 高階表象理論（Lau・Rosenthal） • RPT リカレント処理説（Lamme） • 予測的処理・NREP（Hohwy・Pennartz） 次は、HOT, RPT, 予測的処理についての説明を行う。 Seth AK, Bayne T. (2022) Nat Rev Neurosci 23:439–452. / Boly M, et al. (2017) J Neurosci 37:9603–9613. / Odegaard B, Knight RT, Lau H. (2017) J Neurosci 37:9593– 9602. / Storm JF, et al. (2024) Neuron 112:1531–1552.

高階表象理論 (HOT) - 前頭陣営 中核の主張 ある心的状態が意識的なのは、 それが「メタ表象」の標的になっているとき。 メタ表象: 自分がいまその状態にある、 と自分を表象する状態のこと。 HOTとGNWT との違い Figure omitted Lau H, Rosenthal D. (2011) FIg. 1C どちらも前頭を重視する。 違うのは、前頭活動が何を反映するか。 • GNWT ― 成績を出せる能力とセット • HOT ― 成績とは独立に変わりうる 「刺激一定・知覚変動」の一段上 ― 成績を揃えて、主観だけを変える Seth AK, Bayne T. (2022) Nat Rev Neurosci 23:439–452. / Lau H, Rosenthal D. (2011) Trends Cogn Sci 15(8):365–373. / Brown R, Lau H, LeDoux JE. Trends Cogn Sci. 2019 Sep;23(9):754-768. Copyright: © 2019 Brown R et al. CC BY-NC-ND 4.0

動物で 確信度confidence の神経相関を追う ラット ― 眼窩前頭皮質 (Kepecs 2008) サル ― 視床枕 (Komura 2013) 匂い混合のカテゴリ化課題。OFC の発火が確信度モデルの opt-out 課題。視床枕の不活化 → 「降りる」が増えるが成 予測と一致。報酬遅延版では、確信度が高いほど長く待つ。 績は不変。 LGN の不活化 → 知覚内容が壊れる。＝ 内容と skip 確信の二重解離。 ただし ― HOT の全面的な証拠ではない Kepecs らの結論は「確信度の推定は、選択そのもの の計算とほとんど変わらない」。確信度にメタ認知や 自己意識が要るという主張を、むしろ否定している。 Figure omitted Komura et al (2013) FIg. 6 Komuraらの結果も前頭前野ではなく視床枕。 確信度の神経相関は動物でも追える Kepecs A, Uchida N, Zariwala HA, Mainen ZF. (2008) Nature 455:227–231. / Komura Y, Nikkuni A, Hirashima N, Uetake T, Miyamoto A. (2013) Nat Neurosci 16(6):749–755.

RPT と予測的処理 - 後頭陣営 Recurrent Processing Theory (Lamme) 段階1–2 予測的処理 (Hohwy, Friston) feedforward sweep のみ 両眼視野闘争の説明: リカレント処理が起きなければ意識に上らない 段階3 局所リカレント処理 → 現象的意識 後頭側頭内での再帰的な相互作用。 段階4 Figure omitted Hohwy J, Roepstorff A, Friston K. (2008) FIg. 3 顔と家、二つの予測の予測 誤差を、同時にゼロにする ことはできないため、切り 替わりが起こる。 大域リカレント処理 → アクセス意識 前頭頭頂を巻き込む再帰的処理。P300が対応。 ここが GNWT の「点火」と重なる => Pennartz (2022): neurorepresentationalism (NREP) 後頭側頭説として提示された〈逆向きの処理〉が、ここで理論になる Lamme VAF, Roelfsema PR. (2000) Trends Neurosci 23:571–579. / Lamme VA. (2006) Trends Cogn Sci 10:494–501. / Hohwy J, Roepstorff A, Friston K. (2008) Cognition 108:687–701. / Pennartz CMA. (2022) Behav Brain Res 432:113969.

予測的処理と IIT の敵対的協働も進行中 INTREPID ― IIT・NREP・Active Inference の三つ巴。予測が実際に食い違う GNWT vs IIT だけではない ― 検証の方法論そのものが広がりつつある Corcoran AW et al. (2026) Neurosci Biobehav Rev. 187:106742; Copyright: © 2026 Corcoran AW et al. CC BY-NC-ND 4.0

本日の流れ 1 NCC 両眼視野闘争 2 ネットワークとしての NCC 後頭葉説、前頭葉説 3 意識の理論 勢力図の提示、GNWT、IIT 4 GNWT vs IIT 敵対的協働、Cogitate 5 HOT / RPT / PP 高階表象、再帰処理、予測的処理 6 統合、そして多層へ 連続体、マルチスケール、特別講演

さまざまな立場を、ひとつの連続体に置き直す 両陣営は、脳の各部分が意識の内容に何を寄与するかについては、意見の相違は比較的少ない 側頭葉＋後頭葉 前頭葉＋頭頂葉 後頭陣営 IIT / RPT / PP 意識そのもの（現象的意識） 意識の「報告」（アクセス意識） ここで意識はすでに成立している 意識に後から付く認知処理 前頭陣営 GNWT / HOT 意識未満 (pre-conscious) 現象的意識＋アクセス意識 まだ意識ではない 両者を区別しない 吉田コメント: なにを conscious と捉えるかの違いの問題では？ 後頭陣営の直感 感覚としての意識。 アクセスを現象的意識と混同したくない。 前頭陣営の直感 思考としての意識。 アクセスのない意識などない。 理論は部分的に相補的、部分的に重複する ― だから多層で検証する Northoff G, Lamme V. (2020) Neurosci Biobehav Rev 118:568–587. / Dehaene S, et al. (2006) Trends Cogn Sci 10:204–211.

多層で検証する ― マルチスケールの意識研究 マクロ 多領野・全脳（ヒト） ミクロレベル: 細胞・樹状突起 前頭が長距離結合を介してアクセスを担う（GNWT ＝ 前頭陣営） 後頭 hot zone が現象的意識に関わる（IIT・RPT・予測的処理 ＝ 後頭陣営） メゾ 領野間・局所回路（サル） 領野間のリカレント処理。ただし理由づけは理論ごとに違う ― 点火（GNWT） ・複雑さ（IIT）・学習と結合（RPT）・推論（予測的処理／NREP） ミクロ 細胞・樹状突起（マウス） DIT（樹状突起統合理論）: 頂端樹状突起での増幅により、感覚入力と文脈・予測信号が結合する。 この細胞レベルのゲートが、上位の再帰処理・統合を支える。 Copyright: © 2024 Storm JF et al. CC BY-NC 4.0 「単一の勝者理論」から「異なる階層をつなぐ統合理論」へ Storm JF et al (2024) . An integrative, multiscale view on neural theories of consciousness. Neuron. 2024 May 15;112(10):1531-1552

特別講演 Pieter Roelfsema 陣営を越える人 講演で語られること • リカレント処理説の出発点 • 初期視覚野は、単純な刺激に対してはほぼ「中継」としてふるまう • Lamme & Roelfsema (2000) TINS • しかし図地分離のような複雑な知覚では、分散した表象を統合・ • GNWT の標準的な総説 維持する「認知的黒板 (cognitive blackboard)」として働く • Mashour, Roelfsema, Changeux & Dehaene • 応用として、多電極アレイによる視覚補綴 ― 微小電気刺激で (2020) Neuron phosphene を生成し、視覚を回復させる試み • GNWT の実証例論文 • van Vugt et al. (2018) Science • 多層統合論文 V1 • Storm et al. (2024) Neuron 本講演＝理論の地図 V4 細い矢印＝feedforward ／ ／ IT PFC 太い矢印＝feedback（図地分離を担う） 特別講演＝その機構がどう実装されているか Lamme VAF, Roelfsema PR. (2000) Trends Neurosci 23:571–579. / Mashour GA, Roelfsema PR, Changeux JP, Dehaene S. (2020) Neuron 105:776–798. / van Vugt B, et al. (2018) Science 360:537–542. / Storm JF, et al. (2024) Neuron 112:1531–1552.

で、あなたはどう考えますか？ Take-home message • 意識の神経相関 (NCC) から出発し、理論が提案された。敵対的協働によって実験的 検証の俎上に載るなど、意識の神経科学は進歩してきた。 • それでも「意識とは何か」の直感は、研究者のあいだで大きく異なったまま。 私自身は ― 意識を「行為」から捉え直す方向を考えています 吉田正俊・田口 茂『行為する意識 ― エナクティヴィズム入門』青土社 (2025) 予測的処理のその先へ。続きは、ぜひこちらで。

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