人生の情景が意識を形成し、記憶を生み出す

人生は小さな出来事の連続で成り立っています。朝のコーヒーを淹れる、犬を外に出す、ノートパソコンを開く、そして犬を家に戻す。これらすべての出来事が積み重なって、丸一日が完成します。「私たちの脳は、日常生活を構成する出来事を絶えず観察し、処理しているのです」と、ワシントン大学エドガー・ジェームズ・スウィフト芸術科学科教授であり、心理・神経生物学科長のジェフ・ザックス氏は言います。

「出来事がどこで始まり、どこで終わるかを理解することは、世界を理解する上で非常に重要だ」とザックス氏は語った。

2つの新しい論文の中で、ザックス氏と文理学部およびマッケルヴィー工学部の研究者らは、人間の認知におけるこの重要なプロセスを研究している。

ザックスは、キッチンの掃除や料理など、人々が日常の単純な作業を行っている様子を25時間以上にわたって撮影したビデオ映像をコンピュータモデルに学習させ、次に何が起こるかを予測させるという研究を主導しました。この研究から驚くべき発見がありました。コンピュータモデルは不確実な状況に反応した際に最も正確な反応を示したのです。モデルが次に何が起こるか特に確信が持てない状況では、設定をリセットしてシーンを再評価することで、全体的な理解度が向上しました。

PNAS Nexusに掲載されたこの研究の共著者は、ザックス・ダイナミック・コグニション・ラボの大学院生タン・グエン氏、同ラボの上級研究科学者マット・ベズデック氏、マッケルビー工学部教授兼学部長アーロン・ボビック氏、人間の価値と道徳的発達のウィリアム・R・スタケンバーグ教授トッド・ブレイバー氏、ハーバード大学の神経科学者サミュエル・ガーシュマン氏である。

ザックス氏は以前、人間の脳は日常生活に溢れる小さな驚きに特に敏感だと理論づけていた。彼は、人間は予期せぬ出来事を認識するたびに、ある場面を過大評価する、いわゆる「予測誤差」を示唆した。しかし、成功したコンピュータモデルが予測誤差よりも不確実性を重視していたという発見は、この理論に疑問を投げかけた。

「我々は科学をやっている」とザックス氏は言った。「新たなデータに直面したら、理論を修正するのだ。」

驚きは依然として重要であり、予測誤差の概念を完全に放棄する必要はないとグエン氏は述べた。「脳は両方のメカニズムを使っていると私たちは考え始めています」と彼は述べた。「どちらか一方を選ぶという問題ではありません。それぞれのモデルが、人間の認知を理解する上で独自の貢献を果たすことができるのです。」

イベント処理における記憶の役割

ダイナミック・コグニション・ラボの研究員であるマーベリック・スミス氏も、出来事の理解と記憶の関係を研究しています。ワシントン大学の元ポスドク研究員で、現在はカンザス州立大学の助教授であるヘザー・ベイリー氏と共同で、スミス氏はネイチャー・レビューズ・サイコロジー誌にレビュー記事を共同執筆し、長期記憶は、ある出来事がどこで終わり、次の出来事がどこで始まるかを論理的に正確に判断する能力と密接に結びついていることを示す証拠を集めています。

「出来事の始まりと終わりを認識する能力には個人差が大きく、こうした違いは、後になってからどれだけ正確に出来事を記憶しているかを強く予測する可能性があります」とスミス氏は述べた。「私たちは、出来事をより正確に区切る手助けをすることで、記憶力を向上させる介入法を開発したいと考えています。」

年齢が出来事の認識に与える影響

ザックス氏と同様に、スミス氏も脳がどのように出来事を処理するかを理解するためにビデオクリップを活用しています。彼のビデオでは、料理や掃除をする人ではなく、お店で買い物をする人、プリンターをセットアップする人、その他日常的な作業を行う人が映し出されています。様々な実験では、視聴者は出来事が始まったり終わったりすると思う時にボタンを押します。その後、スミス氏は一連の筆記試験を通して、参加者のビデオの記憶をテストします。

スミス氏は、高齢者は出来事を処理するのが難しく、これが加齢に伴う記憶力の低下の一因となっている可能性があることを発見した。「人生における出来事をよりよく思い出せるように介入する方法があるかもしれない」とスミス氏は述べた。

さらなる研究

ザックス氏、グエン氏、スミス氏をはじめとする心理・神経生物学科の研究チームは、脳が出来事を処理し記憶する能力をさらに研究するという野心的な計画を立てています。ザックス氏のチームは、fMRIを用いて45人の被験者の日常的な出来事を撮影した動画に対する反応をリアルタイムで追跡することに取り組んでいます。「私たちは、これらの認知機能の実際の神経力学的プロセスを研究しているのです」とザックス氏は述べています。

別の研究では、眼球運動を追跡し、私たちが世界をどのように見ているかについて新たな知見を提供しています。「人々は日常の活動を観察する際、多くの時間を他人の手元を見ています」とザックス氏は説明します。

スミス氏は現在、ビデオを用いた実験を用いて、高齢者やアルツハイマー病患者を含む研究参加者の記憶力を向上させることができるかどうかを検証している。具体的には、出来事の境界をより容易に認識できるようにすることで改善できるかどうかを検証する。最終的には、出来事の観察がどのように長期記憶に保存され、維持されるのかを解明したいと考えている。

「出来事を意味のある塊に分割する能力が、明らかに他の人よりも優れている人がいる」とスミス氏は述べた。「その能力を向上させることはできるのか、そしてそれが記憶力の向上につながるのか？これらは私たちがまだ解明しようとしている疑問だ。」