神経経済学入門―不確実な状況で脳はどう意思決定するのか

デカルト以来、人の行動には機械的な反射のような確定した運動と、自由意思が関与する不確定な行動があるという二元論が信じられてきました。そして、神経科学は前者を理解することに集中し、さらにはパブロフのように自由意思の関与を否定し、すべてが「パブロフの犬」のような反射なのだという極端な意見も出されるほど。たしかに、ある機能を実現する神経系と運動系を取り出してくれば、そこには「反射」を発見できる。「反射が存在するのか？」という疑問は無意味で、反射は実在するのだ。

しかし、そうではない、神経系は直面する問題を解くために発達してきたものであり、その結果としてできた神経系を見てそこに「反射」を見出しても、神経系が「反射」を行っているのではない。「神経系が解決する問題を理解することから出発しない限り神経系を理解することは無理」、鳥の羽を理解しようと思ったら、鳥が飛ぶという機能を実現していることを念頭に、飛ぶためにメカニズムという方向から考えないと絶対理に無理なのと同じ、というビジョンを打ち出したのがデビッド・マー。

では、神経系はどのような問題を解いているのか。それは、さまざまな選択肢のリターンとその確率の積から期待リターンを計算し、それを最大にする選択肢を採用するための計算を行うというもの。実際に神経の発火頻度はリターンの大きさや確率の大きさを表現しているし、また期待リターンが最大のものを選択している。もし、その結果として確率的に、つまり「サイコロ」を振って他者からは予測できないように行動するのがベストな場合、ハトであっても確率的に行動する。それは他者から「カモ」にされないように進化してきた結果であり、ヒトの場合にも正しい。（ダンゴムシが「心」を持つのも、持たないと「アリ」にカモにされるからなのでしょう。）

すると、二元論で考えてきた機械的な反射と自由意思が関与し、人が「自分が自分で決断した」行動の区別はなく、単に進化の結果、つまりリターン（包括的適応度）を最大化するように進化した結果、予測が簡単な場合は「反射」に見える行動を行う。予測が難しく確率やリターンの評価が難しい場合、他者の行動がリターンに絡んできたりして予測が難しい場合、または他者にカモられないために確率的に行動する必要がある場合に、ヒトは確率的に行動する。つまり、一元論。面白いのは、期待リターンが等しい場合、迷った結果ヒトは選択するのですが、その時ヒトは「自分の意思で決定した」と感じるらしいこと。

非常に面白い本でした。脳の動作原理がここまで解明されていたとは。ここまで脳の単体での動作原理が解明されてしまうと、藤井氏が「つながる脳」「ソーシャルブレインズ入門」で主張しているように、「つながった脳」の研究というのが新たなフロンティアというのは分かります。しかし、この本では、２頭のサルや二人のヒトでの行動原理についての解明もゲーム理論で期待効用を計算し、大体の説明がついている。それをデータの取得を増やして超えられるとは思えず、藤井氏の研究は難しいだろうなと思いました。

では、どういう方向で研究を行っていくのか？共同研究者のH氏は「相転移」が物理からのキラーコンセプトという考えのようで、私も「相転移」だとインパクトもあるし物理の雑誌に論文を出しやすいので賛成ではあるのですが、「相転移」が単に「情報カスケード」止まりだと早晩行き詰る。ヒトがどのように情報の流れのなかで適応していくのかは深いテーマですが、次の次をどうするか？

明月院

天気予報ではそうでもなかったのですが、朝起きたら天気がよかったので鎌倉に行ってきました。さだまさしの「縁切寺」のコース「源氏山から北鎌倉へ」を念頭に、その逆の北鎌倉から入り、時宗の円覚寺、あじさいの明月院、そして鶴岡八幡宮へ（本当は縁切り寺、明月院のあと源氏山に登ろうと思ったのですが、疲れたのでバスで八幡宮へ）。日曜日でしたが、それほど人も多くなく、初夏のみずみずしい緑の中を散策することができました。次は梅雨に入る前に江の島に遊びに行こうと思います。

Star-Triangle relation in Statistical Physics

R.J.Baxter。統計物理の研究者ならその名を知らない人はいないぐらいの有名人。そのBaxterのセミナーが東大駒場であると聞いたので聴講してきました。これが数理物理・物性基礎論セミナーの第１０回目。

午後４時から5時半までの予定で、アブストラクト通り、前半は Star-Triangle 関係式に関するレビュー。ここまでは普通（三角格子と蜂の巣格子の間でStar-Triangle 関係式から長方格子上の模型との関係を導くとかは知りませんでしたが）。後半は、その関係式のもっとも一般的な解を構成したBazahnovらの仕事(1006.0153)を紹介、6パラメータでカイラルポッツ模型や柏原・三輪模型も含むものである。そして最後にその一般的な解が物理的には無意味であることを示したAdlerらの仕事(1011.3527)を紹介し、泣き顔のマンガのスライドを見せて、which is sad. does not give new physical regular modelでおしまい。

私が嫌いな理論物理の分野のNo1がソリトンでNo2が可解模型だったのですが、その順位が入れ替わりそうです。数学としてはいいのでしょうが、面白い夢のあるトークを期待しただけに残念です。可解模型は物理としては終わっているのでしょう。新しい分野を探せというメッセージと受け取るべき、と思いました。

追記：もし、T木君が見てくれたなら、ぜひ反論をききたいです。また学会で。

予想脳

「社会」「ネットワーク」「予想」、いわゆる「集団知」「集合知」といったものを物理として研究するためのネタがないかと探していたときに「つながる脳」という本にぶつかり、その流れで見つけた本です。

著者の主張は、脳の本質的な機能は、絶えず流入する情報をもとに、未来予想すること。現実の世界を抽象化した「テンプレート」という主観的な空間の中に、どのような変化をどのぐらいの確率で行うのかといった情報のついた「オブジェクト」を配置して未来を予想する。テンプレートの中のオブジェクトの数は少ないので、人工知能で問題だったフレーム問題、複雑な環境下であやゆる可能性を絶えず検索してベストな方法を計算することは計算量が爆発して不可能、を回避出来る。また、脳は予想と現実の誤差を自動で計算し、それを「フレーム」という視点で認識してオブジェクトに関する学習を行い、予想精度を高める。

脳を理解するには、社会が多数の脳が結合したネットワークであり、脳は社会での予測を行うよう進化してきた、という視点が重要である。脳単体での研究には限界がる。

また、表紙には甘利先生の「脳は情報を予測する装置として発展した。こう見ることで脳の秘密が解き明かされていく」。

脳を理解するには、神経細胞のつながりや時間変化を丹念におうだけでは限界がある。丁度、鳥の羽と同じように。その意味で、書いていることは納得できるのですが、イマイチ消化不良。「つながる脳」と「ソーシャルブレインズ入門」を読んでみようと思います。

群れろ！

人の集団知、集合知や情報カスケードといったハーディング（群れ化）の研究のヒントになるかと思い、読んでみました。カメムシがなぜ群れるのか、蝶ならどうか、蛍はどうか、アリはどうなのか、といった感じで、さまざまな昆虫が群れる理由が丁寧に解説されています。最後のセクション「つながる群れ」では、アリがフェロモンをうまく使って「ボトムアップ」で自己組織化された協調行動をとる群知能のこともすこし出てくるのですが、私的にはここらあたりをもっといつこんだ解説を読みたかったです。もっとも、それは情報工学の問題であって、分野が違うもかもしれませんが。

宮古島や奄美大島では、シロオビアゲハがベイツ型擬態という、毒をもったベニモンアゲハと同じ模様を持つのに数年しかかからなかった（ただし、模様だけで自分は毒をもたない）とか、タガメはオスが子守をするけれど、別のメスは、そのオスを自分のものにするためそのオスの子供を殺す「子殺し」を行うとか、雑学的には面白い本なので、昆虫が群れる理由を知るにはいいと思います。

ダンゴムシに心はあるのか

筆者の目標は「心や知能の遍在性」つまり、どんなものにも「心」や「知性」があることを示すことだそうです。でも、「心」とは一体何なのか。この本のユニークなとこは、「心」の定義です。筆者は、我々が用いる「心」という言葉とも矛盾せず、それでいて、観測が可能な定義をあたえました。それは、「対象の心とは、ある行動を行うときに、それ以外の余計な行動の発現を自律的に抑え込むものである」というもの。これだけだと、観測できないように思えますが、自律的に抑え込んでいるのが、未知の状況下では、そのタガが外れることがあり、その時に「心」が見える。ある意味「心」の操作論的な定義とも言えます。

この定義に基づいて、ダンゴムシに「心」が存在するのかどうかを実験で明かにします。この定義を受け入れるなら、確かにダンゴムシに「心」は存在するようです。最初の実験は円形状の運動場のまわりに水で堀を作ったところにダンゴムシを置くというもの。ダンゴムシは触覚しかなくて目が見えず、また水が怖いので、直進して堀に近づくと、方向転換し、あとは堀に沿って運動する。しかし、いつまでいっても怖い水から逃げられないという「未知の状況」に直面する。このとき、21匹中3匹が堀に明らかに積極的に突っ込んでいった。「障害物＝堀に沿って動け」という本能（そのほうが障害物を避けられる）と、「水は怖い」という本能が矛盾し、そこでダンゴムシの「心」は普段は押さえつけている「水に突っ込む」を選択する。「心」が見えた瞬間です。

別の実験では、円形の運動場を円環状にし、円環の中央部分に障害物を並べる。今度は堀には突っ込まずに、障害物に乗り上げ、さらには障害物伝いに移動する個体も現れた。この場合、ダンゴムシの「心」は、「水は怖い」「堀に沿って動け」の矛盾という「未知の状況」に直面しているのは同じなのですが「水に突っ込む」ではなく、「障害物に乗り上げ」を選んだわけです。（ちなみに、この状況で堀の代わりに登れない壁にした場合、壁と障害物の間の狭い部分をひたすら移動するだけ。）また、障害物に乗り上がる頻度がランダムで、単純な学習でもない、とも書かれています。

問題は、筆者の「心」の定義を受け入れるかどうか。私の疑問は、対象が本能や反射（またはそれを動かすプログラム）と矛盾する状況下で何か決定を下すとき、可能な選択肢のなかから適当なものを確率法則で選んだら、それを「心」と言えるのか、という点です。ロボットのチャットプログラムがあって、いろんなパターンで言葉を返してくれるけれど、プログラムにない言葉がきたら、ランダムに言葉を返すとしたら、そのチャットプログラムは「心」があると言えるのか？

疑問はいろいろありますが、おもしろい本でおすすめです。書き方に科研費の書類を詳しくしました的なノリは感じるのですが。あと、筆者の言う「心の科学としての動物行動学」のとらえ方は「実験経済学」と本質的に同じです。動物の場合は餌を食べさせるには絶食する、人を実験に協力させようと思ったら金を払う（金を払うから実験経済学は心理学とは異なる）という点で。

トリプルＡ 小説格付け会社

数年前にＣＤＯの研究をやっていたこともあり、格付け会社についての興味もあったので読んでみました。黒木氏の本は、これが２冊目。１冊目に読んだ「獅子のごとく」はイマイチだったのですが、今回のは楽しめる作品でした。

「格付けとは、科学的なものでもなければ、公明正大なものでもありません。これはあくまで格付け機関の意見、つまりアナリストの意見でしかないのです。」ムーディーズ・ジャパン代表(1997年6月）

格付け会社が日本にどのように入り、「格付けは表現の自由に基づいた意見表明にすぎない」といいながら、いつしか債券の発行体におもねった依頼格付けで儲けるようになる。ムーディーズといえども現在は株式会社（2000年上場）であり、株主の利益を考えるなら儲けることを優先しないといけない。つまり、発行体の詳細な調査、解析の上で投資家に正確な情報を流すのではなく、発行体が満足する格付けが出るように努力する。格付け会社は市場の「中立な審判」でなく、「ヤンキースのヘルメットを被って資本市場で自らバットを振るプレーヤー」になってしまった。その結果、そもそもどうデフォルトが起こり、どの程度の損失が出るかよくわからないCDOなどの債権に「トリプルＡ」などの格付けを出すようになる。それが2008年のリーマンショックにつながっていく。

CDOの研究をやっていても、どうモデル化してよいのかまったく指針がないのが大変でした。過去のデータから、それを再現するような確率モデルを使うというのが本来だと思うのですが、それがない。仕方がないので、CDOの市場価格から、市場が損失をどのように見積もっているのかを逆算し、という研究を最後に、この分野の研究から離れたのですが、市場価格そのものが、どれほど信用できるのかがそもそも分からない。価格は大体において投資家の群れたい心理（＝みんなと同じ値段をつける）の要素がある（競馬市場はその要素が比較的少ないので、集団知の研究に適していると考え、研究しているのですが）。ＣＤＯのあるトランシェのプレミアムは８bps（0.08%）だったとしても、それを額面どおりには受け取れないわけです。でも、それを信じて確率を逆算するしか、信じるものがなかった。苦しい研究でした。

この本の最後は日本の破綻に関する場面で閉められています。格付け会社マーシャルズの日本代表は、ここ５年で国債の借り換えができなくなり、さらに５年は海外で国債をさばくけれど、それも出来なくなって最後は韓国のようにＩＭＦが介入する。「あれの意味はですね、日本人は能天気だから壁に激突するまで問題を意識しようとしない。しかしいったん激突して焼け野原になれば、皆真剣になって力をあわせて努力できる民族である」「この東京は、もう一度、焼け野原を経験することになるんでしょう」

まあ、そうなるのでしょうけれど、難しいのは１０年なのか１５年なのか、それとも５年なのか、誰にも分からないことです。私はどうせなら早めに破綻してほしいのですが。

あと、この本は最初「東スポ」に連載された小説だと、格付会社Ｓ＆Ｄ!の方に教えてもらったのですが、誰が読んだのか。東スポの読者は金融マン？