シミュレーターとしての心
脳が行うシミュレーションです。夢を見ること、想像すること、他者の心をモデル化すること、遊ぶこと、身体と世界のモデルを作ることです。
心理学や神経科学の多くの説明では、脳は世界をただ記録するだけではなく、シミュレートしているとされます。夢は一日の経験を再生し、組み合わせ直しますが、そのどれも現実ではありません。動かす前に動作を練習すること、ほかの人が何を考えているかを考えること、子どもがおもちゃのごはんを食べさせること。どれも同じことをしています。モデルを先へ進め、行動する前に、あるいは行動する代わりに、その結果を読み取るのです。予測的な説明はさらに進みます。知覚、記憶、社会的な思考をシミュレーションとして描き、常に次に来るものを予測して、実際に届くものに合わせて修正すると考えます。エナクティブな説明や生態学的な説明は、そうした知覚の見方を退けます。この節では、人間とほかの動物で記録されているシミュレーションを扱います。それらをまねて作られたコンピューターは扱いません。
レム睡眠の夢
レム睡眠の鮮やかな物語のような夢で、記憶の断片と感情から作られ、意識的な制御はほとんどありません。
答える問い: 眠っている脳は、感覚から切り離されると何を作り上げるでしょうか。
含まれないもの： 物理的な一貫性。空を飛ぶことも、亡くなった親戚も、部屋が勝手に組み替わることも、何の抵抗もなく通ります。
動かすのに必要： 約1016 FLOPS 根拠なき推測 眠っている人間の脳。サンドバーグとボストロム流の推定記録されている最初の年： 1953 Aserinsky と Kleitman によるレム睡眠の発見シミュレーションのツリーで: 夢
明晰夢
夢を見ているとわかったまま夢が続くこと。次に起きることを導けるだけの制御が残っていることもあります。
答える問い: 夢を見ている人は、その内側から、これが夢だと気づけるでしょうか。
含まれないもの： 目覚め。目覚めは、その場面が没入的になったちょうどそのときに、よく中断してしまいます。
動かすのに必要： 約1016 FLOPS 根拠なき推測 眠っている人間の脳。サンドバーグとボストロム流の推定記録されている最初の年： 1913 Frederik van Eeden が、自分の夢日記からこの言葉を作った
ラットの海馬のリプレイ
ラットが迷路を走るあいだに記録された場所細胞の発火の系列が、休息中や睡眠中に同じ順序で再生されます。
答える問い: 脳は、すでにたどった道筋をもう一度再生するのでしょうか。
含まれないもの： 動物がいま経験したばかりでないものすべて。リプレイは、ごく最近の過去を再生するだけです。
動かすのに必要： 約1016 FLOPS 根拠なき推測 ラットの脳。サンドバーグとボストロム流の推定記録されている最初の年： 1994 Wilson と McNaughton による、睡眠中の海馬の再活性化の報告シミュレーションのツリーで: 海馬のリプレイ
夢の脅威シミュレーション理論
夢は危険な出会いを予行演習するためにある、という考えを、多くの記録された夢の中の脅威の内容を数えて検証します。
答える問い: 夢は、まだ出会っていない脅威に対処できるよう、脳を訓練するのでしょうか。
含まれないもの： 脅威ではなく、バスに乗り遅れるといったありふれた失敗の夢がなぜこれほど多いのか、その説明。
動かすのに必要： 約1016 FLOPS 根拠なき推測 眠っている人間の脳。サンドバーグとボストロム流の推定記録されている最初の年： 2000 Antti Revonsuo の夢の脅威シミュレーション理論
睡眠に依存する記憶の固定
眠る前に覚えた技能や事実を、あとでもう一度テストして、脳が一晩のうちに何を再処理し、強めたかを調べます。
答える問い: 体が意識を失っているあいだ、脳は何を予行演習し、強めているでしょうか。
含まれないもの： どの記憶が選ばれるのか、なぜほかではなくそれが選ばれるのかは、述べていません。
動かすのに必要： 約1016 FLOPS 根拠なき推測 眠っている人間の脳。サンドバーグとボストロム流の推定記録されている最初の年： 1924 Jenkins と Dallenbach の無意味綴りの保持の研究
入眠時のイメージ
眠りに落ちるとき、脳が感覚から離れていくにつれて現れる、鮮やかで断片的な知覚イメージです。
答える問い: 外の世界からの入力が薄れていくのに、意識がまだ切れていないとき、脳は何を生み出すでしょうか。
含まれないもの： 一貫性。入眠時のイメージが筋の通った物語になることはまれです。
動かすのに必要： 約1016 FLOPS 根拠なき推測 眠気のある人間の脳。サンドバーグとボストロム流の推定記録されている最初の年： 1848 Alfred Maury による入眠時幻覚の記述
海馬のプレプレイ
場所細胞は、まだ訪れたことのない場所に対しても順番に発火します。まるで脳が前もって経路を練習しているかのようです。
答える問い: 脳は、旅に出る前に、その道のりをシミュレートするのでしょうか。
含まれないもの： のちの研究は、プレプレイのどれだけが本当に予測的なのかを疑っています。
動かすのに必要： コンピューターは不要。脳、計算量は数えていません記録されている最初の年： 2011 2011年までに、Dragoi と Tonegawa『Preplay of future place cell sequences』 出典
アスリートのメンタルリハーサル
アスリートが、動きやショットを頭の中でなぞります。実際に行うときと、運動回路のかなりの部分が同じように活動します。
答える問い: 動きを想像のなかだけで練習すると、実際の動きがうまくなるでしょうか。
含まれないもの： 疲労、不安、そして本当に失敗するリスク。
動かすのに必要： 約1016 FLOPS 根拠なき推測 アスリートの脳。サンドバーグとボストロム流の推定記録されている最初の年： 1932 Edmund Jacobson が、運動を想像しているときの筋活動を記録
エピソード的未来思考
特定の将来の出来事について、詳細な個人的場面を組み立てること。過去を思い出すときと、同じしくみの多くを使います。
答える問い: 未来のある特定の瞬間は、計画を立てられるだけの詳しさで、どんなものになるでしょうか。
含まれないもの： 正確さ。想像された未来は記憶から自由に借りてくるので、細部はしばしば間違っています。
動かすのに必要： 約1016 FLOPS 根拠なき推測 人間の脳。サンドバーグとボストロム流の推定記録されている最初の年： 2001 Atance と O'Neill が、エピソード的未来思考と名づけた
反事実的思考
過去の出来事を、一つの細部を変えて再生し、結果がどれだけ違っていたかを見ます。
答える問い: そのエージェントが別の行動をとっていたら、何が起きていたでしょうか。
含まれないもの： 答えを確かめるために、実際の代替案を実行すること。
動かすのに必要： 約1016 FLOPS 根拠なき推測 人間の脳。サンドバーグとボストロム流の推定記録されている最初の年： 1982 カーネマンとトヴェルスキーのシミュレーション・ヒューリスティックの論文
心的回転
頭の中で思い描いた三次元の物体を回転させ、同じ形を別の方向から見たものと一致するかどうかを判断します。
答える問い: これは、別の角度から見た同じ物体でしょうか。
含まれないもの： 対象そのもののすべて。実際には何も物理的に回っていません。
動かすのに必要： 約1016 FLOPS 根拠なき推測 人間の脳。サンドバーグとボストロム流の推定記録されている最初の年： 1971 Shepard と Metzler の心的回転の実験
心のさまよいと白昼夢
仮想の人、場所、出来事についての、自然に湧き出る思考の流れです。注意がほかに必要とされていないときはいつでも続いています。
答える問い: ほかにすることがないとき、脳は何をシミュレートするでしょうか。
含まれないもの： 話題から外れずにいること。
動かすのに必要： 約1016 FLOPS 根拠なき推測 安静にしている人間の脳。サンドバーグとボストロム流の推定記録されている最初の年： 1966 Singer による、白昼夢の体系的な研究
構成的エピソードシミュレーション
思い出すことは、保存された断片から過去の出来事を作り直すことであり、起こりうることを想像するのと同じ仕組みです。
答える問い: 過去を思い出すことは、未来を想像することと同じ行為なのでしょうか。
含まれないもの： これは記憶についての仮説であり、パラメーターを持つ仕組みではありません。
動かすのに必要： コンピューターは不要。脳、計算量は数えていません記録されている最初の年： 2007 Schacter と Addis による、思い出すことと想像することを一つの構成的な仕組みとして捉える説明 出典シミュレーションのツリーで: 未来を思い描く
運動イメージ
動作を実際には行わずに思い描くこと。実際に行うときと同じ神経の仕組みの多くが働きます。
答える問い: 動きを想像すると、脳の運動プログラムが実行されるのでしょうか。
含まれないもの： イメージは曖昧だったり、まったくなかったりすることがあり、そのタイミングも人によって違います。
動かすのに必要： コンピューターは不要。脳、計算量は数えていません記録されている最初の年： 1994 1994年までに、Jeannerod『The representing brain: neural correlates of motor intention and imagery』 出典
視覚的な心的イメージ
心の目の中の絵で、スキャンしたり、ズームしたり、調べたりでき、距離が遠いほど労力が増えます。
答える問い: 頭の中のイメージは、スキャンできる絵のようなものでしょうか。
含まれないもの： イメージが絵のようなものか、記述のようなものかは、今も議論が続いています。
動かすのに必要： コンピューターは不要。脳、計算量は数えていません記録されている最初の年： 1973 1973年までに、Kosslyn『Scanning visual images: some structural implications』 出典
感情の予測（情動予測）
人は、将来の出来事のときにどう感じるかをシミュレートし、その強さと長さを読み違えます。
答える問い: 人は、自分の将来の気持ちを、どれくらいうまく予測できるでしょうか。
含まれないもの： 予測できるのは、いくつかの感情であって、人生全体ではありません。
動かすのに必要： コンピューターは不要。脳、計算量は数えていません記録されている最初の年： 1998 1998年までに、Gilbert ら『Immune neglect』 出典
推論の心的モデル
心は、物事がどう動くかの小さなモデルを持っていて、行動を起こす前にそれで試します。
答える問い: 推論は、世界の小さなモデルを動かすことで成り立つのでしょうか。
含まれないもの： Craik は、モデルがどう作られるかについて、検証できる理論ではなく、着想を示しました。
動かすのに必要： コンピューターは不要。脳、計算量は数えていません記録されている最初の年： 1943 1943年までに、Craik『The Nature of Explanation』 出典シミュレーションのツリーで: クレイクの頭の中のモデル
代理試行錯誤
ラットが選択の分かれ目で立ち止まり、選択肢をひとつずつ試すかのように行き来して見ています。
答える問い: ラットは、経路の結果をサンプリングして熟慮しているのでしょうか。
含まれないもの： 行動は熟慮を示しますが、動物の心の中に何があるかまでは示しません。
動かすのに必要： コンピューターは不要。脳、計算量は数えていません記録されている最初の年： 1938 1938年までに、Tolman『The determiners of behavior at a choice point』 出典
動物の将来の計画
鳥は、将来おなかがすくと予想する場所に餌を隠します。シミュレートした未来の欲求に基づいて行動しているのです。
答える問い: 動物は、今は感じていない欲求に備えて計画を立てられるでしょうか。
含まれないもの： より単純な学習規則で、これらの結果のいくつかは説明できるかもしれません。
動かすのに必要： コンピューターは不要。脳、計算量は数えていません記録されている最初の年： 2007 2007年までに、Raby ら『Planning for the future by western scrub-jays』 出典
心の理論
ほかの人が何を知り、何を望み、何を信じているかを、それが実際の真実と異なる場合も含めてモデル化すること。
答える問い: この相手は、何が起きていると考えているでしょうか。
含まれないもの： モデルを、人々が実際に考えていることと直接照らし合わせる作業。
動かすのに必要： 約1016 FLOPS 根拠なき推測 人間の脳。サンドバーグとボストロム流の推定記録されている最初の年： 1978 Premack と Woodruff が心の理論という言葉を作った
シミュレーション説としての共感
他者の状況の一種を、自分自身の感情系と身体系に通して動かすことで、その人の状態をいくらか感じとること。
答える問い: 観察者は、相手の立場に立ったら、何を感じるでしょうか。
含まれないもの： 自分と他者の区別。共感がもっともよくつまずくのは、そこです。
動かすのに必要： 約1016 FLOPS 根拠なき推測 人間の脳。サンドバーグとボストロム流の推定記録されている最初の年： 1986 Gordon の、素朴心理学のシミュレーション説シミュレーションのツリーで: ほかの心をシミュレートする
ミラーシステム
自分が動作を行うときにも、ほかの人がそれを行うのを見るときにも発火するニューロン。
答える問い: 他者の行為を理解することは、自分の運動系でそれをシミュレートすることでありうるでしょうか。
含まれないもの： 魚が泳ぐのを見るときのように、対応する行動のない理解の説明。
動かすのに必要： 約1016 FLOPS 根拠なき推測 マカクの脳。サンドバーグとボストロム流の推定記録されている最初の年： 1992 Di Pellegrino、Fadiga らが、ミラーニューロンを報告
観客を想定した設計
聞き手がすでに何を知っていて、何を説明してほしいかを予測してから、何をどう言うかを選ぶこと。
答える問い: 話し手は、聞き手の代わりに何をシミュレートしなければならないでしょうか。
含まれないもの： 聞き手に直接たずねること。
動かすのに必要： 約1016 FLOPS 根拠なき推測 人間の脳。サンドバーグとボストロム流の推定記録されている最初の年： 1987 専門家と初心者のあいだの参照について、アイザックスとクラーク
視覚的な視点取得
ほかの人が今立っている位置から何が見えるかを、その人の視点に頭の中で移って考えることです。
答える問い: その場面は、観察者自身ではなく、ほかの人の位置から見ると、どう見えるでしょうか。
含まれないもの： 幼児に見られる段階。幼児は、自分に見えているものは誰にでも見えていると思い込みます。
動かすのに必要： 約1016 FLOPS 根拠なき推測 人間の脳。サンドバーグとボストロム流の推定記録されている最初の年： 1948 ピアジェとインヘルダーの三つの山課題
共同注意
他者の視線や指さしをたどって何を見ているのかを推測し、振り返ってその対象が共有されているかを確かめます。
答える問い: 今、その人の注意を引いているものは何でしょうか。
含まれないもの： その背後にある思考。追うのは思考の対象だけです。
動かすのに必要： 約1016 FLOPS 根拠なき推測 乳児の脳。サンドバーグとボストロム流の推定記録されている最初の年： 1975 Scaife と Bruner による、乳児の共同視覚的注意の研究
社会的シミュレーションとしてのフィクション
物語を読むと、社会生活のモデルが働き、読み手が他人の心を理解する力が強まります。
答える問い: フィクションは、他者をシミュレートするよう心を訓練するのでしょうか。
含まれないもの： 社会的な技能が持続的に向上するという証拠は、まちまちです。
動かすのに必要： コンピューターは不要。脳、計算量は数えていません記録されている最初の年： 2008 2008年までに、Mar と Oatley『The function of fiction is the abstraction and simulation of social experience』 出典
子どものごっこ遊び
子どもがバナナを電話に見立てたり、空のカップをお茶でいっぱいだと見なしたりして、本物の物の上に作りあげた意味の層を動かしています。
答える問い: この物体が別のものだったら、何が起こるでしょうか。
含まれないもの： ごっこの層が現実の層と矛盾するときの、あらゆる異論。
動かすのに必要： 約1016 FLOPS 根拠なき推測 子どもの脳。サンドバーグとボストロム流の推定記録されている最初の年： 1945 ピアジェによる、子どもの象徴遊びの研究シミュレーションのツリーで: 子どものごっこ遊び
練習としての動物の遊び
幼い哺乳類が、実際の狩りや戦いから借りた動きで、結果を伴わずに取っ組み合い、追いかけ、忍び寄ります。
答える問い: 害のない遊びは、のちにその動物が本当に必要とする技能のリハーサルになるのでしょうか。
含まれないもの： 遊びがそれ自体で報酬になるだけかどうかの確認。
動かすのに必要： 約1016 FLOPS 根拠なき推測 若い哺乳類の脳。サンドバーグとボストロム流の推定記録されている最初の年： 1898 グルースの動物の遊びの練習説
空想上の友だち
子どもが何週間も何年も話しかけ、やりとりを重ねる、名前のある、継続して存在する架空のキャラクター。
答える問い: 完全に作り上げた他者の心も、考えるための道具として役に立つでしょうか。
含まれないもの： 連続性。たいていの子どもでは、空想の友だちは7歳ごろまでに薄れていきます。
動かすのに必要： 約1016 FLOPS 根拠なき推測 子どもの脳。サンドバーグとボストロム流の推定記録されている最初の年： 1934 Svendsen による、子どもの空想の友だちについての初期の研究
ごっこ遊び
子どもたちが集団で、思いついた役や場面を演じ、ごっこの世界のルールを話し合いながら決めていく遊びです。
答える問い: 複数の別々の想像が、同じシミュレートした場面をいっしょに動かせるでしょうか。
含まれないもの： 性格を保ち続けること。
動かすのに必要： 約1016 FLOPS 根拠なき推測 数人の子どもの脳。Sandberg と Bostrom の流儀による推定記録されている最初の年： 1933 遊びと子どもの発達についての Vygotsky の講義
パラコスム(空想世界)
独自の地理、歴史、ルールをもつ精巧な架空の世界を、何か月も何年もかけて想像のなかで作り、保ちます。
答える問い: 作られた世界は、どれくらいの内部の一貫性を保てるでしょうか。
含まれないもの： ほかの人がその信念を共有するという要件。
動かすのに必要： 約1016 FLOPS 根拠なき推測 子どもまたは大人の脳。サンドバーグとボストロム流の推定記録されている最初の年： 1826 ブロンテの子どもたちが1826年から作ったグラス・タウン。その後、1976年に Silvey が子ども時代のパラコズムについての調査を行いました 出典シミュレーションのツリーで: グラスタウン
霊長類の物を使った遊び
野生のチンパンジーが、ふつうの遊びの年齢をとうに過ぎても、棒を赤ちゃんを抱くように持ち運び、抱きかかえます。
答える問い: 動物がまだ練習する機会のなかった技能の代わりを、遊びが務められるでしょうか。
含まれないもの： チンパンジーが、人間と同じ意味でふりをしているのかどうかの見きわめ。
動かすのに必要： 約1016 FLOPS 根拠なき推測 チンパンジーの脳。サンドバーグとボストロム流の推定記録されている最初の年： 2010 Kahlenberg と Wrangham による、野生のチンパンジーが棒を持ち運ぶ行動についての研究
予測処理
脳は自分の感覚入力の予測を絶えず作り出し、実際に届いたものとのずれに応じてだけ更新します。
答える問い: 感覚が報告するより前の、今この瞬間の世界は、おそらくどんな姿をしているでしょうか。
含まれないもの： 最初の予測そのものがどこから来たのかの説明。
動かすのに必要： 約1016 FLOPS 根拠なき推測 人間の脳。サンドバーグとボストロム流の推定記録されている最初の年： 1999 Rao と Ballard による、視覚皮質の予測符号化モデル
運動の順モデル
運動指令のコピーを先に動かし、感覚としてどう返ってくるかを予測します。本物のフィードバックが届く前に準備が整います。
答える問い: この動きは、終わる前に、どんな感触と見た目になるでしょうか。
含まれないもの： 実際の動き。ときどき予測とずれることがあります。
動かすのに必要： 約1016 FLOPS 根拠なき推測 人間の脳。サンドバーグとボストロム流の推定記録されている最初の年： 1995 Wolpert、Ghahramani、Jordan による、内部モデルの論文
身体図式
身体の各部分がどこにあり、どれほどの大きさかを表す動的なモデル。触覚、視覚、運動で更新され、ラバーハンド錯覚のように操作されやすい性質があります。
答える問い: 体の各部分はどこにあり、体はどこで終わるのでしょうか。
含まれないもの： 明らかな誤りが頻繁に起こること。だからこそ、実際に起こると錯覚が際立ちます。
動かすのに必要： 約1016 FLOPS 根拠なき推測 人間の脳。サンドバーグとボストロム流の推定記録されている最初の年： 1911 Head と Holmes が身体図式を提唱した
制御されない予測としての幻覚
予測に傾きすぎて、入ってくる証拠から離れた知覚。そのため、モデルが世界そのものであるかのように経験されます。
答える問い: 予測が証拠によって修正されなくなると、知覚に何が起きるでしょうか。
含まれないもの： あらゆる種類の幻覚を同じようにうまく説明すること。
動かすのに必要： 約1016 FLOPS 根拠なき推測 人間の脳。サンドバーグとボストロム流の推定記録されている最初の年： 2009 Fletcher と Frith による、幻覚のベイズ的な説明
盲点の補完
視覚系が、それぞれの目の視野にある小さな盲点のために、周囲のパターンに合わせてもっともらしい内容を作り出します。
答える問い: 目には見えないその1か所に、おそらく何があるでしょうか。
含まれないもの： 推論された内容の検証。何も明らかに足りないように見えないためです。
動かすのに必要： 約1016 FLOPS 根拠なき推測 人間の脳。サンドバーグとボストロム流の推定記録されている最初の年： 1992 Ramachandran による、盲点の埋め合わせの研究
内受容感覚
身体の内部の状態、つまり心拍、呼吸、空腹、腸についての絶え間ない予測。内側から実際に届く信号と照らし合わせて確かめます。
答える問い: 体の今の内部状態は、どうなっているでしょうか。
含まれないもの： 意識的なアクセス。ほとんどの人は、それをめったに報告できません。
動かすのに必要： 約1016 FLOPS 根拠なき推測 人間の脳。サンドバーグとボストロム流の推定記録されている最初の年： 2013 Seth による、内受容的推論の予測的な説明
シミュレートされた行動としての思考
考えることは、隠れた行動と知覚です。脳は自分の運動系と感覚系をオフラインで動かし、結果を予行演習します。
答える問い: 意識的な思考とは、脳が自分自身の行動と知覚をシミュレートすることなのでしょうか。
含まれないもの： 対立する説明が、同じ結果を記号で説明します。
動かすのに必要： コンピューターは不要。脳、計算量は数えていません記録されている最初の年： 2002 2002年までに、Hesslow『Conscious thought as simulation of behaviour and perception』 出典
身体化された認知(グラウンデッド・コグニション)
概念は、経験から保存された感覚と運動の状態の再活性化であって、抽象的な記号ではありません。
答える問い: 概念を理解することは、その経験を再現することなのでしょうか。
含まれないもの： 抽象的な概念は、感覚による再現では説明しにくいのです。
動かすのに必要： コンピューターは不要。脳、計算量は数えていません記録されている最初の年： 1999 1999年までに、Barsalou『Perceptual symbol systems』 出典
現象的自己モデル
自己であるという感覚は、脳が自分の身体と状態について作るモデルであり、脳はそれをモデルとして見ることができません。
答える問い: 自己とは、脳がシミュレーションだと気づいていないシミュレーションなのでしょうか。
含まれないもの： これは哲学的な枠組みであり、実験で検証された仕組みではありません。
動かすのに必要： コンピューターは不要。脳、計算量は数えていません記録されている最初の年： 2003 2003年までに、Metzinger『Being No One』 出典
身体所有感の錯覚
隠した手と見えているゴムの手を同時にブラシで撫でると、ゴムの手が自分の手のように感じられます。
答える問い: 脳は、どの体があなたのものかをどう決めているのでしょうか。
含まれないもの： 錯覚の強さは、人によって大きく違います。
動かすのに必要： コンピューターは不要。脳、計算量は数えていません記録されている最初の年： 1998 1998年までに、Botvinick と Cohen、ラバーハンド錯覚 出典
身体化された言語シミュレーション
文を理解するときには、その文が描く場面を、形や向きも含めて頭の中でシミュレートします。
答える問い: 読み手は、読みながら頭の中に場面を組み立てるのでしょうか。
含まれないもの： 再現実験によっては、効果が弱いものもあります。
動かすのに必要： コンピューターは不要。脳、計算量は数えていません記録されている最初の年： 2001 2001年までに、Stanfield と Zwaan『implied orientation and picture recognition』 出典
直観物理エンジン
脳は、頭の中で近似的な物理シミュレーションを走らせて、物がどう落ち、ぶつかり、積み重なるかを予測します。
答える問い: 倒れる塔を判断するのに、内部の物理シミュレーションが使われているのでしょうか。
含まれないもの： このモデルは、ある判断には合いますが、別の判断には合いません。
動かすのに必要： 約109 FLOPS 概算 ノートパソコン、1回の判定につき数秒記録されている最初の年： 2013 2013年までに、Battaglia、Hamrick、Tenenbaum『Simulation as an engine of physical scene understanding』 出典