[論文レビュー] A Philosophical Understanding of Representation for Neuroscience

Ben Baker, Benjamin Lansdell+1 more|arXiv (Cornell University)|Feb 12, 2021

Philosophy and History of Science参考文献 16被引用数 7

ひとこと要約

この論文は、神経科学における神経表象の概念を明確化するために、対応性、機能的役割、目的論の3次元的哲学的枠組みを提唱する。心の哲学からの知見を統合することで、神経表象の主張を妥当化するには、すべての3つの側面が実証的に裏付けられなければならないと主張し、認知神経科学およびシステム神経科学における科学的厳密性とコミュニケーションの質を向上させる。

ABSTRACT

Neuroscientists often describe neural activity as a representation of something, or claim to have found evidence for a neural representation. But what do these statements mean? The reasons to call some neural activity a representation and the assumptions that come with this term are not generally made clear from its common uses in neuroscience. Representation is a central concept in philosophy of mind, with a rich history going back to the ancient period. In order to clarify its usage in neuroscience, here we advance a link between the connotations of this term across these disciplines. We draw on a broad range of discourse in philosophy to distinguish three key aspects of representation: correspondence, functional role, and teleology. We argue that each of these aspects are implied by the explanatory role the term plays in neuroscience. However, evidence related to all three aspects is rarely presented or discussed in the course of individual studies that aim to identify representations. Overlooking the significance of all three aspects hinders communication in neuroscience, as it obscures the limitations of experimental paradigms and conceals gaps in our understanding of the phenomena of primary interest. Working from this three-part view, we discuss how to move toward clearer communication about representations in the brain.

研究の動機と目的

• 神経科学における「表象」の曖昧で一貫性のない使用を、哲学的基盤に裏付けられて明確化すること。
• 神経科学における表象の説明的使用を支える3つの核心的次元、すなわち対応性、機能的役割、目的論を特定すること。
• 神経科学的研究において表象主張の明確な正当化が欠落していることによる、再現性と理論的整合性の欠如を是正すること。
• すべての3つの表象次元にわたる証拠を要請することで、より明確なコミュニケーションとより厳密な実験設計を促進すること。
• 哲学的表象理論と実証的神経科学実務の間の溝を埋めること。

提案手法

• 心の哲学における歴史的および現代的議論を基に、表象の3つの側面（対応性：真実性と世界の一致、機能的役割：因果的寄与、目的論：進化的または適応的意義）を定義し、区別すること。
• 神経表象を同定すると主張する既存の神経科学論文を分析し、それらが3つの側面のすべてに証拠を提供しているかどうかを評価すること。
• 概念的分析を用いて、「表象」という用語の説明的力が、3つの次元をすべて満たすことに依存することを示すこと。
• 対応性、機能的役割、目的論の証拠の有無と強度に基づいて、表象主張を評価する枠組みを提唱すること。
• 感覚、運動、認知神経科学の事例研究にその枠組みを適用し、実用的有用性を示すこと。
• 研究者がデータがどの表象側面を裏付けるかを明示するよう要請することで、研究手法の透明性を高めること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 神経科学者が神経活動が刺激や行動を表象すると主張するとき、具体的に何を意味しているのか？
• RQ2 なぜ「表象」という用語が神経科学で頻繁に使われているが、その適用に明確な基準がないのか？
• RQ3 神経科学における表象概念の背後にある哲学的基盤は何か？ そして、それらを明確にすることは可能か？
• RQ4 対応性、機能的役割、目的論の3つの次元が、神経表象の主張をどのように総合的に支持または損なうのか？
• RQ5 神経表象の主張が科学的に妥当であることを保証するには、実験設計と報告方法にどのような変更が必要か？

主な発見

• 神経科学における「表象」という用語は、暗黙的に3つの哲学的次元に依存している：対応性（神経活動が外部状態と一致する正確さ）、機能的役割（行動に因果的に寄与する役割）、目的論（適応的意義）。
• 大多数の神経科学的研究では、3つの次元のすべてに証拠を提供しておらず、神経表象に関する主張が曖昧または正当化されていない。
• 3つの側面のいずれに対しても明確な正当化がないことは、神経表象主張の解釈可能性と再現性を制限する。
• 神経科学者たちはしばしば対応性と機能的役割を仮定しているが、実証的検証を経ずに、特に目的論的正当化を無視している。
• 哲学的分析を神経科学の研究手法に統合することで、理論的明確性が向上し、概念的混乱が軽減される。
• 3つの次元に基づく枠組みは、表象主張のより厳密な評価を可能にし、報告の透明性を促進する。