[論文レビュー] In search for an alternative to the computer metaphor of the mind and brain

Damian G. Kelty‐Stephen, Paul E. Cisek+9 more|arXiv (Cornell University)|Jun 9, 2022

Cognitive Science and Education ResearchNeuroscience被引用数 17

ひとこと要約

この論文は、認知科学における支配的であるコンピュータ比喩を挑戦し、認知の非計算的で身体的・動的側面をよりよく捉えるために、心と脳の代替比喩を提案する。多様な分野の分析を通じて、著者たちは計算モデルの限界を特定し、物理学、生態学、力学系に基づく比喩を今後の知能行動および意識に関する研究を導くものとして提唱する。

ABSTRACT

The brain-as-computer metaphor has anchored the professed computational nature of the mind, wresting it down from the intangible logic of Platonic philosophy to a material basis for empirical science. However, as with many long-lasting metaphors in science, the computer metaphor has been explored and stretched long enough to reveal its boundaries. These boundaries highlight widening gaps in our understanding of the brain's role in an organism's goal-directed, intelligent behaviors and thoughts. In search of a more appropriate metaphor that reflects the potentially noncomputable functions of mind and brain, eight author groups answer the following questions: (1) What do we understand by the computer metaphor of the brain and cognition? (2) What are some of the limitations of this computer metaphor? (3) What metaphor should replace the computational metaphor? (4) What findings support alternative metaphors? Despite agreeing about feeling the strain of the strictures of computer metaphors, the authors suggest an exciting diversity of possible metaphoric options for future research into the mind and brain.

研究の動機と目的

• 認知科学における長きにわたり支配的であったコンピュータ比喩を批判的に検討し、身体的で目的志向的な認知を説明するうえでのその限界を明らかにすること。
• 脳と心の非計算的機能を説明するうえで、計算比喩の限界を特定すること。
• 認知の動的で身体的・生態的性質をよりよく反映する代替比喩を検討し、提案すること。
• 神経科学、心理学、哲学からの比喩置き換えに関する多様な視点を統合することで、学際的 research を促進すること。
• 計算主義を超えて、より包括的な心と脳のモデルへと向かう今後の研究の基盤を提供すること。

提案手法

• 認知科学におけるコンピュータ比喩の概念的・実証的限界を、複数の著者による学際的分析を通じて検討すること。
• 力学系理論、身体的認知、生態的心理学の知見を活用し、代替比喩を提唱すること。
• 理論的および実証的知見の定性的統合を用いて、非計算的比喩の妥当性を評価すること。
• 4つの核心的問いを枠組みとして：コンピュータ比喩の理解、その限界の特定、代替案の提示、証拠による支持。
• 多様な科学的視点を統合し、計算主義を超える豊かな多様性を持つ比喩的代替案を生み出すこと。
• 計算的同等性よりも、現象学的・生態的妥当性をモデル化の基盤にすること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 コンピュータ比喩が脳と心の機能を説明するうえで、どのような根幹的仮定と限界を有しているか。
• RQ2 コンピュータ比喩は、生き物における身体的で目的志向的かつ適応的行動をどのように説明できないか。
• RQ3 認知および神経過程の非計算的で動的側面をよりよく表現できる代替比喩は何か。
• RQ4 非計算的比喩の妥当性を支持する、実証的および理論的知見は何か。
• RQ5 学際的連携は、計算を超えたより一貫性があり、実証的根拠に基づいた心と脳のモデルをどのように促進できるか。

主な発見

• コンピュータ比喩は基盤的であるが、認知および神経機能の動的で身体的・非計算的側面を捉えられていない。
• この比喩は、リアルタイムの身体的文脈における知覚、行動、意思決定のプロセスを理解するうえで、人工的な境界を設けている。
• 著者たちは、物理学（例：熱力学、場の理論）、生態学（例：ニッチ構築）、力学系からの比喩を含む、多様な代替比喩を提案している。
• 分野を越えて、計算比喩が認知の特定の側面について説明的有用性を失ったという合意が高まっている。
• 本論文は、意図性、出現、適応的行動といった非計算的関数が、記号的計算を超える比喩を必要とすることを示している。
• 提案された代替案の多様性は、単一の置き換え比喩ではなく、文脈に応じた多様で柔軟なモデルの必要性を示唆している。