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Jul 19, 2023

研究者らは自由意志の背後にある脳のメカニズムを調査する

次のシナリオを想像してください。あなたと友人が近所を歩いているときに、横断歩道で止まりました。 待っている間、世界の騒音とあなたの内なる思考がすべてあなたの注意を引こうと競い合います。

次のシナリオを想像してください。あなたと友人が近所を歩いているときに、横断歩道で止まりました。 待っている間、世界の騒音とあなたの内なる思考がすべてあなたの注意を引こうと競い合います。 突然、自動車運転者が自転車にぶつかりそうになった場面が見られます。

「おお、それを見ましたか？」 あなたは友達に言います。

「確かにそう思いました。 それは完全にレストアされた 1967 年型フォード マスタングでした」と友人は、交通事故に遭いかけた車とは別の車のことを指して答えました。

同じ時間に同じ場所にいて、同じ景色を見ているにもかかわらず、あなたとあなたの友人は異なることに注意を払っています。

なぜ？ そしてどうやって？

可能性の 1 つは、環境内のさまざまな事柄が、異なる方法であなたの注意を引いたということです。 しかし、別の可能性としては、あなたとあなたの友人が何に注意を払うべきかについて自発的に決定し、それに応じて自由意志を行使したということです。

全米科学財団からの3年間の90万ドルの助成金を受けて、カリフォルニア大学デイビス心脳センター所長のジョージ・R・マングン特別教授は、現実的な自発的注意、つまり指示された注意の背後にある認知メカニズムをより深く理解するためのプロジェクトを立ち上げている。個人の自由意志によって。 このプロジェクトは、フロリダ大学の工学部の同僚と協力して実施されます。

「私たちが自由意志をどのように使って注意を集中させるかは、私たちの瞬間的な認識と意識に影響を与えます。」 — マングン

自発的注意の役割は、健康な脳機能を理解するために重要であるだけではない、と同氏は述べた。 脳の障害を理解するためにも重要です。

「ほぼすべての神経疾患や精神疾患は注意力の何らかの要素に影響しており、これにはパーキンソン病のように自由意志の欠如が含まれる場合があります」と彼は言う。

何十年にもわたって、神経科学者は、外部の手がかり（矢印などの単純な刺激）を使用して、研究対象者の注意を目の前の特定の場所に向けることによって、自発的注意の背後にある認知および神経メカニズムを調査してきました。 しかし、これは人間が自発的に注意を自然に起こす仕組みとは大きく異なります。

現実の世界では、たとえ気が散る可能性がある場合でも、私たちは自由意志によって、何に注意を払うかをコントロールすることができます。 この現実に対応するために、神経科学者は自発的な運動行動を通じて自由意志の概念を研究することが多く、研究参加者に研究者からの指示なしに自分の意志でボタンを押すよう求めます。

マングン氏のプロジェクトは、これら 2 つの研究分野を統合することになります。 注意を向けることは運動的なものではなく認知的な行為であるため、研究者らは自由意志と自発的な注意の両方を理解する上で重要な一歩を踏み出したいと考えている。

マングン氏のプロジェクトは、彼の研究室が自発的な意思決定に先立つ神経活動を分析して実施した以前の実験に基づいて構築される。

2014年にジャーナル・オブ・コグニティブ・ニューロサイエンスに掲載された研究で、マングン氏らは参加者にコンピューター画面の中央のスポットを見るように依頼した実験について詳しく語っている。 次に、参加者に、自由意志を使って画面上の別の場所に注意を向けるように促しましたが、注目した場所を直接見るために目を動かさずにそうするように指示しました。

この要求を行うことにより、研究者らは注意を払うという認知行為を、目を動かして見るという運動行為から分離しました。 マングン氏らは、参加者が自由意志を使って注意を集中させる前と後の両方で、参加者の脳波（脳波検査またはEEG信号）を記録した。

「被験者の自由意志による選択に先立って進行中の脳活動のパターンによって、被験者が後でどこに注意を向けようとしているかを予測できることが判明した」とマングン氏は述べた。 「神経科学の手法を使用することで、一種の心を読み取ることができました。」

Mangun の新しい NSF 助成金は、機械学習アプローチと高度な脳イメージング手法を適用して、これらの予測脳信号の神経基盤を正確に特定することで、次の一歩を踏み出します。 この高度に学際的なプロジェクトには、博士研究員の Sreenivasan Meyyappan や心理学の博士候補者 John Nadra などのエンジニアが結集します。