博士論文 - 同期性 (Synchrony)

By Chen Lam LOH

エナクティビズムの出現と発展に伴い、認知科学は、個々の脳を研究するより伝統的なアプローチから、個々の生物とその環境との関係をより包括的に検討する方向へと移行してきました。当然、社会的二者相互作用の研究が行われるようになりました。表象主義的アプローチから移行すると、世界には、計算を実行すべき所定の構造が存在しなくなります。私たちが世界をどのように認識するかは、世界との重要なつながりを発見し学習する私たちの能力によって異なります。身体化のため、2人の個人間の相互作用を単に、2つの「浮遊」脳の間の対話として扱うことはできません。身体は、相互作用のダイナミクスの形成に重要な役割を果たします。

現在では、EEGまたはMRIを使用したハイパースキャニング技術の出現により、2人の異なる個人における神経活動を調べることが可能となっています。その結果、異なる周波数帯および異なる領域において、脳と脳の間の同期性のエビデンスが得られています。これにより、興味深い問題が提起されます。2人が同じ刺激を同時に認識していないにもかかわらず、どのようにして同期性が生じたのでしょうか。また、運動の同期の時間尺度は神経の同期の時間尺度よりもはるかに遅くなっています。脳間同期の一般的な数理モデルはこれまでのところ、見つけられていません。もしこの問題に対する理論的解決法を数学的に作成することができれば、この研究領域に存在する多くの問題を解決することができると考えられます。

理論的、数値的、実験的アプローチを通じて、本プロジェクトでは以下のことを目的としています。

脳間同期性を説明する理論的モデルの作成
モデルを検証するための社会的相互用実験の実施
脳間同期性の基盤となる生理学的機構および神経機構の研究

現在、進化遺伝アルゴリズムを適用して、振動子間同期を可能にするコンフィグレーションを見つけるために、Kuramoto結合振動子モデルを使用しています。社会的相互作用が、さまざまな時空的尺度に関わる、自己組織化した動的で周期的な階層システムであると仮定すると、遅延、結合および身体性の影響が、二者相互作用に通常観察される協調遮断または順序交代現象に重要な役割を果たしている可能性があります。