Beyond the “Neural Correlates of Consciousness”: Characterizing the structure of consciousness and information and identifying their relationship

The mystery of consciousness—how subjective experience arises from physical and chemical brain processes—is one of modern science's greatest challenges. Approaches that define humans and animals solely by observable behavior cannot scientifically address the conscious experiences of patients with hallucinations or delusions, nor those of non-verbal patients, infants, or animals. Recently, researchers confronting consciousness directly have advanced empirical studies of the brain-consciousness relationship. This article reviews several promising frameworks for consciousness research and introduces the authors' own strategy: clarifying the structure of conscious experience, the structure of information generated by the brain, and the relationships between these structures. The mathematical tool of category theory is briefly introduced as a means to achieve this, along with future prospects.

Study at a glance

Abstract

我々が主観的に感じる意識と、脳の中で生じている物理・化学現象の間をつなぐ科学法則とは一体どのようなものだろうか？ 意識をめぐる謎は、現代科学が直面している謎の中でも最も巨大でかつ魅惑的なものの一つである。この謎を避け、人間や動物を外部から観測可能な行動のみから規定しようとする世界観では、幻覚・妄想などを訴える患者の意識の理解、さらには、言語報告のできない患者・乳児・動物の主観感覚の理解といった問題に、科学的なメスを入れることができない。近年、そのような世界観を乗り越え、意識の問題に真っ向から取り込もうとする科学者が中心となり、意識と脳の関係性を巡る実証的研究が大幅に進んできた。本稿では、現状見込みがあると考えられている意識研究のいくつかの研究の枠組みを概観する。さらに、従来の枠組みでは乗り越えるのが難しい意識の問題を解決するために、著者らが近年考えている方策を紹介する。著者らは意識経験の構造、さらに脳から生じる情報の構造、そして構造の間の関係性を明らかにする必要性があると考えている。本稿ではそれを可能にする数学的ツール、圏論も簡単に紹介し、今後の展望を述べる。