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医学よもやま話

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脳内で行われる統計処理

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脳が判断するときはサイコロを振っているわけではない。

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統計学が雑多なデータから特定のパターンを取り出すのと同じように我々の脳も判断に至る信頼の感情を作り出します。この信頼の感情は判断を行う上で重要であり、誤る可能性があっても、人間の主観は客観的な計算に基づきます。

 

あなたが、教えられた道順通りに進んでも、目指すレストランが見つからないとします。あなたは更に進みますか?あなたが更に進むかどうかは、教えられた道順を信頼しているかどうかにかかています。

 

私達は信頼を感情として捉えていますが、脳は客観的な統計計算を行って判断しています。

 

アメリカのコールド・スプリング・ハーバー研究所(Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL))の研究チームは脳が統計計算をどのように行っているかを研究し、研究成果を同研究所のホームページで公表しました。

 

 

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あなたが、レストランへの道順を電話で聞いて、「3つ目の信号で左折し、その後直進する、その後レストランは右側に見えてくる」と理解したと仮定します。10分前にすでに道路を左折していますが、まだレストランは見えてこない場合、直進を続けますか?

 

行動の継続は信頼の有無により左右されることが分かってきました。

 

あなたは道順を正確に聞きましたか?

3つ目の信号で左折しましたか?

レストランを過ぎていませんか?

道順が誤っている可能性はありませんか?

 

 

人間の脳は入ってくるデータを休みなく処理して統計判断を行い、信頼と呼ばれる感情に変換します。この信頼の感情は判断を行う上で重要であり、人間は誤る可能性があっても、人間の主観は客観的な計算に基づきます。

 

信頼の感情は最終的にはコンピュータと同じような統計計算に基づいています。特に、人間は現実から得られた信頼を重視します。

 

もし、信頼が揺らいだら、どうなるでしょうか?

 

もし私達が信頼の感情を最適に評価できなかったら、レストランを探すために何時間も運転し続けることになるでしょう。

 

統計の専門家が信頼性を評価するときは、データを調べます。サンプリングを行い、その後、サンプリングに基づいて結論を出します。信頼の感情と客観的な計算が関係していることは直感的に分かりますが、どのくらい関係しているかを調べる必要があります。

 

各人がどんな証拠に基づいて判断を下しているかが調べられました。信頼の感情と最適な統計学的解答を比較し、人の判断を決定づける証拠が定量化できれば、同じ証拠を使って統計アルゴリズムを良好に機能させることが出来ます。

 

人とコンピューターの能力を比較するためにビデオゲームが制作されました。被験者に連続したクリック音を聞かせ、どのクリック音が早いかを判定させました。被験者は判定する度に1(当てずっぽ)から5(強い確信)のレベルの信頼度を付けさせました。この結果、人間の反応は統計計算に似ていることが分かりました。統計学が雑多なデータから特定のパターンを取り出すのと同じように脳も判断に至る信頼の感情を作り出します。

 

人間の信頼のモデルは付随する実験にも応用出来ました。問題解決に必要な情報を複雑にして、様々な国の人口を比較させる実験が行われました。

 

 

本研究の最終目標は、信頼のモデルを構築して、脳の統計処理機能がどのようにデータを処理しているかを突き止めることです。

 

研究結果から、知覚及び他のデータを客観的に処理することにより得られた統計が脳の最終的な言語であるとの仮説が立てられました。

 

統計計算は人間の脳の判断部が行う初期推定かもしれません。人間の信頼の感情はこの統計計算とは同義ではありませんが、人間の信頼の感情はこの統計計算を正しく反映しています。更に複雑な状況においても、統計計算が信頼の感情の出発点となるでしょう。

 

信頼のモデルを使用することにより脳の信頼の感情をコントロールする中枢を見つけだし、神経回路の理解に役立つことでしょう。信頼の感情を理論付けることにより脳が実際にどのように信頼の感情を持ち、神経細胞がどのように処理を行っているかが解明できるでしょう。

 

脳内で行われている統計処理を研究することにより、統計、特に機械学習の分野が進展する可能性があります。

 

従って、難しい問題を実際に解くときは、人間のほうがコンピューターより優れていると言えます。

 

脳は統計処理により判断を下します。サイコロを振っているわけではありません。

 

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