対称性の生物学的由来 biological origin of symmetry
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対称性の生物学的由来 Biological origin of symmetry. 山﨑 由美子. 独立行政法人理化学研究所 象徴概念発達研究チーム. 非論理的推論としての対称性 / 刺激等価性. Stimulus equivalence/ Equivalence relations 刺激等価性 / 等価関係 (Sidman) > 対称性. - A relation that arises between stimuli without any perceptual similarity - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
対称性の生物学的由来対称性の生物学的由来Biological origin of Biological origin of
symmetrysymmetry
山﨑 由美子独立行政法人理化学研究所 象徴概念発達研究チーム
Stimulus equivalence/ Equivalence relationsStimulus equivalence/ Equivalence relations
刺激等価性刺激等価性 / / 等価関係 等価関係 (Sidman) > (Sidman) > 対称性対称性
非論理的推論としての対称性非論理的推論としての対称性 / / 刺激等価性刺激等価性
APPLE
CCBB
Trained
Untrained
AAAPPLE
Symm
etry
Symm
etry
SymmetrySymmetry
Transitivity
TransitivityEquivalence
Equivalence
APPLE
CC
APPLEAPPLE
CCBB
Trained
Untrained
Trained
Untrained
AAAPPLE
Symm
etry
Symm
etry
SymmetrySymmetry
Transitivity
TransitivityEquivalence
Equivalence
- A relation that arises between stimuli without any perceptual similarity
- Formed through the shaping of functionally identical responses (Yamamoto, 1992)
- Stimulus substitutability (Green & Saunders, 1998)
対称性対称性SymmetrySymmetry
APPLE
Auditory stimulus Visual stimulus
ORANGE
Matching-to-sample procedure
Conditional discriminationsConditional discriminations vs.vs.
Matching-to-sample?Matching-to-sample?
Conditional discriminationsConditional discriminationsIf a, then bIf a, then b
Matching-to-sampleMatching-to-samplea R ba R b
いくつかの条件性弁別 見本刺激と比較刺激の交換可能性を含めた刺激間の学習
Sample
ならば
ならば
Robust evidence in human subjectsRobust evidence in human subjects
Sidman (1971) : Microcephaly
Sidman & Cresson (1973) : Down’s syndrome
Sidman et al. (1982) : 4- and 5-year children
Lipkens et al. (1993) : symmetry in normal children up to 17-months old
Yamamoto (1994) : severe autistic child without productive language
O'Donnell & Saunders (2003): severe mental retardation without functional language
・言語が対称性の必要条件ではない
・シンボルを使ったコミュニケーションを可能にする条件の一つ?
Authors Year Subject Equivalence?
Sidman et al. 1982 アヌビスヒヒアカゲザル
No (symmetry)
D’Amato et al. 1985 フサオマキザル
デンショバト
No (symmetry, equivalence) Transitivity
No (symmetry, equivalence, Transitivity)
Lipkens et al. 1988 デンショバト No (symmetry, equivalence)
Tobayama & Murayama
1997 シロイルカ No (symmetry, equivalence)
Transitivity
Dugdale & Lowe 1990
2000
チンパンジー No (symmetry)
Yamazaki 2001 デンショバトハシブトガラス
No (symmetry, equivalence, Transitivity)
Failures found in Non-human subjectsFailures found in Non-human subjects
なぜヒト以外の動物では対称性がほとんど示されないのか
ヒトとヒト以外の動物では対称性に限らず、認知能力一般に違いが大きい --- 基本的認知能力の差
対称性もヒト以外の動物に教えればできる --- 行動履歴の差
対称性を支える神経基盤がヒト以外の動物にはないのでは --- 神経機構の差
DiscriminationCategorization
AbstractionConcept
ReasoningNumerosity
....??
認知能力の差 ?
Modified from Herrnstein (1990)
DiscriminationDiscrimination
CategorizationCategorization
ConceptConceptnatural conceptnatural concept
abstract conceptabstract concept
Degree of abstraction
Degree of abstraction
relational conceptrelational concept
by roteby rote
by featureby feature
symmetryこの辺?
symmetryこの辺?
確かに、行動履歴は対称性成立に影響確かに、行動履歴は対称性成立に影響を及ぼしているを及ぼしている
・” Repeated training and testing” --- 訓練とテストを重ねると等価性反応が増えていく
Yamamoto & Asano (1995)・ Facilitation was observed after repeated training and testing in a chimpanzee
・” Multiple exemplar training” --- たくさん訓練した後、未訓練刺激を使って転移をテストする
Schusterman & Kastak (1993)Schusterman & Kastak (1993)・・ equivalence relations in a equivalence relations in a sea lionsea lion・・ trained with 12 pairs, tested on remaining 18 pairstrained with 12 pairs, tested on remaining 18 pairs
行動履歴の差 ?
対称性テストにさらされることが大事?
A1-B1A2-B2A3-B3A4-B4
1. BASELINE 2. SYMMETRY TRAINING
3. SYMMETRY TEST
Symmetry can be generalized in any species?Symmetry can be generalized in any species?
A1-B1A2-B2A3-B3A4-B4
A1-B1A2-B2A3-B3A4-B4
行動履歴の差 ?
デンショバト
Functional equivalence:Functional equivalence:
Equivalence through sharing outcomesEquivalence through sharing outcomes
Arbitrary MTS
“if A, then B”
(Equivalence relations)
みかん Orange
りんご
Apple
A B
Repeated reversals
“A≡B”
(Functional equivalence)
みかん
Orange
りんご
Apple
GO (food)
NOGO (no food)
====
行動履歴の差 ?
Symmetry in Set 1Symmetry in Set 1
Symmetry in Set 2Symmetry in Set 2
Functional Equivalence
Stimulus equivalence
行動履歴の差 ?
対称性は”般化”、”転移”するような性質のものではない
Author Year Subject Equivalence?
Premack, D. 1976チンパンジー
Sarah
Symmetry(?)
Transitivity
Kojima 1984チンパンジー
Ai
No
(facilitation)
Tomonaga et al. 1991チンパンジー
ChloeSymmetry
Schusterman et al.
1993, 1998, 2001, 2002
カリフォルニアアシカRio, Rocky
ALL (sym, Trans, equiv)
Yamamoto & Asano
1995チンパンジー
Ai
No equivalence
Transitivity
Dugdale & Lowe1990
2000
チンパンジーLana, Sarah
No symmetry
言語訓練を受けたことのある被験体は?行動履歴の差 ?
行動履歴の差 ?
・どんな種でも、ある特定の履歴を、一定時間与えればよいというものではない
・それ以上の要因があるはず ( 種特異的なバイアスの存在、特殊な神経基盤 )
“own biases of operation” (Rumbaugh, 1995)
Schusterman & Kastak, 2002
Perfect establishment of equivalence relations in California sea lions
- BA, CB, AC, CA- functional equivalence- generalized identity- exclusion
行動履歴以上とは?
対称性を示す種のバイアスの源は何か
Intimate relationship between mother and child
multi-modal matching is required in pups
Social structure
within-group communication
Social communications
between-group communication (ex. fighting)
(Schusterman et al., 2000)
A 組 B 組 C 組他者との関係
社会構造
行動履歴以上とは?
Lessons from successful subjects:Lessons from successful subjects: 対称性が成立したヒト以外の動物間の共通対称性が成立したヒト以外の動物間の共通性性
対称性が成立したヒト以外の動物の共通項Chimpanzee (Tomonaga et al. 1991)
California sea lions (ex. Schusterman & Kastak, 1993)
Generalized identity matching
「同じ」の概念
Matching by exclusion
排他律
行動履歴以上とは?
Generalized Identity Matching
Matching by Exclusion
- A ならば A, B ならば B
- どんな時、どんな場所にあろうと、「おなじ」とみなす
- A ならば B → A でないならば B でない
- 相互排他性、一対一対応の原則
- アシカ、イルカ、チンパンジー
Sample Sample
Sample
行動履歴以上とは?
訓練
テス
ト
““Logical” development of exclusion Logical” development of exclusion involving “illogical” inferenceinvolving “illogical” inference
p→q
条件法~p→~q
排他律q→p
対称性対偶
~q→~p
1.条件法ができる
2.対称性が成立する
3.1と2の対偶ができる ( 排他律 )
はじめに非論理的推論 ( 生物学的バイアスのかかった発達 )その後論理的推論 ( 認知操作の発達 )
行動履歴以上とは?
1.条件法ができる
2.対称性、続いて排他律が成立する
3.1の対偶ができる
APPLE
CCBB
Trained
Untrained
17 m
.
17 m
. 17 m.
17 m.
AA
APPLE
24 m.24 m.
Verbal exclusion: 27 m.Verbal exclusion: 27 m.
APPLE
CCBB
Trained
Untrained
17 m
.
17 m
. 17 m.
17 m.
AA
APPLE
24 m.24 m.
Verbal exclusion: 27 m.Verbal exclusion: 27 m.
APPLE
CC
APPLEAPPLE
CCBB
Trained
Untrained
Trained
Untrained
17 m
.
17 m
. 17 m.
17 m.
AA
APPLE
24 m.24 m.
Verbal exclusion: 27 m.Verbal exclusion: 27 m.
Lipkens et al., 1993Lipkens et al., 1993
Dickins et al., 2001
Dickins et al. (2001)
No Broca’s area, Left lateralization in DLPFC & BA10
推移性○
推移性 ×
Verbal fluency
神経機構の差 ?
A
B
C
0ms 1500 2300 Response
Feedback
Ogawa, Yamazaki, Ueno, Cheng, Iriki (2007).
Neural correlates of human specific illogicality in stimulus equivalence paradigm.
Subject :adult human
Training (feedback)
Check (>90% Correct)
fMRI (differential/ nondifferential feedback)
Fixation
Baseline
Test
Trained relations (10) Untrained (5) and trained (5) relations
A
B
C
n.s.
n.s.
** *
** *
Behavioral result
Generalization : CB symmetry?
BA (BA > AB) CB (CB > BC)
Imaging Result (p<.005, FDR corrected)
AC (AC > AB, BC) CA (CA > AB, BC)
IPA (intraparietal area, area 7) : illogically symmetrical inference is made by ignoring relational orders
MFC (medial prefrontal cortex, 8(6,9)) : finding whether the presented stimuli were trained or untrained. Category formation involved. Sensitive to conflict, discrepancy and error (Yeung 2006; Ridderinkhof 2004; Rushworth 2001).
RPFC (right prefrontal cortex, 46) : decision that presented pairs are trained or untrained, abstract category in fornto-parietal network.
Conditional discriminationsGeneralized Identity
MatchingSymmetry
Exclusion, Transitivity
Illogical + logical logical
p q Generalized Identity Matching
Symmetry
Conditional discriminationsGeneralized Identity Matching
SymmetryExclusion, Transitivity
1. p→q
条件法3. ~p→~q
排他律2. q→p
対称性3. 対偶~q→~p
Illogical logical
Symbol acquisition/Symbol manipulation
IPCParieto-frontal connection
General Cognitive manipulation
PFC
Conditional discriminationsGeneralized Identity
MatchingSymmetry, Exclusion,
Transitivity, Equivalence
Conditional discriminationsGeneralized Identity Matching
Symmetry, Exclusion, Transitivity, Equivalence
対称性の成立に関わる脳部位、神経連絡の推定
神経連絡を構築するアプローチ?