認知的トレードオフ仮説
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認知的トレードオフ仮説（にんちてきトレードオフかせつ、英: cognitive tradeoff hypothesis）は、人類の進化において、短期的なワーキングメモリと複雑な言語能力の間に進化的トレードオフがあったとする仮説である。具体的には、初期ヒト族は、チンパンジーに見られる強力なワーキングメモリを犠牲にして、言語で用いられるより複雑な表象や階層的構成を獲得したとされる。この理論は、日本の霊長類学者で、京都大学京都大学霊長類研究所の元所長である松沢哲郎によって最初に提唱された。
松沢は、進化のある時点で、脳容量の制約により、人間の脳は新しい機能を獲得する一方で、他の機能を失った可能性があると示唆している。すなわち、言語を獲得する一方で、視空間的かつ時間的な記憶保持能力を失った、という見方である。
関連研究
チンパンジーの知能を研究対象とする松沢は、論文「Symbolic representation of number in chimpanzees」において、チンパンジーが視覚刺激を即座に捉えて保持する記憶で人間を上回る理由を説明する可能性として、トレードオフ仮説を提示した。[1]
この仮説の背景について、松沢は次のように説明している。人間とチンパンジーの共通祖先は、同種の記憶能力を持っていた可能性がある。しかし人類進化の過程で、人間はその能力を失う一方で、表象、チャンク化、階層的構成、統語規則など、言語に関連する能力を獲得した。進化のある時点で脳容量には限界があったため、新しい機能を獲得するためには、何らかの機能を失う必要があった、という説明である。[2]
アイ・プロジェクトの一部として、京都大学霊長類研究所の松沢の研究室では、チンパンジーに対し、画面上に短時間だけ表示される一連の数字とその位置を記憶する課題が訓練された。この研究では、チンパンジーが人間の被験者より高い正確性と速度で課題を完了し、チンパンジーのワーキングメモリ能力がより強力であることが示唆された。
チンパンジーは、画面上に短時間表示された数字を記憶する課題において成人の人間を上回ったが、[1] 研究者たちは、模倣、異種感覚間照合、記号と指示対象の対称性、一対一対応など、他のさまざまな認知課題ではチンパンジーの熟達度が低いことを見いだした。松沢は、人間と現生の最も近縁な親族であるチンパンジーとの間に見られる認知能力の差を説明するために、認知的トレードオフ仮説を提唱した。
反応と批判
松沢は、自身のトレードオフ理論は系統学的観点と個体発生的観点の両方から支持されると主張している。人間では、若年者が特定の記憶課題で成人を上回ることがある。認知発達の過程で、人間の子どもは言語能力を獲得する代償として、チンパンジーに似た写真記憶的能力を失う可能性がある、という説明である。
一部の批判者は、認知的トレードオフ仮説と矛盾する研究を挙げている。第一に、新しい能力を獲得するために必ずしも既存の機能を失う必要はないという指摘がある。人間の脳はチンパンジーの脳のおよそ3倍の大きさを持つ。さらに、記憶、注意、意識、思考に重要な役割を果たす人間の大脳皮質には、チンパンジーの同じ領域のおよそ2倍の細胞が含まれる。[3]
第二に、チンパンジーと人間は最近の進化においてまったく異なる環境に置かれ、異なる生存上の必要性を持ってきた。そのため、松沢が論じたワーキングメモリ能力やその他の認知機能の差は、「トレードオフ」というよりも、それぞれの環境への適応である可能性がある。
とくに練習効果を考慮した場合、チンパンジーの能力が人間の能力より優れているかどうかについては不確実性が残る。[4] 人間を対象とした研究では、適切な訓練を受けた人間は、短い遅延を伴う視覚的ワーキングメモリ課題の一部で、最も優れたチンパンジーの成績に匹敵するか、それを上回ることができることが示されている。ただし、同時に提示される刺激数が多い課題では、チンパンジーがなお人間を上回る可能性がある。
Silberberg and Kearns (2009)[5]は、210ミリ秒の遅延試行で十分な訓練を受けた人間が、アユムの成績に匹敵できることを見いだした。しかしアユムは、210ミリ秒で高い成績を示す前に、短い遅延での訓練を受けていなかった。Cook and Wilson (2010)[6]は、チンパンジーが時間制限のない課題訓練で示した平均遅延と同じ650ミリ秒の遅延を用い、2人の大学生を同じ課題で訓練した。[7] 650ミリ秒の訓練試行を6000回行った後、その人間参加者は、5個の数字を用いた210ミリ秒条件で検査され、それぞれ94%と96%の正答率を示した。これは報告されたいずれのチンパンジーよりも有意に高かった。
その後、マックス・プランク研究所のSean Robertsによる研究[8]も、人間の成績における訓練の重要性を示したが、7個以上の同時刺激を伴う試行では、チンパンジーがなお人間を上回る可能性を示唆した。チンパンジーは、210ミリ秒で8個の数字を提示された場合に80%の正答率を示したと報告されている。一方で、多数の人間参加者の中で最も成績の高かった参加者でも、210ミリ秒で6個の数字を提示された条件において80%の正答率に達したにすぎなかった。この研究で最も多くの試行を行った人間は3382試行を完了しており、Cook and Wilsonの研究における参加者の訓練試行数の半分をわずかに上回る程度であった。アユムや他の高成績のチンパンジーは、この課題および関連課題について何年にもわたり毎日の経験を積んでいたため、検査されたどの人間よりもはるかに多くの試行を行っていた可能性が高い。
大衆文化において
認知的トレードオフ仮説は、Viagra Boysのアルバム『Cave World』に収録された同名の楽曲で言及されている。
関連項目
- アイ (チンパンジー)
- アユム
- 動物の意識
- 神経心理検査
- 霊長類の認知
- ワーキングメモリ