ベイズ推論から抽象画まで、芸術は脳の自己投影に過ぎないのか?

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私たちが芸術作品を鑑賞する際、脳は現実を忠実に再現しているのか、それともフィルターを通して個人的な視覚体験を構築しているのか?ノーベル生理学・医学賞受賞者であるエリック・カンデル(Eric Kandel)が提唱した「鑑賞者の貢献」(beholder's share)理論。この記事では、この神経美学の概念を出発点として、芸術鑑賞時の人間の脳の働きを分析します。この問いへの答えは、AIによる描画が登場して数年経った現在でも、chatGPTが生成したジブリ風のイラストがなぜ人気を博しているのかを説明できるかもしれません。

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画像出典:https://easy-peasy.ai/ai-image-generator/images/abstract-neuroscience-art-brain-neuron-connections-pre-1912-style

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鑑賞者の貢献、

あなたは受動的に芸術を鑑賞しているのではない

現代の人々にとってウィーンは音楽の都であり、シェーンブルン宮殿のバロック建築と博物館地区の芸術の宝が互いに輝きを放っています。心に直接響く芸術作品は、常に鑑賞者の最も繊細な感情の震えを呼び起こします。一方で、100年前のウィーン学派の多くの数学者や論理学者は、論理実証主義を通じて、経験と論理が世界を認識する唯一の信頼できる源泉であると指摘しようとしました。

しかし、芸術鑑賞と科学研究を切り離して考えると、認識の本質理解はしばしばジレンマに陥ります。芸術評論家は難解な用語で主観的な感情を描写し、まるで霧の中で花を鑑賞するよう全体像を捉えきれません。哲学者は抽象的な理論に固執して普遍的な法則を説明しようとしますが、それは靴の上から痒いところを掻くようなもので、核心に触れていません。ウィーン出身のエリック・カンデルは、スノーが提唱した「二つの文化」の融合経路を越えようと試みました。ハーバード大学で歴史と文学を専攻した彼は、フロイト学派の精神分析医アンナ・クリス(Anna Kris)との出会いをきっかけに、精神分析の理論的枠組みを徐々に乗り越え、海馬の神経シナプスの可塑性の研究から、人間の知覚と記憶形成の生物学的起源を探求しました。

エリック・カンデルが神経科学を用いて芸術鑑賞体験を説明する視点は、『なぜ抽象画が理解できないのか?前衛芸術の脳科学原理』(Reductionism in Art and Brain Science)という著書に詳述されています。本書の核心概念である「鑑賞者の貢献」理論は、人間が絵画を鑑賞する際に受動的に情報を受け取るのではなく、能動的に視覚構築に参加することを強調しています。視覚システムはキャンバスの二次元情報を脳が認識する三次元空間マッピングに変換し、同時に個人の記憶と感情の貯蔵を呼び起こし、画面の要素に独自の主観的解釈を与えます。この神経デコードと心理投射の二重のメカニズムが、芸術体験の生物学的基礎を構成しています。

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「鑑賞者の貢献」の神経回路フローチャート:「鑑賞者の貢献」に関わる神経回路には、視覚刺激と触覚刺激の処理、感情、動作、共感、心の理論の神経回路が含まれます。画像出典:CHRIS WILCOX、図/翻訳:存源

現代神経科学における予測符号化理論は、この観点に新たな視点を提供し、知覚の本質は脳が能動的に構築する心理的なイメージであると考えています。アニ・セスが論文『From unconscious inference to the beholder’s share: Predictive perception and human experience』で指摘しているように、「感覚信号自体は曖昧でノイズに満ちており、脳は事前知識(予測)に依存して信号源を確率的に推論する(すなわち、ベイズ推論を行う)」。

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図2、A:3つの皮質領域にまたがる階層的予測符号化の模式図;B:ベイズ推論と予測符号化に対する精度(Precision)の影響。画像出典:cell

予測符号化理論の枠組みによれば、印象派画家の革新的な創作手法は神経科学の原理と合致しています。モネの断片的な筆致とセザンヌの構造的な色彩は、意図的に視覚情報の「予測ギャップ」を作り出すことであり、つまり、鑑賞者の経験が画面の意味を決定し、物理的な刺激そのものではありません。例えば、セザンヌが描いた『松と赤土』では、画面の主要な対象である松の輪郭線が意図的に曖昧にされており、鑑賞者が周辺視野で処理する際に、海馬に蓄えられた樹木の形態記憶に頼って輪郭を補完する必要が生じます。

印象派の作品が伝統芸術の因習を打ち破ることができたのは、伝統的な視覚習慣に挑戦し、鑑賞者に世界をどのように知覚するかを再考させたからです。これらの絵画は単に自然を再現するのではなく、色彩と形式の配置を通じて、鑑賞者が「予測的知覚」を行い、既存の経験に基づいて画面の内容を推測・解釈するように導きます。

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セザンヌ作『松と赤土』(Large Pine and Red Earth)。画像出典:artchive.com

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抽象画はもはや難解ではない、

個人的な体験がそれを千差万別にする

ルネサンス期に科学的遠近法の法則が確立されて以来、西洋絵画は客観的再現から主観的表現へとパラダイムシフトを経験してきました。印象派の画家がアカデミックな光と影の規範を打ち破った後、キュビズムの画家が物体形態を解体し、最終的にカンディンスキーが抽象表現主義を開拓し、具象要素を完全に剥奪しました。この美術史の進化の系譜は、神経美学研究に天然の実験材料を提供しています。

コロンビア大学のセリア・ダーキン博士(Celia Durkin、エリック・カンデル門下)は、行動実験と機能的磁気共鳴画像法(fMRI)技術を通じて、脳活動の観点からこの主観的体験の痕跡を捉え、芸術の抽象度と知覚の分散度との関連性を定量化しようと試みました。

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C. Durkin, M. Apicella, C. Baldassano, E. Kandel, & D. Shohamy, The Beholder’s Share: Bridging art and neuroscience to study individual differences in subjective experience, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 122 (15) e2413871122, https://doi.org/10.1073/pnas.2413871122 (2025).

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Durkin, Celia. The Beholder’s Share: Bridging Art and Neuroscience to Study Subjective Experience. Columbia University, 2023.

ある実験では、研究者は異なる種類の芸術が引き起こす集団の差異を定量化しようと試みました。結果、抽象芸術に対する個人の評価は様々で、ある人はその抽象芸術作品が明日展示されるべきだと主張する一方で、同じ作品がギャラリーに入る資格を得るには1年待つべきだと考える人もいました。これは本稿で「時空間評価分散度」と呼ばれ、参加者の抽象作品に対する主観的評価と有意な正の相関を示しました。

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図3:行動実験デザイン。840名のオンライン参加者がそれぞれ1枚の絵画(全21枚、各40名が鑑賞)を鑑賞し、各自がアートコンサルタントであると想像。絵画を見た後、「明日オープンするギャラリー」に入れるべきか、「1年後にオープンするギャラリー」に入れるべきか、また地元の美術館か、他州の美術館に入れるべきかを判断。画像出典:PNAS

この画期的な研究は、「鑑賞者の貢献」の行動的表象を検証しただけでなく、神経画像技術を通じて、抽象芸術が個別の認知処理をより強く誘発するという行動レベルの証拠を明らかにしました。その背後で何が起こっているのかを解明するため、研究者は2段階の実験を設計しました。最初の段階では行動学的な研究で現象を確認し、次の段階では機能的磁気共鳴画像法(fMRI)を用いて思考過程のリアルタイムの脳活動を捕捉しました。

実験では、研究者は同一の芸術家が制作した21枚の絵画を選択し、具象芸術(Representational art)、非確定性芸術(Indeterminate art)、抽象芸術(Abstract art)の3つのカテゴリに分類しました。芸術訓練を受けていない30名の一般人がこれらの絵画に直面した際、同様の質問、すなわち「この絵画は明日展示されるべきか、それとも1年後に展示されるべきか」と問われ、さらに絵画を言葉で描写するよう求められました。この際、参加者は4秒間思考し、同時にfMRIによって脳の活性化領域が記録されました。

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図4:神経反応実験デザイン。画像出典:PNAS

神経画像データは、芸術知覚の段階的な処理メカニズムを明らかにしました。視覚情報処理の初期段階、例えば後頭極や紡錘状回などの領域では、あらゆる種類の芸術作品が類似の領域を活性化し、視覚入力自体が差異を引き起こしていないことを示しました。一方、高次認知処理段階では、異なる種類の芸術が個性的な差異を示しました。抽象芸術は、より多くの個人間の神経活動の差異を引き起こし、中でもデフォルトモードネットワーク(Default Mode Network, DMN)の活動が特に顕著でした。デフォルトモードネットワークは、自伝的記憶の検索や状況シミュレーション機能に密接に関連していると考えられており、これは抽象芸術が個人の経験の関与をより強く喚起する可能性があり、したがってその「鑑賞者の貢献」における主観的経験の介入の度合いが高いことを意味します。全体的な活性化レベルを制御した後も、抽象芸術と具象芸術間の差異は依然として存在しており、これは特定の絵画がより強い全体的な活性化を引き起こしたのではなく、個人の解釈方法が異なったためであることを示唆しています。

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図5:抽象芸術と具象芸術、および抽象度評価と脳波差異の程度の関係、ならびに抽象度評価と意味差異の散布図

自然言語モデルを用いた文字記述のセマンティック分析により、抽象芸術作品が具象作品よりも著しく大きな言語的差異を引き起こすことが示されました。このセマンティック多様性は、楔前部と内側前頭皮質における神経CSDと正の相関を示しました。同時に、被験者自身が絵画の「抽象性」を高く評価するほど、その脳反応と言語記述における個人間の差異が大きくなることが示され、これは抽象性が単なる芸術分類のラベルではなく、主観的体験に影響を与える重要な変数であることを示唆しています。

情緒背景制御実験では、実験参加者はまず肯定的、否定的、または中性的な情緒記憶を想起し、その後芸術作品を言葉で記述するよう求められました。実験の結果、肯定的な情緒を想起した参加者は、より感情豊かな形容詞を頻繁に使用する傾向があり、一方、否定的な情緒群は冷静で抑制された表現を好むことが分かりました。抽象芸術と情緒誘発の相互作用効果は特に顕著で、情緒誘導があった場合、具象芸術の記述における意味的差異はより小さくなりました。これは、抽象芸術がより大きな心理的空間を提供し、個人が自身の情緒経験や連想を自由に注入できることを反映しており、したがって、情緒誘導後、抽象芸術の主観的差異が最も顕著でした。

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図6:A. 各被験者群の情緒状態。B. 情緒スコアと最近経験した肯定的情緒との相関。C. 情緒スコアと最近経験した否定的情緒との相関。D. 情緒記憶誘導課題の模式図。E. 記憶記述における肯定的情緒語彙の割合。

そして、言語スタイルの差異も脳活動に反映され、特にデフォルトモードネットワーク領域で顕著でした。これは、主観的体験が芸術の種類だけでなく、個人の現在の精神状態によっても調整されることを示しています。この発見は、デフォルトモードネットワークが自己認識だけでなく、情緒記憶による主観的解釈の調整にも関与していることを支持します。

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神経科学は個性を受け入れ、

主観性をノイズと見なさなくなる

この研究の意義を議論する前に、まず冒頭の問いに答えましょう。AI描画が登場して数年後、なぜchatGPTが生成したジブリ風のイラストがいまだに人気を博しているのか?感情誘発の観点から見ると、こうした作品はジブリ作品の癒しの特性を継承し、鑑賞者に肯定的な感情体験を想起させると同時に、具象的な物語性を保持しており、ほとんどの人に共通の神経反応を引き起こすことができるため、広く受け入れられるのです。もしゴシック様式の作品であれば、おそらく評価は大きく異なったでしょう。

禅宗の「一花一世界」という哲学は、「鑑賞者の貢献」仮説と時空を超えて響き合っています。伝統的な科学研究は個体差を排除し、再現可能な平均効果を追求する傾向がありますが、これはまさに主観的体験の本質を見落としています。もし私たちが主観性を排除すべきノイズではなく、意味のある情報源と見なすならば、個体間の認知の違いをよりよく理解できる可能性があります。「鑑賞者の貢献」は単なる芸術鑑賞の概念ではなく、人間の心の多様性と創造性を理解する鍵です。主観性自体が意味のある認知信号であり、個人が先行経験を利用して世界の理解を構築する方法を明らかにします。これと密接に関連するデフォルトモードネットワークは、創造的思考、記憶の再構築、感情調整、未来の想像などの認知プロセスに深く関与している可能性があります。

主観的体験を研究したい場合、抽象芸術と自由記述のパラダイムを組み合わせることは、独自の利点を示します。従来の選択式問題や評価尺度と比較して、被験者に絵画から受けた感情を自由に記述させる実験デザインは、自然言語処理における意味ベクトル分析技術と連携することで、言語表現の個体差を効果的に捉えることができます。これは個体差研究に新たな道を開きます。このようなテキストデータが同時に収集された神経画像データと相互検証されるとき、研究者は主観的体験の差異の神経生物学的起源を辿ることができ、認知多様性研究に新たな側面を切り開きます。

芸術は単に美の対象であるだけでなく、主観的な心への橋渡しでもあります。「観察者の貢献」は、すべての鑑賞者がユニークな知覚主体であり、私たちの任務は、科学的な方法でこの世界の本来の姿を描写することであると私たちに思い出させます。この基礎の上に、将来的には、患者の芸術に対する主観的な記述を分析することで精神疾患の診断を補助できるかもしれません。例えば、成人の被験者が映画の断片を視聴する際の神経活動を通じて、被験者がうつ病を患っているかどうかを予測する [1]。さらに、芸術を利用して精神疾患の症状を緩和し、PTSDやアルツハイマー病などの治療を補助することも可能です。

教育においては、芸術を活用して学生の主観的な連想を刺激し、創造的思考を促進する試みが可能です。画像からテキストを生成することで、アーティストがより多くのアイデアを探求し、創作を支援することもできます。人間による探求と人工知能の活用を調和的に融合させることで、新たな創造的なワークフローが発見されるかもしれません。

AI研究者はまた、人間が芸術作品を主観的に解釈する能力を再現するモデルを構築することもできます。例えば、異なる視覚データセットで訓練された同じニューラルネットワーク(ResNet50)を使用して、人々の個別の視覚経験の多様性をシミュレートし、抽象画と具象画の間でネットワークの活性化の違いを比較しました[2]。この技術経路は、広く応用されているAIスタイル転送と呼応しており、システムがゴッホの『星月夜』の筆致特徴を写真作品に転送する際、それは実質的に特定のパターンに基づいたトップダウンの知覚再構築を実行しています。

芸術体験に関する神経科学研究は、芸術家と神経科学の両方にとってWin-Winであるべきです。芸術も科学も、私たちを取り巻く世界を理解し記述しようとしますが、その方法とコミュニケーションの仕方が異なります。芸術は感情や理解を喚起することによって、より記憶に残る体験を生み出し、科学は経験的観察と推論のツールを提供します。芸術は進化的に、人間の脳の独自性と関連しており、性淘汰による生理的衝撃とも関連しています。

認知神経科学の研究は、芸術が単なる記号システムではなく、創造者の意図と鑑賞者の経験が融合する多次元的な相互作用プロセスであることを示しており、この相互作用は個人の認知背景と神経可塑性によって共同で調整されます。芸術体験の特異性を明らかにすることは、人間の体験の複雑性を理解するための窓を開き、私たちの心が唯一無二である理由を垣間見せてくれます。これはビッグデータ時代において特に示唆に富んでおり、アルゴリズムが人間性をデータベクトルに単純化しようとする中で、芸術は私たちの心の複製不可能な豊かな側面を思い出させてくれます。

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芸術と神経科学の関係、画像出典:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC2815940/

芸術体験が主観的に構築されるからこそ、それは個人の心身の健康にとって不可欠です。好奇心、驚き、感動——芸術の創造者や鑑賞者に共通するこれらすべての特性は、内面が豊かな人にとって非常に重要です。私たちの脳内の約860億個の神経細胞からなる動的なネットワークは、その可塑性特性により、環境刺激の質が認知機能の形成にどう影響するかを決定します。環境が豊かであるほど、感覚体験は強くなり、安全で常に新しい方法で私たちの脳の再構築を促進し、将来の高速動作をサポートします。それはまるで、長時間起動し続けたコンピュータがハードディスクのデフラグメントを必要とするかのようです。芸術の鑑賞と創作は、健康的な生活習慣の一部となるべきです。

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[1]https://academic.oup.com/pnasnexus/article/3/3/pgae052/7618478?login=false

[2]https://jov.arvojournals.org/article.aspx?articleid=2792703

[3]https://aeon.co/videos/on-the-beholders-share-how-past-experience-influences-our-perception-of-art

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