混沌への視座

今日は少し脱線。

最近読み始めた本。
山田史生「混沌への視座」（春秋社）

前回のブログで久しぶりにVarelaについて触れたので、その流れで神経科学と仏教について。
うーん、この時点で何だかいきなり怪しい匂いをかぎ取る人もいるかもしれない。

仏教の世界観、例えば般若心経の「空」とか、初期仏教からの中心的な概念である「縁起」とか、龍樹の中論など・・、僕はそのあたりの入門書しか読んだことがないのだけれど、知れば知る程、仏教の世界観が現在の神経科学の一部が向かっている世界観に近いものがあるなあと感じる。

全く宗教に縁の無かった僕がいわゆる仏教思想に漠とした興味を持ち始めたのは、Edelmanの"Wider than the sky"の翻訳作業を行っていた場で、一緒に訳していた２人の先生との間でときおり自然発生的に出てきた雑談がきっかけだった。以来、寝る前に布団の中で「仏教の歴史」とか、「空海の夢」といった本を引っぱり出しては、ちょこちょこと読んでいた。

普段、脳がどーだあーだと書いているブログで、仏教と脳などという話題でものを書くことにはいささか勇気がいるのだけれど、最近の世の中の動向をみていると声高に言ってもいいような気がしてきたので、いっそ開き直って書いてみよう。
それに、こういうテーマが怪しく感じてしまうのは、双方を架橋する言語の乏しさに由来するところが大きいように思われる。

今のところ、Varelaの「embodied mind」くらいしか、仏教と認知科学との関係についてインテンシブに述べた本は知らない。そこでは、認知科学の新しい概念が仏教の既存の用語に翻訳され、逆に仏教の側から認知科学に対していくつかの新たな概念が提示されている。しかし、あれはやはり最後まで神経科学から仏教へのアプローチだと思う。

神経科学の領域では、Varela門下のAntoine LutzがRichard Davidsonとともに、meditationとneural synchronizationの関係をEEGで調べた面白い研究が、PNASに掲載されている。これが、いまのところ最も批判に耐えうる研究か。今年も、Lutzらが続編ともとれる研究をPNASに掲載している。そういえば、誰かが仏教、中でもmeditationの本質を「意識をコントロールすること」と言っていたのだが、誰だか思い出せない。

ただ、僕自身としては、仏教の側から神経科学や認知科学にアプローチするという逆の方向があってもいいんじゃないかと思っていたのだけど、今のところそういう本や論文は見つからない。

そういった流れの中で、たまたまこの本を見つけた。

まだ出だしだけしか読んでいないけど、パラパラと先をめくってみると、複雑系、オートポイエーシス、アフォーダンス、量子論という用語がみてとれる。仏教の側からのアプローチとしてこういった用語が出てくるのは、とても珍しいことだし、内容も期待できそうだ。

仏教自体は、捉え方によっては膨大な理論から構成される一種の体系化された哲学とその実践と言ってもいいと思う。その中でも、特に興味があるのが華厳哲学だった。

たとえば、「縁起」という概念。極端に言えば、事物それ自身は実在性をいったん否定され、在るのはただ事物の関係性だけであるという、関係論的実在論のことだ。
全ての事物は、単体では意味をなさず、複雑な関係性の中でお互いに相互作用しながら（相即即入）事象を構成している。言い換えれば、各々の事象は、関係性の中でしか生起してこないということ。

率直に言って、かなりラディカルな立場だと思うのだが、意外にすんなりと受け入れてしまう自分もいる。こういったことを1000年以上も前の人たちが確信をもって言い放っているのには驚かされる。

ここで、何が言いたいというわけではないけど、僕たちは「無実体性」とか、「空」といった言葉を、それほどの抵抗なく受け入れられる土壌で生まれ育ったわけなので、少なくとも夜中に部屋であれこれ考えるという限りでは、こういった視野を完全に捨て去る必要もないんだろうなあ、思った次第。

今日の音楽：V.A."Hello Kompakt"
Kompaktは1998年にドイツのケルンで設立され、最近、僕が最も注目しているレーベルの一つ。90年代後半からのアンダーグラウンドなテクノ／ミニマル/アンビエントシーンの雄であり、現在最も影響力の強いレーベルと説明される。僕の中ではビートレスでアトモスフェリックだがしっかりとテクノな音楽と言えば、真っ先に"Kompakt"を思い浮かべてしまう。このCDは、Kompaktのレーベルコンピレーションで、Ciscoが独自に選曲した日本特別版。
ちなみに、毎年クリスマス辺りにリリースされる"Pop Ambient"もKompaktのコンピレーションで、いつも秀逸な内容なので、毎年欠かさず買っている。

monte grande

今日観たDVD。
"Monte Grande"　by Franz Reichele, 2005

Francisco Varelaの生涯と、autopoiesisからNeurophenomenologyに至までの思考の軌跡を追ったドキュメンタリー。未発表の作品も含めて、全4シリーズのうちの第１作がこの"monte grande”。

Varela自身のインタビューを中心に据えて、Humberto Maturana、Heinz von Forester、Evan Thompson、Antoine Lutzなど、Varelaと共同で実験を行ったり、論文を発表してきた人のインタビューが淡々と織り交ぜられるという構成となっている。

フィルムの前半は主にautopoiesisの理論が出来上がる過程について述べられていて、後半はneurophenomenologyからbrain imaging study、Buddhist philosophyまで、特にconsciousnessに関連した研究や論考について述べられている。
フィルムの途中で、ときおりinformationへのアクセスが挟まれているので、気になったインタビューの続きや、出演者のbiographyの詳細などをみることができるようになっているので、フィルムの全てに目を通すとなると180分くらいはかかるだろう。

サイバネティクス研究の先駆者であるForesterによれば、Varelaは新しく複雑な問題を前にしたとき、誰よりも速く、その問題に関連した膨大な知識を整理するだけでなく、その問題の本質を明快に抽出する才能に長けていたという。かなり早熟だった様子。
また、autopoiesisの理論が出来上がる過程で、かなりの年齢差のあるMaturanaとVarelaはかなり激しい口論を繰り返していたようで、Foresterがしばしば仲裁者のような役割を演じていたという。

フィルムには、Varelaの２人目の妻であるAmy Cohen Varelaや、チリ時代の旧友などの証言もあって、Varelaの人柄の意外な一面もかいまみれて興味深かった。意外にも、Varelaは、決して女たらしではないが、女性好きで、きれいな女性を見かけると、いつもあっけらかんと満面の笑みを浮かべていたということ。ちなみに、美術館でたまたまBjorkに出会ったときも、そうだったらしい。

また、義理の娘であるLeonor Varelaがかなり有名なハリウッド女優だというのも意外な事実。

Dalai Lamaとの出会いを契機としたチベット仏教への接近と実践は、このフィルムの中でも相当なウェイトを占めている。
晩年の度重なる肝細胞癌の再発と肝移植手術によって、常に時間的なリミットが迫りくる中で、最後まで思考を続けたVarelaの支えとなったのは、meditationであったという。

また、Mind and Life instituteでのセミナーを通したDalai Lamaとの実際の対話シーンや、Varela自身による仏教観とconsciousnessとの関係も語られている。

全編英語で、おそらく3分の1も理解できていないと思うけれども(Varela自身の英語が一番聴き取りやすかった)、Dalai Lamaが遠隔モニターを通して死の直前のVarelaに送ったメッセージには、不覚にも目頭が熱くなった。

今日の音楽：V.A"Mellow Dub"(CD)
軽くてnaturalでorganicな雰囲気のdubのトラックを集めたコンピレーション。部屋が少し涼しくなる。

theta/gamma phase coding

最近読んだ論文をメモ。

Lisman J.The theta/gamma discrete phase code occuring during the hippocampal phase precession may be a more general brain coding scheme.Hippocampus. 2005;15(7):913-22.

前置き：脳内には複数のfrequency rangeのoscillationsが走っていて、それぞれoscillationがcognitive processで異なる役割りを担っていると考えられている。しかし、その詳細はまだまだ不明な点が多い。
以前のエントリーで、「theta oscillationによるgamma oscillationのpowerがmodulateされる」というCanoltyの実験を紹介した。
また、ラットを使ったmulti-unit recordingでは、ラットの位置が変化するにつれてplace cellの発火のtheta phaseが、systematicなprogressionを示すことが知られている。これは、phase precessionと呼ばれ、oscillation(theta)のphaseが情報をcodeしているというダイレクトなエビデンスであるとみなされている。

最近、このようなoscillation関連の論文をいくつか読んでいて、oscillationとinformation codingについて少し気になっていたところで見つけたのがこの論文。

John Lismanは、これまでOle Jensenなんかと一緒にhippocampal oscillationとmemory encoding/retrievalの関係を調べた実験を色々とやっていて、この分野ではかなりの大御所のようだ。

Singeraこのreviewで、Lismanは、ラットのplace cellの発火が示すphace precessionのような振る舞いから、「gamma cycleにおけるphase自体は情報を担っておらず、theta cycleにおけるgamma subcycleの時間的関係が情報をcodeしている」と推測している。

つまり、gamma cycle内のexact timing自体は、脳のcoding strategyを考える上で重要ではないということだ。むしろ、gamma oscillationは複数のニューロン群のassembly formationを反映した神経活動のパタンとみなすべきである。その意味で、異なる情報は異なるニューロン群が生み出すgamma cycleによってrepresentされていると考えられる。

このgamma cycleは、いわゆるパケット式にひとまとまりの情報をcodeしていると考えられるが、そのphase自体に、少なくともラットの位置のような情報はcodeされていないということだ。むしろ、gamma oscillationと互いにカップリングしたtheta oscillationのcycleにおけるphaseが、個々のgamma cycleにtemporal orderを与え、sequentialな情報のcodingに寄与しているという。

ちなみに、ヒトがshort-term memoryに保持できるチャンクの数は7±2と言われているが、この数はtheta cycle(4-10Hz)内に含まれるgamma cycle(30-100Hz)の数に相当するのは興味深い。

まだまだエビデンスに乏しいけれど、このようなtheta/gamma coding strategyは、ラットの位置情報だけではなくて、海馬によるepisodic memoryのformation/recallにも関与しているのではないかと言われている。過去に、Jensenらは、theta oscillationとmemory encoding/retrievalとの関係をMEGを使って調べた実験を行っている。確かに、　episodic　memoryは、個々の記憶の時間的なsequentialな関係の構築、再生と捉えることができそうではある。つまり、theta phaseがgamma cycleのphase refereceとして機能することにより、異なるassemblyによって担われる情報のsequentialなorderの構成に寄与しているのではないか、と推測されるのだ。今のところ、是非の判断はしようがないが、同じような意見は、確かBuzsaki本にもあった。

うーん、それにしても、日本語で書くのはむずかしい。

今日の音楽：HALCALI「サイボーグ俺達」(CD)
最近は、このCDくらいしか救いが無い。

psychosis and cortical gamma oscillation

今年の夏休みは、9月末から10月上旬にかけてウズベキスタンとトルクメニスタンを訪れることが決定。

トルクメニスタンだけは、どうしてもツアーを組まないと旅行できないようで、現地発の3泊4日のツアーをアレンジしてもらった。また、急ぎ足の日程になりそうだ。

ちなみに、トルクメニスタンは「中央アジアの北朝鮮」と呼ばれるくらいの独裁国家で、危険ではないが、お世辞にも個人で旅行しやすい国とは言えない。
「終身大統領」であったニヤゾフ亡き後のトルクメニスタンが現在どうなっているのか、余り情報は得られないけど、旅行に際して特に問題は無いとのことだ。

これで、またまたイスラム圏の旅が続くことになるが、トルクメニスタンには最も西に位置する仏教遺跡などもあって、楽しみ。
あと、新しくなったバンコクの空港も楽しみの一つ。

最近読んだ論文。

Wilson TW, Hernandez OO, Asherin RM, Teale PD, Reite ML, Rojas DC.Cortical Gamma Generators Suggest Abnormal Auditory Circuitry in Early-Onset Psychosis. Cereb Cortex. 2007 Jun 8

early-onset psychosisの患者群(10人、平均14.64歳)とcontrol群(10人、平均15.82歳)とで、monaurall presented click-trains(40Hz) を聴かせ、MEGによってgamma powerを調べた実験。

どちらのグループでも、gamma powerはright hemisphereのauditory cortexで優位。しかし、early-onset psychosis群では、control群に比べて、gamma powerとear-of-stimulation effectの低下がみとめられた。

ちなみに、ear-of-stimulation effectとは、click音を聴かせた側と反対側のauditory cortexで、より強いgamma-powerが惹起されやすいことを言う。early-onset psychosis群では、そのようなeffectが生じにくいということだ。
この研究では、このearly-onset psychosisにおけるear-of-stimulationの低下を、皮質ー皮質間のlong-range connectivityの異常として解釈している。

これまでのschizophreniaとgamma-band oscillationやsynchronizationとの関係を調べた研究では、もっぱら慢性期の患者群で調査されてきたが、この研究ではgamma-band oscillationの生成異常が、psychosis患者で発症早期からみられることを示唆している。

この研究に参加したearly-onset psychosisのグループには、schizoaffective disorder、bipolar disorder with psychotic symptoms、schizophreniaなど、psychosisといっても診断の異なる患者が含まれているが、"精神病症状psychotic symptoms"に共通するneural correlateの一候補として、gamma-band oscillationの異常が示唆されるということか。

Ioannides AA.Dynamic functional connectivity.Curr Opin Neurobiol. 2007 Apr;17(2):161-70.

最近の、f-MRIやPETを用いたconnectivity研究では、brain connectivityが"small-world topology"をもつことを示唆している。つまり、皮質は密なlocal connectionと疎なlong-range connectionによって構築されているということだ。このようなネットワークは、機能のsegregationとintegrationを両立することができ、僕らが抱く脳観に近いものがある。

最近は、技術の進歩にともなって、large-scaleなmulti-unit recordingやneuroimagingによって得られるデータは、以前とは比べ物にならない量になっている。脳のネットワーク構造を調べようとするときに、従来の方法論では膨大な量のデータを扱うには不十分であることが多い。このような場合に、グラフ理論などの数理的な解析による抽象化、一般化が威力を発揮する。

この論文は、f-MRI、MEG、EEGなどのneuroimaging methodsによるconnectivity研究における、グラフ理論の方法論、問題点などについて述べられたreview。

グラフ理論の簡単な解説から始まり、皮質のネットワークが"small-world topology"を示すこと、"functional connectivity"と"effective connectivity"の違い、EEGやMEGによるconnectivity研究における技術的、理論的なlimitationについて比較的分かりやすく解説されている（僕には分からないところもあったが）。

今日の音楽：Richie Hawtin"Minus Orange"
車の中で大音量で聴く。

Buzsaki"Rhythm of the brain"

４ヶ月くらいかかって、Gyorgy Buzsakiの"Rhythm of the brain"をやっと読了した。

2〜3年前からconsciousnessについて色々と考えるようになり、その過程でneural synchronization、oscillationや脳のspontaneous activityについて調べるようにあり、さらに今年に入ってからはsmall-world networkなどのneural connectivityに関する数理的な研究が色々と進行していることを知って・・・
このように、この本を手に取ったのは、脳のニューロンの「つながり」に対する僕の関心が日に日に高まっているところだったので、終始軽い興奮を覚えながら読んでいた。

うーむ・・内容は文句無し、正真正銘の大著。この本が出版されたのは2006年だけど、2005年までの論文も相当数カバーしているので、内容的には変化の速いこの分野でも長らく持ちこたえるのではないかと思う。

一応、一般書として出版されているけど、内容はかなり濃密で、少なくとも基礎的な神経科学の知識は必要かと思う。その分、referenceが膨大で、関連文献にアクセスしやすいようになっている。

少なくとも、今後の神経科学の方法論や、neuronal connectivityがfunction of brainを決定するという根本的なスタンス、small-world networkなどの数理モデルと実際の脳のconnectivityとの関係等が述べられている最初の数章だけでも読む価値はあるのではないだろうか。

というわけで、これからしばらくは、途中で気になった論文などを時間をみつけて読んでこうと思う。

今日の映画：アンドレイ・ズビャギンチェフ監督「父、帰る」(2005)