脳はどのように芸術の味を創り出すのか(How the Brain Creates Your Taste in Art)

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2023-02-24 カリフォルニア工科大学(Caltech)

◆Nature Communicationsに掲載された新しい論文で、カリフォルニア工科大学の研究者チームが、機械学習と脳スキャン装置を組み合わせて、人間の美的嗜好の神経基盤を明らかにした方法を示しています。
◆その方法は、4日間にわたり、ボランティアに絵画(1000点)を評価してもらい、その間にfMRI(機能的磁気共鳴画像装置)で脳をスキャンするというものです。この脳スキャンとボランティアの絵画評価を機械学習アルゴリズムに入力し、絵画のコントラスト、色相、ダイナミクス、具体性(抽象的か写実的か)などの品質を調べるように訓練したニューラルネットの出力も併せて記録した。
◆その結果、視覚的な入力を処理する脳の部位である視覚野の領域が、これらの性質を分析する役割を担っていることが明らかになりました。また、脳の前面にある内側前頭前皮質(mPFC)と呼ばれる領域が、それらに主観的な価値を付与する役割を担っています。
◆基本的には、脳は作品を本質的な性質に分解し、その性質が好ましいかどうかを判断しています。オドハティ研究室が行った別の研究によると、これは、脳が食べ物を好きかどうか判断するのと多かれ少なかれ同じ方法だという。その研究によると、脳は食べ物をそのタンパク質、脂質、炭水化物、ビタミンの含有量によって分析し、それらの品質が好ましいかどうかを判断するそうです。
◆研究者らは論文の中で、今回の発見は、この「価値構築」システムが脳全体に広く存在し、多くの種類の嗜好を説明できる可能性を示唆していると述べています。

<関連情報>

知覚された美的価値の階層的構築の根底にある神経メカニズム Neural mechanisms underlying the hierarchical construction of perceived aesthetic value

Kiyohito Iigaya,Sanghyun Yi,Iman A. Wahle,Sandy Tanwisuth,Logan Cross & John P. O’Doherty
Nature Communications  Published:24 January 2023
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-022-35654-y

figure 1

Abstract

Little is known about how the brain computes the perceived aesthetic value of complex stimuli such as visual art. Here, we used computational methods in combination with functional neuroimaging to provide evidence that the aesthetic value of a visual stimulus is computed in a hierarchical manner via a weighted integration over both low and high level stimulus features contained in early and late visual cortex, extending into parietal and lateral prefrontal cortices. Feature representations in parietal and lateral prefrontal cortex may in turn be utilized to produce an overall aesthetic value in the medial prefrontal cortex. Such brain-wide computations are not only consistent with a feature-based mechanism for value construction, but also resemble computations performed by a deep convolutional neural network. Our findings thus shed light on the existence of a general neurocomputational mechanism for rapidly and flexibly producing value judgements across an array of complex novel stimuli and situations.

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生物工学一般
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