【思考翻訳】単語ごとに担当脳細胞があると判明！

アメリカのハーバード大学（Harvard）で行われた研究により、脳細胞の個々の活動から単語の意味を検出することに成功しました。

私たちの脳内では「りんご」や「猫」など単語ごとに担当する脳細胞が決まっており、それぞれの脳細胞はその単語について聞いているときに、特に活発に活動します。

また新たな研究では、それぞれの単語はおおまかに「食べ物・動物・人間」など9種類のカテゴリーに別けられていることが明らかになりました。

単語のカテゴリ別けは歴史上さまざまな人々によって行われてきましたが、研究でみつかったカテゴリは脳で行われている真のカテゴリーと言えるでしょう。

もし単語ごとに担当細胞が決まっているという結果を上手く応用できれば、脳細胞の活動を読み取るだけで人間の心に思い浮かんでいる内容を推測できるようになるでしょう。

研究内容の詳細は2024年7月3日に『Nature』で発表されました。

脳細胞ごとに担当する単語がある

横浜には明治時代に作られたとされる古い歌があります。

「赤い靴を履いた女の子、異人さんに連れられて行っちゃった」

横浜市の小学生ならば音楽の授業でこのフレーズを幾度となく歌ったことがあるかもしれません。

この短い1節を分解してみると、そのなかには「赤・靴・履く・女の子・異人・連れられる・行った」という7つの単語から構成されていることがわかります。

これまでの研究により、私たちの脳内には「意味」や「カテゴリー」に反応する細胞があることが知られています。

たとえば、靴や長靴といった特定の物体について聞いた時、脳内では単語そのものの意味に加えて「これは物体だ」として理解するのを助けるためのカテゴリー細胞が活性化するのです。

また、カテゴリー細胞には女の子・異人といった人物を対象にしたジャンルも存在しており、女の子や異人という単語が靴や長靴とは異なるカテゴリと混同されないように助けてくれています。

一方、ChatGPTなど生成AIの場合、単語同士の意味の距離を数値化して、その関係性を理解しています。

たとえば、「赤い靴」-「連れられて行く」と「女の子」-「連れられて行く」の単語同士の距離を考えます。

意味の距離が近い場合、つまり「女の子」と「連れられて行く」の距離が近ければ、ChatGPTは「連れられて行ったのは女の子」と判断して出力します。

そのためchatGPTは「赤い靴を履いた女の子、異人さんに連れられて行っちゃった」という1節の意味を解釈するように求められた場合、異人さんに連れられて行ったのは「赤い靴さん」ではなく「女の子」であると答えることができます。

ただ人間の脳の場合、単語同士のカテゴリ別けについては知られていても、カテゴリ同士や単語同士の距離については謎につつまれていました。

そのため人間の脳もchatGPTのように単語同士の距離をやカテゴリに従って文章を理解しているのかどうかはわからなかったのです。

そこで今回ハーバード大学の研究者たちは、被験者の頭部に微小な電極を前頭前野に埋め込み、特定の文章や単語を聞いた時のニューロンの反応を調べることにしました。

すると驚くべきことに、麺類、ピザなど意味が似ている単語（同じ食べ物カテゴリ）を聞いた時、被験者の脳内で同じニューロン同士が似た電気パルスが発生させていることが判明。

さらに食べ物から観測されたパターンは、アヒルや雪などを聞いたと大幅に異なることが明らかになりました。

研究者たちも「特定のニューロンは「走る」や「ジャンプする」といった言葉を聞いた時に活性化するのに対し、他のニューロンは「幸せ」や「悲しい」といった心の状態に関する言葉を聞いた時に活性化することがわかった」と述べています。

そこで研究者たちはさまざまな文章を被験者に聞かせて、人間の脳内で言葉がどのようにカテゴリ別けされており、それぞれのカテゴリがお互いにどの程度離れているかを調べることにしました。