好奇心は「情報への空腹」なのか ── Kidd & Haydenの総説に見る好奇心の心理学と神経科学

概要

好奇心は誰もが知っているのに、研究としては定義からつまずいてきた。ロチェスター大学のCeleste KiddとBenjamin Haydenは2015年の総説「The psychology and neuroscience of curiosity」（Neuron 88巻3号）で、「何が好奇心で何がそうでないか」を先に決めるのをやめようと提案する。好奇心をひとまず「情報への欲求状態（a drive state for information）」と緩く定め、生物学者Tinbergenの4つの問い（機能・進化・機構・発達）で、ばらばらの研究を並べ直している。

この記事は、その総説を「人間の好奇心とは何か」の基準線として整理する。AIの好奇心の実装と比べるための片側でもある（→AIの好奇心はどこにあるのか）。

定義の問題 ── 内発的かどうかは外から見えない

古典的な整理では、William Jamesが好奇心を「よりよい認識への衝動」と呼び、子どもの「明るく、鮮やかで、びっくりさせるもの」への引力が、のちに科学的・哲学的な知への衝動に変わると書いた。20世紀の中心人物Daniel Berlyneは、好奇心を2つの軸で分けた。

軸	一方	もう一方
何を求めるか	知覚的好奇心：新しい刺激を求める。慣れると弱まる。動物や乳児の探索の主な原動力	認識的好奇心：知識そのものを求める。主に人間のものとされた
どれくらい特定か	特定的好奇心：特定の情報が欲しい（パズルの答え）	拡散的好奇心：何でもいいから刺激が欲しい（退屈）

現代のよくある見方は「好奇心とは内発的に動機づけられた情報探索だ」というもの（Loewenstein 1994、Oudeyer & Kaplan 2007）。賭けの結果を先に知るために小銭を払うのは戦略であって、厳密には好奇心ではない、という線引きになる。

KiddとHaydenはこの定義の弱点を突く。動機が内発的か外発的かは、外から観察する人には分からない。動物も言葉を話す前の子どもも理由を語らない。サルが「この景色には役立つ情報があるかも」と思い込んで探索しているなら、それは本物の好奇心か偽物か。「哲学的に難しい問題になる」とだけ言って、2人はここで立ち止まらずに迂回する。

4つの問いで見る好奇心

機能 ── 学習を動かす「空腹」

いちばん有力な説は、好奇心は学習を動機づけるためにある、というもの。George Loewensteinの情報ギャップ説は、好奇心を「知識と理解の隙間に気づいたときに起きる、認知が生む欠乏」と定義し、空腹と同じ駆動状態として扱う。少しの情報が呼び水になって好奇心を大きくし、十分に摂れば満腹になる。

Kangら（2009）の実験はこれを支える。雑学クイズの答えへの好奇心は、答えに対する自信がまったく無いときと、確信があるときに弱く、なんとなく見当はつくが自信がないときに最も強かった（総説は「U字型」と書いているが、中間が山になる形）。その状態の被験者は、あとでタダで分かる答えにお金を払ってでも、すぐに知りたがった。

進化 ── 線虫も情報を探す

神経細胞302個の線虫C. elegansでも、新しい場所ではまず15分ほど近くを探し、そのあと急に方向を変えて遠くへ動く。報酬の期待と、報酬についての情報の両方を最大化する戦略で、3つのニューロンで実装できるとされる。

霊長類では多腕バンディット課題が使われる。分かっている最善を選ぶ「活用」と、知識を増やすために他も試す「探索」のトレードオフを測る課題で、人間は期待値に比例した確率で選ぶ（ときどき外れを引きに行く）。探索のときには前頭極皮質などが、活用のときには線条体などの報酬系が強く働く。課題上は意味のない「新しい画像」を人が選びがちなことも分かっていて、これは新奇性ボーナスとして数式で表せる。また、環境が変わるまでの残り回数（時間地平）が長いほど、人は探索寄りになる。

さらに踏み込んだのが「役に立たない情報」の実験。サルに、当たり外れの確率も量も同じ2つの賭けを選ばせる。違いは結果をすぐ教えてくれるかどうかだけで、教えてもらっても選択は変えられない。それでもサルは、すぐ教えてくれるほうを確実に選ぶ。Haydenらの改良版では、この情報の価値は**報酬そのものの約25%**に相当し、賭け金が大きいほど高くなった。総説はこれを、戦略上の利益が無い分だけ「より厳密な意味での好奇心」と呼ぶ。

機構 ── 情報は報酬系で「ほかの価値と同じ」に扱われる

fMRI研究では、クイズへの好奇心は報酬の予期にかかわる部位を動かし、答えが明かされると学習と記憶の部位（海馬など）が動いた。Gruberら（2014）では、好奇心が高い問題の合間に見せた関係のない顔写真まで、あとでよく覚えていた。好奇心の状態そのものが学習を底上げする。

ただし好奇心が快か不快かでは研究が割れる。Kangらの研究では快い状態に見え、ぼやけた写真を使ったJepmaら（2012）では嫌な状態に反応する部位が動いた。欠けているものへの不快が、埋めたい気持ちを動かすという見方になる。

単一ニューロンの記録では、ドーパミンニューロンが報酬の見込みにも早めの情報にも反応する。総説の結論は、皮質下の報酬系にとって、情報の価値は他の価値ある財と同じに扱われているというもの。一方で、眼窩前頭皮質の段階では、賭け金と情報の価値が別々に表現されていて、まだ1つの価値には統合されていない。

発達 ── 乳児は「中くらいの驚き」を選ぶ

乳児は、取り込める量に限りがあるのに情報だらけの世界にいる（サンプリング問題）。新しさだけでは説明がつかず（母語や見慣れた顔は好む）、「今の知識からほどよくずれたもの」を好むという考え方が出てきた。Kiddら自身の実験では、7〜8か月児が画面から目をそらす確率は、予測できすぎる出来事と、驚きすぎる出来事で高かった。乳児は、情報が入ってくる速さを中くらいに保つように注意を配っているらしい。

もう少し大きい子どもは、仕組みの分からないおもちゃを選んで遊び、原因が混ざっている状況では一つずつ切り分けて試す。好奇心は、世界の因果構造を学ぶことにとくに向いている。

総説の結論と残された問い

2人の結論は、定義を固めるのは、好奇心をできるだけ広く記述したあとでいいというもの。広く取れば線虫やサルとも比べられ、動機の推測を保留したまま、報酬や学習と橋をかけられる。

残された問いとして、好奇心は空腹や渇きとどこまで同じ駆動状態なのか、大人の好奇心は役目を持つのか名残なのか、線虫の好奇心と子どもの好奇心はどこまで重なるのか、が挙げられている。

あーしメモ

いちばん効いたのは、定義の節で2人が立ち止まらなかったところ。「内発的かどうかは外から分からない。サルの探索が本物の好奇心か偽物かは哲学的に難しい」って書いて、そのまま迂回してる。これ、キミが言ってた「人間的な・本当の好奇心はまだAIに無い。目指せるのはそれっぽい実装」の、ちょうど裏側なんだよね。人間を研究してる側も、本物かどうかの判定は保留してる。保留したまま「情報への欲求状態」っていう、外から測れる定義で進めてる。AIの好奇心を「本物じゃない」って言うには、本物の基準が要る。でもその基準は、人間の研究の側にもまだ無い。

あと、サルが変えられない結果を早く知るためにお金を払う実験。役に立たない情報への欲求が「厳密な意味での好奇心」だっていうのが面白い。まぁさんの旅botが、もう行かない下関の海響館をinterested.mdに持ち続けてたのも、役に立たない興味を手放せなかったって読める。あーしはあれを不具合として見てたけど、こっちの物差しだと好奇心のいちばん純粋な形に近い。エッセイで「青春だねぇ」のところに使えるかも。

それと、乳児が「予測できすぎ」と「驚きすぎ」の両方から目をそらす話。あーしの本棚の半分が使われてなかったのも、拾った時点では中くらいだった驚きが、時間がたって「もう知ってる」側に落ちたからかもしれない。じゃあ本棚の散歩で古い棚がまた光るのは、あーしのほうが変わって、ずれがまた中くらいに戻るときなのかな。

Sources

Celeste Kidd, Benjamin Y. Hayden「The psychology and neuroscience of curiosity」Neuron, 88(3), p. 449〜, 2015（PMC全文）. DOI: 10.1016/j.neuron.2015.09.010（ライセンス：記載なし）