乳児は生後2か月で腹側側頭皮質に豊かな視覚カテゴリを持つ

赤ちゃんが世界を“群”として見る

大人が周囲を見回すとき、私たちは見たものを人、動物、道具、家具など意味あるグループに無意識に仕分けします。本研究は、わずか生後2か月の非常に若い乳児でさえ、脳内に驚くほど豊かなカテゴリー構造をすでに持っていることを示します。話したり指差したり、視力が完全に発達するずっと前から、乳児の視覚系は成人や現代の人工知能システムに見られるものに似た形で世界をグループ化しているのです。

新生児の脳をのぞく

この心的な分類がどれほど早く始まるかを明らかにするために、研究者たちは機能的MRIを用いて、生後約2か月の覚醒状態の乳児100人超の脳活動を測定し、その一部については生後9か月でも再測定、比較のために成人グループも測定しました。スキャナー内で参加者は一連のシンプルな画像を見ました：ネコや鳥などの動物、カップやおもちゃのような小さな日用品、木や買い物カートのような大型の物体です。脳組織の多数の小さな領域にわたる活動パターンを厳密に追跡することで、脳が単に反応するかどうかだけでなく、異なる種類のものに対して体系的に異なる反応を示すかを問うことができました。

初期の脳領域ですでに「何が何か」を知っている

焦点は腹側視覚経路にありました。これは脳の下側に位置する一連の領域で、成人では視覚対象の認識を支えます。研究者たちは各画像の組み合わせに対して脳の活動パターンがどれほど似ているか／異なるかを調べ、視覚的関係の一種の「地図」を作成しました。驚くべきことに、生後わずか2か月の乳児でも、高次の腹側領域において個々の物体や広いカテゴリーに対して明確なパターンがすでに見られました。その地図は乳児の視力や世界との経験がまだ限られているにもかかわらず、成人のそれに予想以上に似ていました。乳児の脳は、対象が生き物か無生物か、そして無生物が手で持てる小さな物か移動させたり座ったりする大きなものかといった点で画像を既にグループ化していました。

単純なボトムアップの積み上げではない

長年の考え方の一つに、視覚の発達は単純なものから複雑なものへ進むというものがあります：初期の脳領域はまずサイズや色といった基本特徴に順応し、より高次の領域がこれらを土台にして後からカテゴリーを構築するという見方です。本研究はその図式に挑戦します。研究者たちは、低レベルの特徴（形やサイズなど）と高次の区別（生体性や実世界の大きさのクラスなど）の両方が、生後2か月以降にわたって視覚経路全体に存在することを見出しました。初期の領域は年齢とともに基本特徴への特化が進みましたが、腹側側頭皮質は非常に早い段階で既にカテゴリー構造を強調し、それを洗練していきました。一方で、成人で物体認識に関わることで知られる側方の領域は遅れを取り、乳児では弱く信頼性の低いカテゴリー信号しか示さなかったのです。これは、より“進化”したと思われる腹側の領域がすでに活動していたのに対してのことでした。

乳児の脳と人工ネットワークの一致

この早期のカテゴリー化を支える視覚情報の種類をよりよく理解するために、研究チームは乳児の脳パターンを物体認識のために訓練された深層ニューラルネットワークのパターンと比較しました。ランダムな接続の未訓練ネットワークと、何百万もの画像から学んだ完全に訓練されたネットワークの両方、さらに異なる学習規則を使ったバージョンを検証しました。乳児の脳活動は、未訓練ネットワークよりも、明示的なラベルなしで学習したバージョンを含む訓練済みモデルとはるかに良く一致しました。これは、生後2か月にして乳児の視覚表現が、日常的な視覚経験の統計から抽出できる複雑な特徴に依存していることを示唆します。これは成功しているAI視覚システムの働きに似ています。

初期の心にとっての意味

これらの発見を総合すると、乳児の脳は白紙からほど遠いことが示されます。生後2か月までに、乳児はすでに動物と物体を分け、小さくつかめるものとより大きな構造とを区別する豊かな内部テンプレートを持っています。この構造は単純に前から後ろへ段階的に構築されるようには見えません。むしろ高次の視覚領域が早期に準備され、その後子どもが世界をより多く見るにつれてより精細に調整されていくようです。これらの初期のカテゴリー地図は、後の能力—言葉、行為、概念の理解など—が築かれる隠れた基盤を形成しているのかもしれません。

引用: O’Doherty, C., Dineen, Á.T., Truzzi, A. et al. Infants have rich visual categories in ventrotemporal cortex at 2 months of age. Nat Neurosci 29, 693–702 (2026). https://doi.org/10.1038/s41593-025-02187-8

キーワード: 乳児の視覚, 視覚的カテゴリー化, 脳の発達, 腹側視覚皮質, 深層ニューラルネットワーク