行動神経科学

行動神経科学は、生物心理学^{[ 1 ]} 、生物心理学、または精神生物学^{[ 2 ]}とも呼ばれ、神経科学という広範な学際的分野の一部であり、心理学と同様に、人間の経験や行動の根底にある生物学的および神経学的基盤に主眼を置いています。生理心理学^{[ 3 ]}として知られる以前の分野から派生した行動神経科学は、生物学の原理を応用して、人間や他の動物の行動の生理学的、遺伝学的、および発達的メカニズムを研究します。 ^{[ 4 ]}

行動神経科学者は、神経解剖学的基盤、環境要因と遺伝的要因、病変と電気刺激の影響、発達過程、電気活動の記録、神経伝達物質、ホルモンの影響、化学成分、薬物の影響を含む研究を通じて、行動の生物学的基盤を研究します。行動に関する神経科学研究で検討すべき重要なトピックには、学習と記憶、感覚プロセス、動機付けと感情、および行動の生物学的基盤に関する遺伝的および分子的基盤が含まれます。行動神経科学の細分化には、人間の認知の根底にある生物学的プロセスを重視する認知神経科学の分野が含まれます。行動神経科学と認知神経科学はどちらも心理学の神経学的および生物学的基盤に関心があり、分野に応じて認知または行動のいずれかに特に重点が置かれています。 ^{[ 3 ]}

行動神経科学は、18 世紀と 19 世紀にさまざまな科学的および哲学的伝統から科学分野として出現しました。ルネ・デカルトは、動物と人間の行動を説明するために物理モデルを提案しました。デカルトは、多くの生物の脳の中央にある対になっていない構造である松果体が、心と体の接点であると示唆しました。デカルトはまた、体液の気体力学が反射やその他の運動行動を説明できるという理論を詳しく述べました。この理論は、パリの庭園で動く彫像に触発されたものです。^{[ 5 ]}

他の哲学者たちも心理学の誕生に貢献した。この新しい分野の初期の教科書の一つであるウィリアム・ジェームズの『心理学原理』では、心理学の科学的研究は生物学の理解に基づいているべきだと主張している。^{[ 6 ]}

心理学と行動神経科学が正当な科学として出現した経緯は、解剖学、特に神経解剖学から生理学が出現したことに遡ることができる。生理学者は生きた生物に対して実験を行ったが、これは18世紀と19世紀の支配的な解剖学者からは不信感を抱かれていた。クロード・ベルナール、チャールズ・ベル、ウィリアム・ハーヴェイの影響力のある研究は、生きた被験者から信頼できるデータが得られることを科学界に納得させるのに役立った。^{[ 7 ]}

18 世紀や 19 世紀よりもさらに前、紀元前 1700 年頃には行動神経科学の形が作られ始めていました^{[ 8 ]}絶えず出てくる疑問は、心と体のつながりとは何かということです。この議論は正式には心身問題と呼ばれています。心身問題を解決しようとする主な学派は、一元論と二元論の 2 つです。^{[ 5 ]}プラトンとアリストテレスは、この議論に参加した哲学者のうちの 2 人です。プラトンは、すべての精神的思考とプロセスは脳で起こると信じていました。^{[ 8 ]}対照的に、アリストテレスは、脳は心臓から生じる感情を冷ます役割を果たすと信じていました。^{[ 5 ]}心身問題は、心と体のつながりを理解しようとする試みへの足がかりとなりました。

機能の局在化または機能的特化と等価性に関する別の議論が起こり、これは行動神経科学の発展において重要な役割を果たしました。機能の局在化の研究の結果、心理学の分野で有名な多くの人々がさまざまな異なる結論に達しました。ワイルダー・ペンフィールドは、ラスムッセンとともにてんかん患者を研究することで大脳皮質の地図を作成することができました。^{[ 5 ]}機能の局在化に関する研究は、行動神経科学者が脳のどの部分が行動を制御しているかをよりよく理解することにつながりました。これは、フィニアス・ゲージのケーススタディを通して最もよく例証されます。^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]}

「精神生物学」という用語は、さまざまな文脈で使用されており、生物学の重要性を強調しています。生物学は、行動における有機的、神経的、細胞的変化、神経科学における可塑性、およびあらゆる側面における生物学的疾患を研究する学問分野です。さらに、生物学は、科学的な観点から行動とそれが関心を持つすべての主題に焦点を当てて分析します。この文脈では、心理学は神経生物学において補完的でありながら重要な学問分野として役立ちます。この問題における心理学の役割は、主要な、あるいは最も強力な生物学を支える社会的ツールです。「精神生物学」という用語は、ナイト・ダンラップが著書『精神生物学の概要』（1914年）で初めて現代的な意味で使用しました。^{[ 12 ]}ダンラップはまた、雑誌『精神生物学』の創刊者であり編集長でもありました。その雑誌の発表の中で、ダンラップは、その雑誌が「精神機能と生理機能の相互関係に関する」研究を掲載すると書いており、これは現代的な意味での行動神経科学の分野を説明するものである。^{[ 12 ]}

学問分野に関連して、ソロモン・カーター・フラー（1872年 - 1953年）もアルツハイマー病の研究で神経学と心理学の発展に貢献しました。フラー博士は最初のアフリカ系アメリカ人の精神科医であり、アルツハイマー病の先駆者の一人でした。^{[ 13 ]} 1904年、フラー博士はアルツハイマー病の創始者であるアロイス・アルツハイマーの下で研究助手として働き始め、老年期前認知症を研究しました。その後、1912年にフラー博士はアルツハイマー病に関する最初のレビューを発表し、その中で、この病気と診断された9人目の患者に関する情報が含まれていました。研究者および医師として活動していた間、彼は黒人退役軍人が誤診されて軍の恩恵を受ける資格がないと判断されないように協力し、また、性感染症の副作用を診断するためのスタッフの訓練も行いました。 1969年、アメリカ精神医学会は、他の黒人を助けるために尽力した黒人の先駆者を称えるために、ソロモン・カーター・フラー賞という賞を設立した。^{[ 14 ]}

神経科学は比較的新しい学問分野と考えられており、神経科学学会の最初の会議は1971年に開催されました。この会議は、神経系の研究に焦点を当てたさまざまな分野（神経解剖学、神経化学、生理心理学、神経内分泌学、臨床神経学、神経生理学、神経薬理学など）を統合し、学際的な分野を創設することを目的として開催されました。1983年、アメリカ心理学会が発行していた『比較生理心理学ジャーナル』は、 『行動神経科学』と『比較心理学ジャーナル』の2つの独立したジャーナルに分割されました。当時のジャーナルの著者はこの分割の理由を説明し、その1つとして、行動神経科学は生理心理学のより広範な現代的進歩であると述べました。さらに、すべての動物において、神経系は行動の器官です。したがって、行動に影響を与えるすべての生物学的および行動的変数は、その作用を発揮するために神経系を経由する必要があります。現代の行動神経科学の研究では、神経系を介して作用し、行動に関連するすべての生物学的変数が研究されています。^{[ 3 ]}

多くの場合、人間は行動神経科学の実験の被験者として用いられることがありますが、行動神経科学の実験文献の大部分は、人間以外の種、最も頻繁にはラット、マウス、サルなどの研究から得られています。^{[ 15 ]}その結果、行動神経科学における重要な前提は、生物は生物学的および行動的に類似性を共有しており、種を超えて外挿できるほどであるというものです。^{[ 16 ]}これにより、行動神経科学は比較心理学、動物行動学、進化生物学、神経生物学と密接に結びついています。行動神経科学は、神経系の機能障害を持つ人間の行動の研究（つまり、非実験的な生物学的操作）に大きく依存する神経心理学とも、パラダイム的および方法論的に類似しています。^{[ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]}

行動神経科学実験の特徴は、実験の独立変数が生物学的であるか、従属変数が生物学的であることです。言い換えれば、研究対象の生物の神経系が永続的または一時的に変化するか、神経系の何らかの側面が測定されます（通常は行動変数と関連付けるため）。^{[ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]}

計算モデル - コンピュータを使用して現実世界の問題を定式化し、解決策を開発する。^{[ 57 ]}この方法はコンピュータサイエンスに集中していることが多いが、他の研究分野にも広がり始めている。たとえば、心理学はそのような分野の一つである。計算モデルにより、心理学の研究者は神経系の機能と発達についての理解を深めることができる。方法の例としては、ニューロン、ネットワーク、脳システムのモデリング、および理論的分析が挙げられる。^{[ 58 ]}計算方法は、実験の明確化、仮説の検証、新しい洞察の生成など、さまざまな役割を担っている。これらの技術は、生物心理学の発展においてますます重要な役割を果たしている。^{[ 59 ]}

一般的に、行動神経科学者は行動の根底にある様々な神経学的および生物学的プロセスを研究するが、^{[ 3 ]}非ヒト動物を使用する必要があるという制約がある。その結果、行動神経科学の文献の大部分は、次のような様々な動物モデル間で共通する経験や精神プロセスを扱っている。

• 感覚と知覚
• 動機づけられた行動（空腹、喉の渇き、性欲）
• 動作の制御
• 学習と記憶
• 睡眠と生体リズム
• 感情

しかし、技術の高度化と、人間被験者に適用できるより精密な非侵襲的方法の開発に伴い、行動神経科学者は、心理学、哲学、言語学といった他の古典的な研究分野にも貢献し始めている。例えば、以下のような分野である。

• 言語
• 推論と意思決定
• 意識

行動神経科学は、臨床心理学、臨床神経心理学、生物学的精神病理学（異常心理学とも呼ばれる）の領域に属する疾患を含む、医学的疾患の理解に大きく貢献してきた歴史があります。すべての精神疾患に対応する動物モデルが存在するわけではありませんが、この分野は以下のような様々な疾患に関する重要な治療データを提供してきました。

• パーキンソン病は、中枢神経系の変性疾患であり、運動能力や言語能力を損なうことが多い。
• ハンチントン病は、まれな遺伝性神経疾患であり、最も顕著な症状は異常な身体運動と協調運動障害である。また、多くの認知能力や人格の一部にも影響を及ぼす。
• アルツハイマー病は神経変性疾患であり、最も一般的な形態では65歳以上の人に見られ、進行性の認知機能低下、日常生活動作の低下、神経精神症状または行動変化を特徴とする。
• 臨床的うつ病は、気分の持続的な低下、普段の活動への興味の喪失、喜びを感じる能力の低下を特徴とする、一般的な精神疾患である。
• 統合失調症とは、現実の認識や表現に障害が生じる精神疾患を指す精神医学的診断であり、最も一般的には、幻聴、妄想や奇妙な妄想、あるいは支離滅裂な言動や思考といった形で現れ、著しい社会的または職業的機能障害を伴う。
• 自閉症は、社会的相互作用やコミュニケーションを阻害し、限定的で反復的な行動を引き起こす脳の発達障害であり、すべて3歳になる前に始まります。しかし、行動神経科学のサブ分野に属する神経心理学者は、自閉症児の社会的に破壊的な行動に対処するためにマインドフルネス介入を使用してきました。^{[ 62 ]}
• 不安とは、認知的、身体的、感情的、行動的な要素によって特徴づけられる生理的状態である。これらの要素が組み合わさることで、一般的に恐怖、不安、心配として認識される感情が生じる。
• 薬物乱用とは、個人が制御不能な薬物使用を通じて報酬や快楽の強化を求める慢性的な行動障害である。^{[ 63 ]}
• アルコール依存症は、個人が強迫的にアルコール物質を摂取する行動障害です。この障害は、いくつかの医学的、神経学的、および精神医学的状態を引き起こす可能性があります。^{[ 64 ]}

研究テーマ分野について

認知

行動神経科学者は、さまざまな神経画像技術を用いて、さまざまな認知プロセスに関する研究を行っています。認知研究の例としては、感情情報処理中の神経相関の調査が挙げられます。例えば、肯定的（味わう）感情と否定的（反芻）感情の持続的な処理中の主観的感情と神経反応性の関係を分析した研究があります。この研究の目的は、肯定的な思考（有益であると見なされる）と否定的な思考（精神的健康の悪化と有意に関連している）が、同様の根底にある神経メカニズムを持っているかどうかを分析することでした。研究者らは、味わう際に肯定的な感情がより強かった人は、反芻中に否定的な感情がより強かった人と同じであることを発見しました。fMRIデータは、反芻と味わう両方の脳領域で同様の活性化を示しており、2種類の反復思考の間に共通の神経メカニズムが存在することを示唆しています。この研究結果は、肯定的感情と否定的感情に関する反復思考には、主観的にもメカニズム的にも類似性があることを示唆しています。これは全体として、肯定的情報と否定的情報の両方の持続的な感情処理が起こる共通の神経メカニズムを示唆している。^{[ 65 ]}

ストレス

行動神経科学の分野での研究は、ストレスなどのさまざまな感情プロセスを支える複雑な神経解剖学的構造を調べることを含みます。Godoy ら (2018) は、ストレス反応の神経生物学的基盤を詳細に分析することでこれを行いました。この記事では、ストレス研究の歴史的発展の概要と、今日における身体的および心理的ストレス要因に関連する研究につながるその重要性について取り上げています。著者らは、ストレスのさまざまな指標とそれに対応する神経解剖学的処理、急性および慢性ストレスの時間的ダイナミクス、および脳への影響について調査しました。全体として、この記事は神経生物学的な視点からストレスの包括的な科学的概要を提供し、今日のストレス関連研究分野における現在の知識の重要性を強調しています。^{[ 66 ]}

感覚と知覚

行動神経科学におけるもう 1 つの一般的な研究テーマは、感覚と知覚です。Wu ら (2023) は、高齢者集団における聴覚および体性感覚領域と心理社会的要因 (うつ病など) および認知障害との関連性を分析する研究を実施しました。この記事では、25 億人がこの種の感覚低下を経験するため、聴覚障害が高齢者集団における最も一般的な感覚機能障害の形態であることを論じています。研究者らは、認知機能、感覚、知覚、および否定的社会心理的要因 (うつ病および社会的孤立など) をそれぞれ評価するために、中国語版ミニメンタルステート検査 (MMSE)、ノッティンガム感覚評価尺度 (NSA)、アルバートテスト、老年期うつ病尺度-30、およびルッベン社会ネットワーク尺度-6 (LSNS-6) を使用しました。参加者の評価スコアに基づいて統計分析を行った結果、聴覚感覚障害、非定型知覚、およびうつ病のある高齢者は、認知障害のリスクが高いことがわかりました。しかし、リハビリテーション、感覚喪失やうつ病に対する非薬物療法などの介入は、高齢者が経験する認知障害の量を減らす可能性がある。^{[ 67 ]}

ノーベル賞受賞者

以下のノーベル賞受賞者は、行動神経科学者または神経生物学者とみなすのが妥当でしょう。（このリストには、ほぼ例外なく神経解剖学者または神経生理学者であった受賞者、つまり行動変数や神経生物学的変数を測定しなかった受賞者は含まれていません。）

カブリ神経科学賞

• アン・グレイビール（1942年生まれ）
• ヴィンフリート・デンク（1957年）
• コルネリア・バーグマン（1961年）

• 生物心理学関連リンク
• 生物心理学の理論（英語文書第9号および第10号）
• IBRO（国際脳研究機構）