Biological basis of personality

The biological basis of personality is a collection of brain systems and mechanisms that underlie human personality. Human neurobiology, especially as it relates to complex traits and behaviors, is not well understood, but research into the neuroanatomical and functional underpinnings of personality are an active field of research. Animal models of behavior, molecular biology, and brain imaging techniques have provided some insight into human personality, especially trait theories.

Much of the current understanding of personality from a neurobiological perspective places an emphasis on the biochemistry of the behavioral systems of reward, motivation, and punishment. In the context of the biological body, neuroscience evidence suggests that the brain is modular, meaning that the mental state is biologically structured and that personality is composed of distinct components.^[1] This has led to a few biologically based personality theories such as Eysenck's three factor model of personality, Grey's reinforcement sensitivity theory (RST), and Cloninger's model of personality. The Big Five model of personality is not biologically based; yet some research in the differences in brain structures provided biological support also for this model.

Personality can be defined as a set of characteristics or traits that drive individual differences in human behavior. From a biological perspective, these traits can be traced back to brain structures and neural mechanisms. However, this definition and theory of biological basis is not universally accepted. There are many conflicting theories of personality in the fields of psychology, psychiatry, philosophy, and neuroscience. A few examples of this are the nature vs. nurture debate and how the idea of a 'soul' fits into biological theories of personality.^[2]

Since the time of the ancient Greeks, humankind has attempted to explain personality through spiritual beliefs, philosophy, and psychology. Historically, studies of personality have traditionally come from the social sciences and humanities, but in the past two decades neuroscience has begun to be more influential in the understanding of human personality.^[3]

しかし、生物学に基づいた最初の性格理論を発表した人物として最も引用され、影響力のある人物は、ハンス・アイゼンクとジェフリー・アラン・グレイである。アイゼンクは、行動学的および精神生理学的方法論の両方を用いて、自身の理論を検証し発展させた。^{[ 4 ]}彼は1947年に『性格の次元』という本を出版し、外向性と神経症傾向という性格次元について記述した。アイゼンクの弟子であるグレイは、報酬刺激と罰刺激に対する感受性の個人差として性格特性を研究した。^{[ 4 ]}グレイの研究と理論の重要な点は、行動を定義するために生物学を用いたことであり、これがその後の多くの研究を刺激した。^{[ 5 ]}

1951年、ハンス・アイゼンクとドナルド・プレルは、11歳と12歳の一卵性双生児と二卵性双生児を対象に神経症傾向を検査した実験を発表した。この実験は『 Journal of Mental Science 』に掲載された論文で詳細に説明されており、アイゼンクとプレルは「神経症傾向は統計的なアーティファクトではなく、全体として遺伝する生物学的単位を構成する…神経症傾向は大部分が遺伝的に決定される」と結論付けている。^{[ 6 ]}この研究では、神経症傾向は最大80%が遺伝によるものであると結論付けられた。一卵性双生児の方が二卵性双生児よりも相関が強かった。^{[ 7 ]}

生物学に基づいたパーソナリティ研究の考え方は比較的新しいものですが、関心が高まり、出版物の数も増えています。^{[ 8 ]} 2004 年 8 月には、このテーマに特化した会議「パーソナリティと個人差の生物学的基盤」が開催されました。^{[ 9 ]}これにより、心理学者、精神科医、分子遺伝学者、神経科学者の間でアイデアを発表し、共有することが可能になり、最終的に同名の書籍が誕生しました。^{[ 9 ]}この本は、多くの著者が寄稿し、トゥルハン・カンリが編集した、この分野における最新の研究 (2006 年時点) を集めたものです。最近では、心理学教授のコリン・G・デヤングが、この考え方を「パーソナリティ神経科学」という分野と名付けました。^{[ 10 ]}さらに、パーソナリティの神経生物学的基盤を調査する研究を育成することに特化したジャーナルが最近設立され、「パーソナリティ神経科学」と呼ばれています。^{[ 11 ]}

人間の性格を構成する一連の特性を特定することに焦点を当てた性格理論は数多く存在する。しかし、生物学的根拠に基づくものは少ない。本節では、生物学的根拠に基づく性格理論をいくつか紹介する。

グレイの強化感受性理論

グレイの強化感受性理論（RST）は、報酬刺激と罰刺激に対してそれぞれ異なる反応を示す3つの脳システムが存在するという考えに基づいている。^{[ 4 ]}

1. 闘争・逃走・凍結反応システム（FFFS）は、恐怖（不安ではない）という感情と、危険な状況への積極的な回避行動を媒介するシステムです。このシステムに関連する性格特性は、恐怖を感じやすいことと、危険を回避する傾向です。
2. 行動抑制システム（BIS）は、相反する目標のために危険な状況に陥った際に、不安感や慎重なリスク評価行動を媒介するシステムです。このシステムに関連する性格特性としては、心配性や不安傾向が挙げられます。
3. 行動接近システム（BAS）は、望ましい刺激に対する反応から生じる「期待的快感」という感情を媒介する。このシステムに関連する性格特性としては、楽観主義、報酬志向、衝動性などが挙げられる。

There are many experimental techniques for measuring the biology of the brain, but there are five main methods used to investigate the biological basis of personality.^[16] The biological data from these methods are commonly correlated with personality traits. These personality traits are often determined by personality questionnaires. However, personality questionnaires may be biased because they are self-reported. As a result, scientists emphasize using several different measures of personality,^[16][17] rather than solely self-reported measures of personality. For example, another measure of personality traits is observation of behavior. Both humans and animals have been observed to measure personality traits, but animals are particularly useful for studying the long-term behavioral-biological relationship of personality.^[18]

研究者にとってより高度で手頃になったもう 1 つの興味深い方法は、全ゲノム発現解析法です。この方法は、多数の遺伝子のデータを同時に収集することを含み、性格の研究に多くの利点をもたらします。Alison M. Bellと Nadia Aubin-Horth が書いた記事では、次のように述べてその利点を非常に明確に説明しています。「まず、性格の遺伝的基盤は多遺伝子性である可能性が高いので、多くの遺伝子を同時に研究することは理にかなっています。さらに、遺伝子産物は単独で機能することはまれです。代わりに、それらは経路やネットワーク内で相互作用することによってその機能を果たします。その結果、表現型を特徴付ける分子変化は、単一のマーカーや遺伝子に基づくのではなく、経路全体に基づくことがよくあります。したがって、全ゲノム発現プロファイリングは、新しい候補遺伝子や経路を明らかにする可能性を秘めています。」^{[ 19 ]}

過去20年間、構造磁気共鳴画像法（sMRI）と機能的磁気共鳴画像法（fMRI）の技術は、脳内の神経活動と性格特性、および性格を特徴づけるその他の認知、社会、感情プロセスとの関連性を研究するために用いられてきた。MRIは非侵襲的であり、高解像度であるため、このような研究にMRIベースの手法を用いることがますます普及している。

ビッグファイブ特性の生物学的基盤は、神経画像における再現性の危機により、大幅な再評価を受けています。ChenとCanli（2022）は、「ここでは何も見るべきものはない」と題した包括的な系統的レビューとメタ分析で、数十年にわたる構造MRI研究を分析し、128の独立した構造神経画像研究を調査しました。彼らは、五因子モデル特性と灰白質体積や皮質厚などの脳構造の測定値との間に再現可能な関連性はないと結論付け、以前の肯定的な発見はサンプルサイズが小さく出版バイアスによるアーティファクトである可能性が高いことを示唆しました^{[ 55 ]}。このパラダイムシフトは、Nature誌のMarekら（2022）によってさらに支持され、彼らは脳全体関連研究（BWAS）が再現可能な結果を​​得るには数千人の参加者が必要であることを実証しました。通常、小規模なコホート（N < 100）に依存していたほとんどの過去の性格神経科学研究は、検出力が不足しており、効果量が過大評価される傾向がありました^{[ 56 ]}。普遍的な構造マーカーに対する懐疑論へのこの変化を受けて、WuとChang（2025）は、パーソナリティ神経科学は「大きな関連性から大きな実践へ」移行すべきだと主張した。彼らは、規範的モデリングがデフォルトのアプローチとなり、グループレベルの相関関係から、大規模な集団規範に対する個々の脳行動の逸脱のマッピングへと焦点を移すべきだと提案した^{[ 57 ]}。構造的相関関係は依然として捉えどころがないが、機能的イメージングは​​より有望であることが示されている。Linらによる2023年の安静時fMRIのメタ分析では、神経症傾向の安定した相関関係が特定され、その特性が左中側頭回、海馬、線条体の活動と関連付けられ、パーソナリティは静的な解剖学的構造よりも動的な脳機能によく反映される可能性があることが示唆された^{[ 58 ]}。

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