神経心理学

神経心理学は、人の認知や行動が脳や神経系の他の部分とどのように関係しているかを扱う心理学の一分野です。この心理学分野の専門家は、脳の損傷や病気が認知機能や行動機能にどのように影響するかに焦点を当てています。^[1]

神経心理学は、患者中心の心理学の実験的かつ臨床的な分野です。したがって、行動と認知が脳機能によってどのように影響を受けるかを理解することを目指しています。また、神経疾患の行動および認知への影響の診断と治療にも関係しています。古典的な神経学は神経系の病理に焦点を当てており、古典的な心理学はそれとはほとんど関係がありませんが、神経心理学は神経疾患の患者の研究を通じて脳が心とどのように相関しているかを発見しようとします。したがって、神経精神医学や行動神経学全般と概念や関心を共有しています。神経心理学という用語は、人間と動物の病変研究に適用されています。また、高等霊長類の個々の細胞（または細胞群）からの電気的活動を記録する取り組みにも適用されています（人間の患者の研究もいくつか含まれています）。^[2]

実際には、神経心理学者は、研究現場（大学、研究所、または研究機関）、臨床現場（神経心理学的問題を抱える患者の評価や治療に携わることが多い医療病院またはリハビリテーション現場）、法医学現場または産業界（中枢神経系の機能が懸念される臨床試験のコンサルタントとして働くことが多い）で働く傾向があります。

神経心理学は心理学の分野の中でも比較的新しい学問分野です。この分野を定義する最初の教科書である「人間の神経心理学の基礎」は、1980年にコルブとウィショーによって最初に出版されました。 ^{[3]しかし、その発展の歴史は}古代エジプトの第三王朝まで遡ることができ、おそらくそれ以前にまで遡ることができます。^[4]社会がさまざまな臓器の機能を考慮し始めた時期については多くの議論があります。何世紀にもわたって、脳は役に立たないと考えられており、埋葬や検死の際に捨てられることが多かったです。医学の分野で人体の解剖学や生理学の理解が進むにつれて、身体がなぜそのように機能するのかについてさまざまな理論が生まれました。多くの場合、身体機能は宗教的な観点からアプローチされ、異常は悪霊や神のせいにされました。脳は常に機能する身体の中心であると考えられてきたわけではありません。脳とそれが私たちの行動にどのように影響するかについての理解が深まるまでには何百年もかかりました。

古代エジプトでは、医学に関する文献は司祭イムホテプの時代から存在しています。^{[5]彼らは医学と病気に対してより科学的なアプローチを取り、脳、外傷、異常、治療法などを記述して、将来の医師の参考としました。それにもかかわらず、エジプト人は}魂の座は脳ではなく心臓であるとみなしていました。^[6]

アリストテレスは、エジプトに端を発する心臓への焦点を強化した。彼は、心臓が精神プロセスを制御していると信じ、脳は不活性な性質のため、心臓から発生する熱を冷却するメカニズムであると考えた。^{[8] [9]}彼は、動物の実験的研究に基づいて結論を導き出した。彼は、動物の脳は触ると冷たく、そのような接触は動きを引き起こさないが、心臓は暖かく活動的で、気分に応じて加速したり減速したりすることを発見した。^{[8] [9]}このような信念は、その後も多くの人々によって支持され、中世やルネサンス期を通じて存続したが、17世紀にさらなる研究により揺らぎ始めた。^[9]神経心理学の発展におけるアリストテレスの影響は、現代の言葉の中にも明らかである。なぜなら、私たちは「自分の心に従う」、そして「心で学ぶ」からである。^[9]

ヒポクラテスは、脳を魂の座とみなした。彼は脳と身体の行動との関連を指摘し、「人間の中で最も大きな力を発揮するのは脳である」と書いた。^[10]ヒポクラテスは、焦点を「魂の座」としての心臓から脳に移した以外は、脳の実際の機能についてはあまり詳しく述べなかった。しかし、医学界の注目を脳に移すことで、彼の理論は、私たちの行動を司る器官の科学的発見につながった。その後何年もの間、科学者たちは身体の機能の探究に刺激を受け、正常および異常な行動の具体的な説明を見つけようとした。科学的発見により、彼らは身体のさまざまな機能を説明する自然で有機的な理由があり、そのすべては脳にまで遡ることができると信じるようになった。ヒポクラテスは、実際の脳器官とは別の機能として広く考えられていた心の概念を導入した。

哲学者ルネ・デカルトはこの考えを発展させ、心身問題に関する研究で最も広く知られています。デカルトの考えは、しばしば哲学的すぎる、十分な科学的根拠に欠けると見なされていました。デカルトは、脳の解剖学的実験の多くに焦点を当て、特に松果体に着目しました。松果体は、実際の「魂の座」であると彼は主張しました。科学の世界に対する精神的な見方がまだ深く根付いていたため、体は死すべきものであり、魂は不滅であると言われていました。当時、松果体は、心が死すべき機械のような体と相互作用する場所であると考えられていました。当時、デカルトは、心が体の行動（人を制御する）を制御していると信じていましたが、体が心に影響を与えることもできると確信していました。これは二元論と呼ばれています。^[11]心が本質的に身体をコントロールしているが、身体は他の行動に抵抗したり、影響を与えたりできるというこの考えは、多くの生理学者が脳を見る方法に大きな転換点をもたらしました。心の能力は単に反応するだけでなく、合理的であり、組織的で思慮深い方法で機能することが観察されました。これは、動物界が考えていたよりもはるかに複雑でした。これらの考えは、多くの人に無視され、何年も放置されていましたが、医学界は脳に関する独自の考えを広げ、脳の働きが実際にはどれほど複雑であるか、それが日常生活に及ぼす完全な影響、および機能不全の心を抱えて生きる人々を助けるのに最も効果的な治療法は何かを新しい方法で理解し始めました。ルネ・デカルトによって促進された心身問題は、彼の考えに対する賛否両論の多くの哲学的議論とともに今日まで続いています。デカルトが提示した斬新でよく考え抜かれた視点は、当時も今も物議を醸していますが、特に観察可能な行動を説明するために心と体を分離することに重点を置いた点において、医学、心理学、その他多くの分野のさまざまな分野に長期的な影響を及ぼしてきました。

神経心理学の分野にもうひとりの主要な貢献者が現れたのは、17世紀半ばのことでした。トーマス・ウィリスはオックスフォード大学で学び、脳と行動に対して生理学的なアプローチをとりました。脳を指す際に「半球」と「葉」という言葉を作り出したのはウィリスでした。^[12]彼は「神経学」と「心理学」という言葉を最初に使用した人の一人でした。人間だけが合理的思考ができる存在であるという考えを否定し、ウィリスは脳の特殊な構造に注目しました。^[9]彼は、高次の構造が複雑な機能を説明するのに対し、低次の構造は他の動物に見られる機能に似ており、主に反応と自動応答からなる機能を担っていると理論づけました。^[13]彼は特に躁病とヒステリーの患者に興味を持っていました。^{[14] [15]}彼の研究は、精神医学と神経学が個人を研究するために協力した最初の研究のいくつかでした。ウィリスは脳と行動の徹底的な研究を通じて、呼吸、心拍、その他のさまざまな運動活動などの自動反応は脳の下部領域で行われているという結論に至った。彼の研究の多くは時代遅れになっているが、彼の考えは脳がこれまで考えられていたよりも複雑であることを示しており、特に脳の障害や機能不全を調べる際に、将来の先駆者たちが彼の理論を理解し、それに基づいて構築する道を切り開いた。^[14]

神経解剖学者で生理学者のフランツ・ヨーゼフ・ガルは、脳の理解を大きく前進させた。ガルは、性格は脳内の特徴や構造に直接関係していると理論づけた。しかし、神経科学分野におけるガルの主な貢献は、骨相学の発明である。この新しい学問は、脳を心の器官とみなし、頭蓋骨の形状が最終的に人の知性と性格を決定する可能性があるとした。 ^[16]この理論は当時流布していた多くの理論と同様であり、多くの科学者が顔や体の身体的特徴、頭の大きさ、解剖学的構造、知能レベルを考慮に入れていたのに対し、ガルだけが主に脳に注目していた。しかし、ガルの主張の妥当性については多くの議論があった。なぜなら、彼の予測はしばしば間違っていることが判明したからである。ガルはかつてルネ・デカルトの頭蓋骨の型を送られ、骨相学の方法を通じて、対象者は推論能力と高等認知能力が限られていたに違いないと主張した。^[17]ガルの主張の多くは物議を醸し、誤りであったが、脳の皮質領域と局所活動の理解に対する彼の貢献は、脳、性格、行動の理解を前進させ続けた。彼の研究は、今後数十年にわたって繁栄する神経心理学の分野に確固たる基盤を築く上で極めて重要であったと考えられている。

19 世紀後半、頭蓋骨の大きさで知能レベルが決まるという考えは、科学と医学の進歩とともに捨て去られました。ジャン バティスト ブイヨーという名の医師がガルの考えを発展させ、脳の異なる皮質領域がそれぞれ独自の機能を持つという考えを詳しく調べました。ブイヨーは特に言語に興味を持ち、ガルの研究から生まれた発見である、脳の前部領域が言語行為の実行を担っているという多くの出版物を書きました。彼はまた、研究に大規模なサンプルを使用した最初の一人でもありましたが、その方法が受け入れられるまでには何年もかかりました。100 を超えるさまざまな症例研究を見て、ブイヨーは、言語が完成し理解されるのは脳のさまざまな領域を通してであることを発見しました。脳損傷のある人々を観察することで、彼の理論はより具体的なものになりました。ブイヨーは、当時の他の多くの先駆者とともに、特に機能の局在化に関して、神経学の分野で大きな進歩を遂げました。このような発見に対して最も功績が認められるのは誰なのかについては多くの議論があり、^[18]多くの場合、名前が挙がらない人物もいますが、ポール・ブローカはおそらく神経心理学への最も有名でよく知られた貢献者の一人であり、この分野の「父」と呼ばれることが多いです。

脳内の局所機能の分野での進歩に刺激を受けたポール・ブローカは、言語がどのように理解され、生成されるかという現象に研究の多くを捧げました。彼の研究を通じて、私たちは左脳を介して発音するということを発見し、さらに発展させました。ブローカの観察と方法は、神経心理学が認識され、尊敬される学問として実際に形を成すところであると広く考えられています。脳の特定の独立した領域が言語の発音と理解を担っているという理解を武器に、脳の能力は複雑で非常に精巧な器官としてようやく認識されるようになりました。ブローカは、骨相学の考えから完全に脱却し、より科学的で心理学的な脳の見方を深く掘り下げた最初の人物でした。^[19]

カール・ウェルニッケは19世紀の影響力のある神経精神科医で、異常が特定の脳領域にどのように局在するかを理解することに特に興味を持っていました。それまでの理論では脳の機能は単一のプロセスであると考えられていましたが、ウェルニッケは感覚機能と運動機能に基づいて脳の機能を異なる脳領域に関連付けた最初の一人でした。^[20] 1873年、ウェルニッケは重度の脳卒中後、発話と聴力が正常であるにもかかわらず言語理解力が低下している患者を観察しました。病後の分析で、左半球の頭頂側頭領域の脳の聴覚領域の近くに病変があることが明らかになりました。^[21]当初は感覚失語症と呼ばれていたこの領域は、後にウェルニッケ野として知られるようになりました。^[21]この領域に損傷がある人は、発話と聴覚プロセスは正常であるものの、書き言葉や話し言葉を理解または表現できないことを特徴とする、流暢だが受容性の失語症を呈します。^[22]ポール・ブローカとともに、ウェルニッケの貢献は言語発達と左半球機能の局在に関する現在の知識を大きく広げました。

ラシュリーの研究と理論は、著書「脳のメカニズムと知能」にまとめられている。^[23]ラシュリーのエングラム理論は、彼の研究の原動力となった。エングラムは、特定の記憶が保存されている脳の一部であると信じられていた。彼はフランツに教わった訓練/アブレーション法を使い続けた。彼はラットに迷路を学習させる訓練をし、体系的な損傷と皮質組織の切除を行って、ラットが学習したことを忘れているかどうかを確認した。

ラットの研究を通じて、彼は忘却は組織の除去場所ではなく、除去された組織の量に依存することを発見した。彼はこれを集団行動と呼び、学習の種類とは無関係に脳組織がどのように反応するかを支配する一般法則であると信じていた。しかし、今では集団行動は彼の実験結果の誤った解釈であったことが分かっている。なぜなら、ラットが迷路を走るためには複数の皮質領域が必要だったからである。小さな個々の部分に切断するだけではラットの脳に大きな損傷を与えることはないが、大きな部分を切り取ると一度に複数の皮質領域が除去され、視覚、運動協調、記憶などのさまざまな機能に影響を及ぼし、動物が迷路を適切に走れなくなる。^[24]

ラシュリーはまた、機能領域の一部が、たとえ残りの領域が除去されたとしても、その領域全体の役割を果たすことができると提唱した。彼はこの現象を等電位と呼んだ。今では、彼が脳の可塑性の証拠を見ていたことが分かっている。つまり、一定の制約内では、脳には、他の領域が機能不全になったり除去されたりした場合に、特定の領域がその機能を引き継ぐ能力がある。ただし、ラシュリーが当初主張したほどではない。

実験神経心理学は、実験心理学の手法を用いて神経系と認知機能の関係を明らかにするアプローチである。研究の大部分は実験室環境で健康な人間を研究するものだが、少数の研究者は動物実験を行うこともある。この分野での人間の研究では、神経系の特定の特徴（例えば、特定の視野に提示された視覚情報は、反対側の皮質半球で優先的に処理される）を利用して、神経解剖学と心理機能の関係を明らかにすることが多い。 ^[25]

臨床神経心理学は、神経認知障害を引き起こす病気や傷害（特に脳）を経験した人々の評価（神経心理学的検査および神経心理学的評価を参照）、管理、リハビリテーションに神経心理学の知識を応用する学問である。特に、臨床神経心理学では治療に心理学的観点を持ち込み、そのような病気や傷害が心理的要因にどのように影響し、心理的要因からどのように影響を受けるかを理解している。^[26]また、ある人が困難を示しているのが脳の病理によるものか、感情的または他の（潜在的に）可逆的な原因​​の結果なのか、あるいはその両方なのかについて意見を述べることもできる。例えば、検査の結果、患者XとYの両方が過去20分以内に以前に接触した物の名前を挙げることができない（認知症の可能性がある）ことが示されるかもしれない。患者Yが、さらに促すことで（例えば、言えなかったものは果物であるなど、カテゴリカルな手がかりを与えるなどして）、それらのいくつかを挙げることができれば、単に認知症というよりも、より具体的な診断が可能になります（Yは、脳の病理による血管型ですが、通常は少なくともある程度は可逆的です）。臨床神経心理学者は、学際的な医療チームの一員として病院で働くことが多い一方、個人開業して医療訴訟手続きに専門家の意見を提供する人もいます。^[27] 記憶の生物学的科学に関する現在の研究は、分子レベルから神経心理学レベルまで、複数のスケールにまたがっています（Moscovitch et al., 2016）。記憶には、シナプスのダイナミズムの詳細が必要であり、神経生物学的な能力を持つ理解手順と記憶構造の説明も必要です。

認知神経心理学は比較的新しい発展であり、実験神経心理学と臨床神経心理学の両方の相補的アプローチの凝縮として現れました。これは、脳損傷または神経疾患を持つ人々を研究することによって、心と脳を理解しようとします。神経心理学的機能の1つのモデルは、機能局在として知られています。^[28]これは、脳の特定の領域の損傷後に特定の認知問題が見つかる場合、脳のこの部分が何らかの形で関与している可能性があるという原則に基づいています。ただし、精神機能と神経領域の間のリンクはそれほど単純ではないと考える理由があるかもしれません。並列処理などの心と脳のリンクの代替モデルは、人間の脳の働きと機能不全をより説明できる可能性があります。さらに別のアプローチでは、脳損傷を受けた人が生成するエラーのパターンが、基礎となる神経構造を参照せずに、精神的表現とプロセスに関する理解をどのように制限するかを調査します。より最近の関連したアプローチは、精神疾患を研究することで心と脳の正常な機能を理解しようとする認知神経精神医学である。^[29]

コネクショニズムとは、人工ニューラルネットワークを使用して、ニューロンの動作を単純化してもっともらしいモデルとみなされるものを使用して、特定の認知プロセスをモデル化することである。特定の認知タスクを実行するように訓練されたこれらのネットワークは、脳損傷や障害をシミュレートするために損傷または「損傷」されることが多く、その結果を理解して人間の脳損傷の影響と比較する試みである。^[30]

機能的神経イメージングは​​、特定の神経イメージング技術を使用して、通常は人が特定のタスクを実行しているときに脳から読み取りを行い、特定の脳領域の活性化がタスクとどのように関連しているかを理解しようとします。特に、脳と行動の関係を研究するために確立された機能的磁気共鳴画像法（fMRI）技術内で認知テストを使用する方法論の発展は、神経心理学の研究に顕著な影響を与えています。^[31]

実際には、これらのアプローチは相互に排他的ではなく、ほとんどの神経心理学者は、完了するタスクに最適なアプローチを選択します。

これらの課題は、課題のパフォーマンスを特定の神経認知プロセスに結び付けることができるように設計されています。 ^[32]これらのテストは通常​​標準化されており、個々の臨床ケースで使用される前に、特定のグループ（またはグループ）の個人に対して実施されています。標準化から得られたデータは標準データとして知られています。これらのデータが収集および分析された後、個々のパフォーマンスを比較するための比較基準として使用されます。神経心理学的テストの例には、ウェクスラー記憶スケール（WMS）、ウェクスラー成人知能スケール（WAIS）、ボストン命名テスト、ウィスコンシンカード分類テスト、ベントン視覚保持テスト、および制御口述語連想テストなどがあります。神経心理学的テストを解釈する場合、提示された認知障害が正当かどうかを判断するために、診断が経験的に情報に基づいていることが重要です。詐病と症状の誇張が成功すると、個人にとって、多額の金銭的補償、傷害訴訟、障害賠償請求、および刑事判決を含むがこれらに限定されない大きな利益につながる可能性があります。これらの潜在的な利点の性質上、誤った診断を避けるために、神経心理学的検査で詐病を特定することが不可欠です。Slick、Sherman、Iverson (1999) による詐病性神経認知障害 (MND) の基準は、複数の神経心理学的状況および障害にわたるさまざまなパフォーマンス妥当性検査 (PVT) および症状妥当性検査 (SVT) で詐病を検出する能力を開拓しました。^[33]これらの検査は、神経心理学的機能障害の可能性レベルを下回るパフォーマンスを特定することで詐病を検出します。^[34]

脳の構造や機能を調べるために脳スキャンを使用することは一般的であり、高解像度の画像で脳損傷をより適切に評価する方法として、またはさまざまな脳領域の相対的な活性化を調べることによって行われます。このような技術には、機能に関連するデータを生成するfMRI（機能的磁気共鳴画像）や陽電子放出断層撮影（PET）のほか、構造データを生成するMRI（磁気共鳴画像）、コンピュータ断層撮影（CATまたはCT）、拡散テンソル画像（DTI）^[35]が含まれます。

マウスとサルをベースとした脳モデルは、ワーキングメモリと注意力を含む理論的な神経科学に基づいて開発されており、脳のさまざまな層における神経活動の測定によって検証された時間定数に基づいて脳活動をマッピングしています。これらの方法は、2値の結果を伴う単純なタスクにおける行動の決定状態にもマッピングします。^[36]

神経系によって生成される電界または磁界を測定することで脳の活性化を測定するように設計された電気生理学的測定法の使用。これには、脳波記録(EEG) または磁気脳波記録(MEG) が含まれる場合があります。

設計された実験課題の使用。多くの場合、コンピュータによって制御され、特定の神経認知プロセスに関連していると考えられる特定のタスクに対する反応時間と正確さを測定するのが一般的です。この例としては、ケンブリッジ神経心理学的自動テストバッテリー（CANTAB）またはCNSバイタルサイン（CNSVS）があります。^[37]