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社会認知神経科学は、社会認知を支える生物学的プロセスを科学的に研究する学問である。具体的には、神経科学のツールを用いて、「社会世界に対する私たちの経験を生み出し、枠組みを作り、調整し、反応する精神的メカニズム」を研究する。[ 1 ]社会認知神経科学は認知神経科学の認識論的基盤を用い、社会神経科学と密接に関連している。[ 2 ]社会認知神経科学では、ヒトの神経画像、特に機能的磁気共鳴画像法（fMRI）が用いられる。経頭蓋磁気刺激や経頭蓋直流刺激などのヒトの脳刺激技術も用いられる。非ヒト動物では、直接的な電気生理学的記録や単一細胞および神経細胞集団の電気刺激が、低レベルの社会認知プロセスを調査するために利用される。[ 3 ] [ 2 ] [ 4 ]
社会的認知の神経基盤に関する最初の学術研究は、1849年に外傷性脳損傷を負い、その後の社会的機能と人格の変化について広範な研究を受けたフィニアス・ゲージに遡ることができます。 [ 4 ] 1924年には、著名な心理学者ゴードン・オールポートが、社会心理学の教科書の中で社会現象の神経基盤に関する章を執筆しました。[ 5 ]しかし、これらの研究はその後数十年間、あまり活発な研究活動を生み出しませんでした。
神経活動の研究における発明は、この分野の発展の基礎を築きました。1924年、ドイツの生理学者で精神科医のハンス・ベルガー（1873-1941）は、最初のヒト脳波計（EEG）を発明し、脳の電気活動を記録しました。[ 6 ] 1953年、ブラウンネル博士とアロノウ博士は、現代の陽電子放出断層撮影（PET）のプロトタイプとなる最初の臨床用陽電子イメージング装置を設計しました。[ 7 ] 1971年、アメリカの化学者で物理学者のポール・クリスチャン・ローターバーは、MRイメージング（MRI）のアイデアを発明しました。[ 8 ]化学の博士号を持つマイケル・E・フェルプスは、1950年代後半にいくつかの断層撮影装置を構築したアメリカの科学者、デイビッド・エドモンド・クール、ルーク・チャップマン、ロイ・エドワーズの発見に基づいて、1973年に最初のPETスキャナーを開発しました。[ 9 ]
現代の社会認知神経科学の始まりは、マイケル・ガザニガの著書『ソーシャル・ブレイン』（1985年）に遡ることができ、この本は脳の側性化を社会心理学的現象の特殊性に起因するものとした。[ 10 ] 1980年代後半から1990年代半ばにかけて、社会認知神経科学の研究が散発的に出現し、そのほとんどは非ヒト霊長類の単一ニューロン電気生理学的記録やヒトの神経心理学的病変研究を用いていた。[ 4 ]この間、密接に関連する社会神経科学の分野が並行して出現したが、そのほとんどは社会的要因が自律神経系、神経内分泌系、免疫系にどのように影響するかに焦点を当てていた。[ 4 ] [ 2 ] 1996年、ジャコモ・リッツォラッティの研究グループは、社会認知神経科学における最も重要な発見の1つ、すなわちマカクザルの前頭頭頂皮質におけるミラーニューロンの存在を発見した。[ 11 ] 1990年代半ばには、人間の機能的陽電子放出断層撮影法（PET）が登場し、心の理論やメンタライジングといった抽象的な（そしておそらく人間特有のものであるが、この問題は依然として議論の的となっている[ 12 ] [ 13 ]）社会的認知機能の神経科学的研究が可能になった。しかし、PETは非常に高価であり、放射性トレーサーの摂取が必要となるため、その普及は制限されている。[ 4 ]
2000 年、社会認知神経科学という用語は、それぞれ社会心理学と認知心理学のバックグラウンドを持つMatthew LiebermanとKevin Ochsnerによって造語されました。これは、社会認知の神経基盤を研究する孤立した研究室を統合し、ブランド化するために行われました。[ 1 ] [ 4 ]また、2000 年には、Elizabeth Phelpsらが、社会認知、特に人種評価に関する最初のfMRI研究を発表しました。[ 14 ]より安価で非侵襲的な神経画像法である fMRI の採用により、この分野は爆発的に成長しました。2001 年に、社会認知神経科学に関する最初の学術会議がカリフォルニア大学ロサンゼルス校で開催されました。 2000年代半ばには、この分野に関連する学術団体（社会情動神経科学学会、社会神経科学学会）や、この分野に特化した査読付き学術誌（社会認知情動神経科学、社会神経科学）が出現した。[ 4 ] 2000年代以降、社会認知神経科学の研究を行う研究室は、ヨーロッパ、北米、東アジア、オーストララシア、南米で急増した。[ 15 ] [ 4 ] [ 2 ]
2000年代後半から、この分野は他の神経画像法（例：脳波検査、脳磁図、機能的近赤外分光法）[ 16 ] 、高度な計算手法（例：多変量パターン分析、因果モデリング、グラフ理論）[ 17 ]、および脳刺激技術（例：経頭蓋磁気刺激、経頭蓋直流刺激、深部脳刺激）[ 18 ]を取り入れることで、方法論のレパートリーを拡大し始めた。この分野の研究の量と厳密さにより、2010年代には社会認知神経科学は神経科学と心理学のより広い分野で主流の受容を得た。[ 4 ] [ 2 ] [ 3 ]
ハイパースキャニングまたは脳間研究は、社会的認知を研究するための最も一般的なアプローチになりつつあります。[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] 2つ以上の脳の神経活動の相関関係を認知タスクで共有することで、社会的経験と神経生理学的プロセスの関係を理解するのに役立つと考えられています。[ 23 ] 2024年には、対人神経同期の研究[ 19 ] [ 20 ][21] [ 22 ]と、聞き慣れない音声刺激にさらされたときに胎児の脳の神経活動が増加することが明らかになった胎児の脳の聴覚刺激に対する反応に関する神経科学研究[ 24 ]に触発され、母胎児神経認知モデル仮説が提唱され、新しい研究方向が開かれました。[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]この立場によれば、この二者間の生物学的システム内の対人神経生理学的プロセスは、認知の開始時に刺激に対する適切な反応のための訓練を胎児の神経系に提供する。[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]この仮説は、局所的な神経振動と母親の心臓の低周波電磁場との干渉によって生じる神経系間の神経同期により、訓練が成功することを示している。[ 27 ]
社会的認知の大部分は、主に2つの分離可能なマクロスケールの脳ネットワーク、すなわちミラーニューロンシステム（MNS）とデフォルトモードネットワーク（DMN）によって支えられています。MNSは、DMNが観察不可能な精神状態、特性、意図（例えば喉が渇いている）を推測するために使用する、観察可能な行動（例えばコップに手を伸ばす）を表現し、識別すると考えられています。[ 28 ] [ 3 ] [ 29 ] [ 30 ]同様に、社会的認知中はMNSの活性化開始がDMNに先行することが示されています。[ 28 ]しかし、MNSとDMNの内部および間のフィードフォワード、フィードバック、再帰処理の程度はまだ十分に特徴付けられていないため、2つのネットワークとそのノードの正確な機能を完全に分離することは困難です。[ 3 ] [ 28 ] [ 30 ]
マカクザルの前頭頭頂皮質で最初に発見されたミラーニューロンは、動作が実行されたとき、または観察されたときに発火します。[ 11 ]ヒトでは、同様の感覚運動「ミラーリング」反応が、以下に挙げる脳領域で発見されており、これらはまとめてMNSと呼ばれています。[ 11 ] [ 31 ] MNSは、顔の表情、ボディランゲージ、掴むなどの意図的な動作を識別し、表現することがわかっています。[ 28 ] [ 31 ] MNSは、動作に関連する感覚情報や運動情報だけでなく、動作の概念を符号化している可能性があります。そのため、MNSの表現は、動作がどのように観察されるか（例：感覚様式）や、動作がどのように実行されるか（例：左手か右手か、上向きか下向きか）に左右されないことが示されています。[ 32 ] [ 33 ] MNSは、書かれた言語で記述された動作を表現することもわかっています。[ 34 ]
MNSの機能に関するメカニズム理論は、大きく運動理論と認知理論の2つの陣営に分けられます。古典的な運動理論では、抽象的な動作表現は運動系内で動作をシミュレートすることによって生じるとされていますが、新しい認知理論では、抽象的な動作表現は知覚、運動、意味、概念といった複数の情報領域の統合によって生じるとされています。[ 35 ] [ 32 ]これらの競合する理論とは別に、人間のMNSにはより根本的な論争があり、このネットワークにおけるミラーニューロンの存在そのものさえ議論されています。[ 36 ] [ 37 ]そのため、「MNS」という用語は、「動作観察ネットワーク」、「動作識別ネットワーク」、「動作表現ネットワーク」といった、より機能的に定義された名称に置き換えられることがあります。[ 37 ]
母胎児神経認知モデル（MFN）の仮説は、社会的認知におけるMNSの役割の理論に貢献している。[ 26 ] MNSミラーニューロンは、MFNモデルの条件を満たす特定の対人関係のダイナミクスの場合にのみ観察されることが示されている。[ 26 ] MFNモデルは、母胎児の二者関係の生物学的システム内の神経生理学的プロセスの表現であり、認知の開始時に刺激に対する適切な反応のための胎児神経系のトレーニングを提供する。[ 38 ]両方の神経系の局所的なニューロン振動は、母親の心臓の低周波電磁場との干渉によって同期することが示されている。[ 38 ]そのため、母親の心臓の振動は、共有された生態系内の生理学的同調により、両方の生物で類似した、すでに興奮している中枢および末梢ニューロン群の脳振動を同期させる。[ 38 ]したがって、母親の特定の感覚運動ネットワークの活性化は子供の感覚運動ネットワークを同調させ、共有された生態系のため、この相互作用は、多数の成功と失敗の試行に基づく統計的メカニズムを通じて、幼い神経系が特定の感覚刺激に正しく反応するように訓練します。この同調は、母親の意図的な行為が認知プロセスを開始するのと同様に、幼い生物に潜在意識的な知覚をもたらします。[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] [ 38 ]
ミラーニューロンは、マカクザルの前運動皮質で最初に発見されました。[ 11 ]前運動皮質は、低レベルの運動制御、運動計画、運動の感覚誘導、言語処理や行動理解などの高レベルの認知機能を含む、多様な機能に関係しています。[ 39 ]前運動皮質には、独自の細胞構築特性を持つサブ領域が含まれていることがわかっていますが、その意義はまだ完全には理解されていません。[ 40 ]ヒトでは、感覚運動ミラーリング反応は、前運動皮質全体と、下前頭回と補足運動野の隣接する領域にも見られます。[ 11 ] [ 31 ]
視空間情報は、背側運動前野よりも腹側運動前野に多く存在します。[ 39 ]ヒトでは、感覚運動ミラーリング反応は腹側運動前野を超えて、言語処理と発話生成に重要な領域であるブローカ野を含む下前頭回隣接領域にまで及んでいます。 [ 41 ]下前頭回における動作表象は、生物学的運動研究で刺激として一般的に使用される観察および実行された動作に加えて、動作動詞などの言語によっても誘発される可能性があります。[ 34 ]下前頭回における言語と動作の理解プロセスの重複は、一部の研究者に、両者の間に重複する神経計算メカニズムが存在することを示唆させています。[ 41 ] [ 34 ] [ 33 ]背側運動前野は、複数の運動選択肢の表象や最終的な動作の選択の決定など、運動準備とガイダンスに強く関連しています。[ 39 ]
古典的な動作観察の研究では、マカクザルの頭頂間溝にミラーニューロンが見つかっている。[ 11 ]ヒトでは、感覚運動ミラーリング反応は前頭頂間溝を中心に発生し、下頭頂小葉や上頭頂小葉などの隣接領域でも反応が見られる。頭頂間溝は、意味的特徴に比べて、生物学的運動の運動的特徴に対してより敏感であることが示されている。[ 31 ]頭頂間溝は、運動の大きさであろうと、人の社会的地位の大きさであろうと、領域横断的な方法で大きさを符号化することが示されている。[ 42 ]頭頂間溝は背側視覚経路の一部と考えられているが、外側後頭側頭皮質や後上側頭溝などの非背側経路領域からの入力も受けていると考えられている。[ 31 ]
LOTC は、 V5や外線条体身体領域などの視覚皮質の外側領域を含みます。LOTC は通常、視覚処理に関連付けられていますが、感覚運動ミラーリング反応や抽象的な動作表現もこの領域で確実に見られます。[ 35 ] [ 43 ] LOTC には、動き、物体、身体部位、運動学、身体姿勢、観察された動き、動詞の意味内容に敏感な皮質領域が含まれます。[ 35 ] [ 43 ] LOTC は、観察された動作の細かい感覚運動の詳細 (局所的な運動学的特徴や知覚的特徴など) を符号化すると考えられています。[ 43 ] LOTC はまた、特定の動作を実行できるさまざまな手段を結びつけると考えられています。[ 35 ]
デフォルトモードネットワーク(DMN) は、精神状態、特性、意図などの抽象的な社会的情報を処理および表現すると考えられています。[ 3 ] [ 44 ] [ 45 ]心の理論、メンタライジング、感情認識、共感、道徳的認知、社会的ワーキングメモリなどの社会的認知機能は、ヒトの神経画像研究において一貫して DMN 領域を活性化します。これらの機能の機能解剖学は異なる可能性がありますが、多くの場合、内側前頭前野、後部帯状皮質、側頭頭頂接合部などのコア DMN ハブが含まれます。[ 3 ] [ 44 ] [ 45 ] [ 46 ] [ 29 ] [ 47 ]社会的認知とは別に、DMN は広く内向きの認知と関連付けられています。[ 48 ] DMNは、記憶関連処理（意味記憶、エピソード記憶、展望記憶）、自己関連処理（内省など）、およびマインドワンダリングに関与していることがわかっています。[ 48 ] [ 49 ] [ 50 ]ミラーニューロンシステムの研究とは異なり、タスクベースのDMN調査では、DMN関連の社会的認知機能が初歩的であるか、非ヒト動物では測定が困難であるため、ほぼ常にヒト被験者が使用されます。[ 50 ] [ 3 ]しかし、DMN活動の大部分は休息中に発生し、DMNの活性化と接続性は、目標指向の認知がないときに迅速に関与し、維持されます。[ 50 ]そのため、DMNは哺乳類の脳機能の「デフォルトモード」を支えると考えられています。[ 51 ]
社会的認知、休息、およびDMN関連機能の多様な配列間の相互関係はまだ十分に理解されておらず、活発な研究テーマとなっています。DMNにおける社会的、非社会的、および自発的なプロセスは、少なくともいくつかの基本的な神経計算メカニズムを互いに共有していると考えられています。[ 42 ] [ 52 ] [ 53 ] [ 54 ] [ 55 ]
内側前頭前野（mPFC）は、メンタライジングや心の理論などの抽象的な社会的認知と強く関連している。[ 56 ] [ 3 ] [ 29 ] [ 47 ]メンタライジングはmPFCの大部分を活性化するが、背側mPFCは他者に関する情報に対してより選択的であるのに対し、前部mPFCは自己に関する情報に対してより選択的である可能性がある。[ 56 ]
腹側前頭前野の腹側領域、例えば腹内側前頭前野や内側眼窩前頭皮質は、社会的認知の情動的要素において重要な役割を果たすと考えられている。例えば、腹内側前頭前野は他者に関する情動的情報を表すことがわかっている。[ 3 ] [ 44 ] [ 46 ]腹側mPFCは、社会的刺激だけでなく、多くの種類の刺激の価数と価値の計算と表現において重要であることが示されている。[ 57 ]
mPFCは、最も領域横断的な脳領域の1つであり、皮質階層の最上位に位置し、DMN関連のタスク中に最後に活性化されるため、社会的認知の最も抽象的な要素を担っている可能性がある。[ 3 ] [ 50 ] [ 58 ]
抽象的な社会的認知は、後帯状皮質（PCC）を中心とした後内側皮質の広い領域を動員するが、楔前部および後部脾状皮質にも広がっている。[ 44 ] [ 3 ]社会的認知におけるPCCの具体的な機能はまだ十分に解明されておらず、[ 47 ] [ 45 ]その役割は一般化され、内側前頭前野と密接に関連している可能性がある。[ 44 ] [ 52 ]一つの見解は、PCCが社会的認知の視空間的および意味的要素の一部を表現するのに役立つ可能性があるというものである。[ 59 ]さらに、PCCは、外部環境および記憶内の行動的に関連する情報源へのボトムアップ注意を促進することによって、社会的ダイナミクスを追跡する可能性がある。[ 52 ]背側PCCは、環境における行動的に関連する変化を監視することにも関連しており、おそらく社会的ナビゲーションを助けている。[ 46 ]社会的領域以外では、PCCは注意、記憶、意味論、視覚処理、マインドワンダリング、意識、認知の柔軟性、脳ネットワーク間の相互作用の媒介など、非常に多様な機能と関連付けられています。[ 60 ]
側頭頭頂接合部（TPJ）は、自己と他者など複数の主体を区別する上で重要であると考えられている。[ 47 ]右TPJは、被験者が与えられた状況で他者の信念と自身の信念を区別しなければならない誤信念課題によって強く活性化される。[ 29 ] [ 47 ] [ 3 ] TPJは、DMNに関連するさまざまな抽象的な社会的認知課題によっても動員される。[ 3 ] [ 44 ] [ 46 ]社会的領域以外では、TPJは、注意の再方向付け、ターゲット検出、文脈の更新、言語処理、エピソード記憶の想起など、さまざまな機能に関連している。[ 61 ] [ 62 ] [ 63 ] [ 64 ] [ 53 ] TPJの社会的機能と非社会的機能は、共通の神経計算メカニズムを共有している可能性がある。[ 65 ] [ 62 ] [ 53 ]例えば、TPJ における注意の再方向付けの基盤は、自己と他者間の注意の再方向付け、および社会的エージェント間の注意の割り当てに使用される可能性がある。[ 62 ] [ 65 ]さらに、TPJ では、社会的、時間的、空間的距離を具現化する共通の神経符号化メカニズムが見つかっている。[ 42 ]
社会的課題では、上側頭溝（STS）を中心とした側頭皮質の領域が活性化されるが、上側頭回、中側頭回、側頭極にも及ぶ。 [ 47 ] [ 45 ]社会的認知中、前部STSと側頭極は抽象的な社会的認知と人物情報に強く関連している一方、後部STSは社会的視覚と生物学的運動処理に最も関連している。[ 47 ] [ 3 ]後部STSはミラーニューロンシステムに知覚入力を提供するとも考えられている。[ 31 ] [ 28 ]
MNSとDMNの外側に位置する脳領域の中にも、特定の社会的認知機能と強く関連している領域がいくつか存在する。[ 1 ]
腹外側前頭前野（VLPFC）は、感情処理と抑制処理に関係しています。顔の表情、身振り、韻律などからの感情認識に関与していることがわかっています。具体的には、感情認識中に感情構成要素の意味表現にアクセスすると考えられています。 [ 66 ]さらに、VLPFCは共感、メンタライジング、心の理論の課題でよく使われます。VLPFCは、他人のことを考えているときに自己視点の抑制をサポートすると考えられています。[ 1 ]
島皮質は感情処理と内受容感覚に不可欠です。感情認識、共感、道徳、社会的苦痛に関与していることがわかっています。前部島皮質は、他者の感情、特に代理苦痛などの否定的な感情を感じやすくすると考えられています。島皮質の損傷は共感能力の低下と関連しています。前部島皮質は、社会的拒絶によって引き起こされる痛みなどの社会的苦痛の際にも活性化します。[ 67 ] [ 1 ]
前帯状皮質（ACC）は、感情処理とエラー監視に関連しています。背側ACCは、他者の感情、特に否定的な感情を感じやすくするなど、前部島皮質といくつかの社会的認知機能を共有しているようです。背側ACCは、不当な扱いを受けたときの痛みなど、社会的苦痛の際にも強く活性化します。背側ACCは、社会的排除の検出と評価など、社会的評価にも関連しています。膝下ACCは代理報酬のために活性化することがわかっており、向社会的行動に関与している可能性があります。[ 67 ] [ 1 ]
紡錘状顔領域（FFA）は、顔の処理と知覚的専門知識に強く関連しています。FFAは顔の視空間的特徴を処理することが示されており、顔の意味的特徴も符号化する可能性があります。[ 55 ] [ 1 ]
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