4 より高度な認知行動機構の解明
4.1 背景
人間を対象とした脳研究は、近年の科学技術の進歩に伴う検査法の急速な進歩により、様々な高次脳機能、特に認知機能が解明されるようになってきた。電気生理学的には脳波と脳磁図(MEG)、脳血流解析ではポジトロン断層撮影(PET)、機能的磁気共鳴画像(fMRI)と近赤外線分光法(NIRS)が利用可能であり、これらの手法は、非侵襲的脳機能イメージングと総称されている。また、頭皮上から磁気を与えることにより脳内に電気刺激を与え、脳内の様々な部位の機能を興奮あるいは抑制することにより、その機能をより詳細に知る検査法(経頭蓋的磁気刺激法、TMS)の研究も進んでいる。生理学研究所は、このような手法を統合的にもちいることにより、高次脳機能を動的かつ大局的に理解することを目指し、非侵襲的脳機能イメージング研究に関する日本のパイオニアとして、世界的な業績をあげてきた。
4.2 社会能力の神経基盤と発達
非侵襲的脳機能イメージングの研究の重要な対象として、社会能力がある。これは他者と円滑に付き合う能力をさし、社会生活を送るために必須で、言語性・非言語性のコミュニケーション能力を基盤とした高次脳機能と捉えられる。その神経基盤および発達期における獲得過程については不明の点が多い。他方、科学技術の加速度的な発展による情報化、少子化、高齢化などによる、人とりわけ子どもを取り巻く生活環境や社会環境の急激な変化に対応するために、社会能力の重要性は増加してきている。「社会脳(social brain)研究」と称されている一連の研究は、これまで解明がほとんど行われてこなかった、動機付けや意味付けといった人間の最も高度な認知行動機構の解明を目指しており、社会的にも大きな注目を集めている分野である。成人を対象としたイメージング研究（例えば Izuma et al. 2008; Izuma et al. J Cogn Neurosci 2010; Izuma et al. Soc Neurosci in press）によって、社会脳と呼ばれる脳領域の機能解剖の一端が明らかとなりつつある。
一方で、発達途上の脳活動を直接観察することも極めて重要であり、様々な技術的困難を解決しつつ研究が進められている。例えば、顔は社会的信号として極めて重要であり、その認知機構と神経基盤は成人で詳細に調べられてきたが、その発達過程は明らかではない。近年乳児の脳活動計測法としてNIRSを用い、乳児の脳内での顔認知機能の発達を解析したところ、生後5ヶ月頃までに正面顔に反応する領域が乳児の脳内で発達し、その後生後7ヶ月には母親顔に対する左側頭部での活動増加を示し、8ヶ月頃には横顔でも、顔として処理することが示された。次に、乳児の顔認知に関連する反応領域として、右側頭部の下部領域での活動が確認され、上側頭溝での活動を反映していると推測された。これらの所見は、これまで明らかにされてこなかった乳児の顔認知に関与する反応領域を明確に示したものである(Nakato et al., 2009; Otsuka et al., 2007)。
4.3 研究動向
このような研究背景のもと、文部科学省科学研究補助金 新学術領域研究「学際的研究による顔認知のメカニズムの解明」(2008年～2012年度、領域代表者 生理学研究所 柿木隆介 教授)により、「顔認知機能の解明」をキーワードとして、心理学、脳科学、医学、工学、情報学などの幅広い分野の学際的な研究者を結集して研究が開始された。最終的には、可能な限りその成果を社会に還元することを目的として大規模な研究班を組織し、全国規模で新たな研究潮流を形成しつつある。
一方、文部科学省 脳科学研究戦略推進プログラム 課題Ｄ 社会的行動を支える脳基盤の計測・支援技術の開発(2009～2003年度、分担機関 生理学研究所)により、実際のヒト社会行動における社会能力計測技術として、集団の脳機能・視線・行動計測法の開発を開始している。例えば、2個体間の相互作用とその神経基盤を研究する目的で、2台の高磁場(3テスラ)MRI装置を用いた脳機能同時計測手法を開発しつつあり、2009年度末に導入完了予定である。
4.4 社会能力発達過程への学際的取り組み
社会能力の発達過程は、個人により多様なパターンがあることが予測され、その多様なパターンがなぜ起きるのかを明らかにするためには、その原因と結果(因果関係)をはっきりさせる必要がある。つまり、個人の変化を前向きに追跡していく研究により初めて、社会能力の発達過程が明らかにされうる。さらに発達過程に影響を及ぼす諸要因の解析には、大規模発達コホート研究が不可欠である。コホート研究(Cohort Study) は疫学に用いられる観察的研究手法の一つで、関心ある事項へ曝露(exposure)した集団(コホート)と曝露していない集団を同定し、これらのコホートが関心ある転帰(outcome, 結果としての何らかの状態変化)を示すまで追跡する研究様式である。コホート研究は解析を現在から未来へ前向きに行うため、因果関係をもっとも明確に理解することができる。
社会･生活環境が心身や言葉の発達に与える影響やそのメカニズム、特に社会能力の神経基盤および発達期における獲得過程を解明するためには、コホート研究手法を用いた経年的なデータの解析を、脳科学・小児科学・発達心理学・教育学・疫学・統計学等の領域架橋的な解析によって行い、さらに、新たな環境評価法・観察法・計測法・統計解析法の開発を行うことが必要となってくる。科学技術・学術審議会の「長期的展望に立つ脳科学研究の基本的構想及び推進方策について ～総合的人間科学の構築と社会への貢献を目指して～ (第1次答申案(中間取りまとめ))」http://www.lifescience.mext.go.jp/download/houkoku/nou_090123.pdfにおいても、長期発達コホート研究の立ち上げが5年の枠組みの中にうたわれていることから、脳科学・小児科学・発達心理学・教育学・疫学・統計学等の領域架橋的な取り組みを一層推進する必要がある。今後生理学研究所は、大学共同利用機関として、このような学際的研究を推進する上で重要な役割を果たしていくことが期待される。
文献
Izuma K, Saito DN, Sadato N (2008) Processing of social and monetary rewards in the human striatum. Neuron 58:284-294.
Izuma K, Saito DN, Sadato N (2010) Processing of the Incentive for Social Approval in the Ventral Striatum during Charitable Donation. J Cogn Neurosci (in press).
Izuma K, Saito DN, Sadato N (2010) The roles of the medial prefrontal cortex and striatum in reputation processing. Soc Neurosci (in press).
Nakato E, Otsuka Y, Kanazawa S, Yamaguchi MK, Watanabe S, Kakigi R (2009) When do infants differentiate profile face from frontal face? A near-infrared spectroscopic study. Hum Brain Mapp 30:462-472.
Otsuka Y, Nakato E, Kanazawa S, Yamaguchi MK, Watanabe S, Kakigi R (2007) Neural activation to upright and inverted faces in infants measured by near infrared spectroscopy. Neuroimage 34:399-406.