心理生理学は、感情や認知が生理的反応とどのように相互作用し、行動や意思決定を形作っているかを解明する学問です。EEG(脳波)やGSR(皮膚電気反応)などの生体計測研究が、注意力、記憶、感情に関する知見をどのように明らかにし、従来の二系統理論を超えた人間の知覚の複雑さを解き明かしているかについて学びましょう。
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感情は認知プロセスを導き、記憶を促進するだけでなく、意識的な信念もまた、私たちの知覚を形作っています。例えば、ワインの価格を知っているという事実だけで、そのワインが私たちの感覚にどれほど魅力的に映るか、またそこからどれほどの喜びを得られるかに影響を及ぼします(1)。人間の心は、システム1やシステム2で捉えられる範囲よりもはるかに複雑であり、心理生理学は、意識的な推論では把握できないプロセスを研究するための貴重な手段を提供してくれます。
心理生理学とは何ですか?
生体計測研究というテーマを耳にすると、多くの人はまず行動神経科学を連想するだろう。しかし、皮膚電気活動や心拍変動、さらには前頭葉の非対称性などを研究する場合、より適切な用語は心理生理学である。

心理生理学とは、神経科学におけるトップダウンアプローチの一種であり、心理的・社会的・行動的現象が、生理学的事象や原理とどのように関連し、それらを通じてどのように表れるかに焦点を当てたものである(2)。言い換えれば、被験者の皮膚伝導反応やその他の生理的反応を測定する際、我々が注目するのは身体の孤立した構成要素ではなく、人と環境との相互作用であり、この情報が人間の心について何らかの示唆を与えてくれると想定している。
心理生理学は、心には身体的な基盤があると捉えており、無意識的かつ自覚できないプロセスに関する情報を引き出す手段を提供するため、認知、感情、行動の理解に大きく寄与し得る(同上)。 感情の身体的基盤を示す興味深い実証例として、「情動的ブラインドサイト」というトピックが挙げられる。これは、一次視覚野に損傷を受けた患者が、視覚刺激について報告することはできないものの、その感情的価値(fMRIやEEGで測定される)に対しては確実に反応し(3)、さらに対象となる表情を模倣することさえあるという現象である(4)。
心理生理学は間違いなく広範な分野であり、それぞれのアプローチには重要な方法論的考察が伴うだけでなく、膨大な文献が存在します。ここでは、様々な方法論を深く掘り下げるのではなく、この魅力的な学問分野に関連するいくつかの包括的な原則と事例を紹介することを目的としています。
三位一体の脳、感情、およびヴォグニション
脳という複雑な器官について論じる際には、マクリーンの「三層脳」の概念を参照し、進化に基づいて爬虫類脳、哺乳類脳、霊長類脳という3つの層を区別することが有用である(5)。爬虫類脳は、進化の起源において最も古く、呼吸、心拍数、平衡感覚といった生存活動をつかさどっている(6)。
哺乳類の脳は爬虫類脳の上に重なり、主に「辺縁系」と呼ばれる脳領域のシステムから構成されています。これは哺乳類の進化上の圧力に対応するために進化したものであり、J・パンクセップが述べているように、それぞれが独自の「配線図」を持つ様々な感情系を含んでいます。
すべての哺乳類において、生後間もなく現れる4つの基本的な感情システムには、探索、恐怖、激怒、パニックが含まれ、哺乳類が成長するにつれて、情欲、ケア、遊びのシステムも機能し始める(7)。進化的な条件付けに従い、大脳辺縁系は「後悔するより安全を期す」傾向にある。これが、恐怖に関連する刺激やその他の顕著な刺激が即座に注意を引き、自動的な身体反応を引き起こす理由を説明している(8)。

辺縁系は人間の感情においても重要な役割を果たしており、その影響は感情の価値(ヴァレンス)や顕著性(サリエンス)の調節に関連して明らかである。空腹な人が食べ物に関連する手がかりをより顕著で肯定的な価値を持つと感じるのと同様に、依存症の人は薬物に関連する刺激に対してより肯定的な評価を下し(9)、反応も強くなる(10)。しかし、「欲求(wanting)」は必ずしも「好感(liking)」と結びつくわけではなく、特に依存症の場合にはその傾向が顕著である。 報酬の予期的要素(欲求)はインセンティブ・サリエンシーを指すのに対し、消費的要素(好感)は快楽的影響に関連している。実際、報酬のこれらの要素は、心理学的および神経生物学的レベルの両方で分離可能である(11)。
霊長類の脳は新皮質とも呼ばれ、私たちの進化の歴史において最も最近に発達したものです。新皮質は、大脳辺縁系に由来する感情の表出を制御するだけでなく、私たちが変化の激しい環境に適応し、より繊細な感情のレパートリーを用いて社会的な交流を行うことを可能にしています。 私たちの複雑な認知能力、言語能力、運動能力、感覚能力、そして社会性はすべて、大脳の外層におけるプロセスに由来している(6)。しかし、こうした高次レベルのプロセスは、依然としてその根底にある感情系や身体的プロセスによって影響を受けている。
ダマシオの「ソマティック・マーカー仮説」(12) は、人間の複雑な推論や意思決定は感情的なプロセスによって導かれていると提唱している。より具体的には、高次レベルのプロセスは、生体調節プロセスにおいて生じ、感情や感覚として表出されるマーカー信号の影響を受けている。 この理論に沿って、ベチャラとダマシオは経済的意思決定に関する神経理論も提唱しており、それによれば、感情系は迅速かつ有利な意思決定を行うための貴重な暗黙的または明示的な知識を提供するものである(13)。
自動化および制御されたプロセス
明示的知識と暗黙的知識の双方が高次プロセスに影響を与えるという前提は、私たちの心の中で起きていることすべてに、意識的にアクセスできるわけではないことを示唆している。 実際、ほぼすべての認知課題、さらには視覚や作業記憶においても、意識的および非意識的、あるいは報告可能な要素と報告不可能な要素の両方が存在している。意識という概念は、制御されたプロセスと自動的なプロセスと密接に関連しており、前者は逐次的かつ努力を要するものと、後者は並行的かつ努力を要しないものと説明できる(14)。
つまり、心は二つの対立するシステムから成っていると見なすことができるということでしょうか。その第一のシステムは、効率的で、意図的ではなく、制御不能で、無意識的(システム1)と特徴づけられ、第二のシステムは、非効率的で、意図的で、制御可能で、意識的(システム2)と特徴づけられるのでしょうか?

ここ数十年間、そしてD. カーネマンのベストセラー『ファスト&スロー』の出版以降、この二重プロセス分類法は急速に普及した。しかし、二システム理論の批判者たちは、こうした枠組みには実証的な裏付けが欠けており、確立された知見と矛盾し、内部的に一貫性を欠いていると指摘している(15)(16)。 二重プロセス分類に対する別の反論として、システム1とシステム2にそれぞれ関連付けられるすべての属性を結びつけることは不可能であるという点がある(17)。また、異なる処理特性の間に様々な不整合が存在することを示す証拠も数多く存在する(16)。
さらに、意思決定課題における選択や戦略的選好に焦点を当てた神経画像研究では、ヒューリスティックに基づく単純化された選択は高次認知脳システムと関連しているのに対し、利益を最大化したり損失を最小化したりする熟考的な選択は、低次で感情的なシステムと関連していることが明らかになった(18)。これらの結果は二系統理論の予測とは相反するものであり、この枠組みが過度に単純化されているか、あるいは誤解を招くものである可能性を示唆している(19)。 したがって、必ずしも2つのシステムしか存在しないという推論には注意すべきである。人間の脳は、それよりもはるかに複雑である可能性が高い。
心理生理学は私たちに何を教えてくれたのでしょうか?
要約すると、心理生理学は生物と環境の相互作用を考察することを基盤としており、その焦点は高次認知プロセスに置かれているが、それらは感情系によって影響を受けている。では、心理生理学は人間の心に対する理解にどのように貢献してきたのだろうか。
まず第一に、選択的注意は一般的に意識的な気づきにつながり、それが学習やエピソード記憶・宣言的記憶の形成を可能にすることは知られている。さまざまな研究により、出来事が起きた際の感情的な興奮が高まると、記憶がより強固になることが示されている。これは恐ろしい動画クリップ(21)だけでなく、興奮を誘う言葉(22)にも当てはまる。
注意を「認知的な目的のために情報を選択する能力」と定義すれば、自発的注意と自動的注意を区別することができるが、現実の世界ではこれらは一般的に混在している。自発的注意は、目標指向的な刺激や反応の選択を準備し、適用する過程に関与しているのに対し、自動的注意のシステムは、行動に関連し、顕著で、予期しない刺激を検出することに特化している(6)。
これに沿って、視覚系の最も初期の段階では、大きな「T」と「L」の文字を区別できないことが示されているが、同じ条件下でも、未知の場面から動物や乗り物を検出することはできることが分かっている(23)。 さらに、視覚探索課題が提示された際、被験者は花やキノコよりもクモやヘビといった対象をはるかに速く見つけ出すことが示されており、これは恐怖に関連する対象に対しては並列探索が行われ、恐怖と無関係な対象に対しては逐次探索が行われることを示唆している(24)。

客観的な環境的要因に加え、私たちの記憶や主観的な信念も、さまざまな刺激をどのように認識し、反応するかに影響を与えます。コカ・コーラとペプシの摂取における神経学的相関を比較した有名な研究では、コカ・コーラのブランドにさらされると、感情に基づく行動の偏りに関連する脳領域が活性化することが明らかになりました(25)。
同様に、より高価なワインを飲んでいると信じ込ませると、人々は味が良いと感じるだけでなく、体験した快感を処理する脳領域の活動も活発になることがわかっている(26)。
前述の通り、心理生理学は、心には身体的な基盤があるものとして研究しており、技術や研究が進歩するにつれて、そこから得られる知見の深さと広がりもさらに増していくでしょう。1990年の脳波(EEG)研究では、すでに、作り笑いに比べて本物の(デュシェンヌ型)笑顔を見る方が、より強い接近動機を引き起こすことが示されていました(27)。
The progression from understanding basic motivations to predicting complex behaviors highlights the field's rapid advancement. To delve deeper into these and other sophisticated methodologies, explore our behavioral research resources.
EEGの最近の応用例からは、消費者の購買決定(28)、支払意思額(29)、さらには映画の興行成績(30)など、さまざまな行動を予測するためにもEEGを活用できることが示されている。
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参考文献
[1] Plassmann, H., O’Doherty, J., Shiv, B., & Rangel, A. (2008). マーケティング活動は、経験した快感を表す神経的表象を変化させ得る。Proceedings of the National Academy of Sciences, 105(3), 1050-1054.
[2] Cacioppo, J. T., Tassinary, L. G., & Berntson, G. (編). (2007). 『心理生理学ハンドブック』. ケンブリッジ大学出版局.
[3] de Gelder, B., & Tamietto, M. (2007). 情動的ブラインドサイト. Scholarpedia, 2(10), 3555.
[4] Tamietto, M., Castelli, L., Vighetti, S., Perozzo, P., Geminiani, G., Weiskrantz, L., & de Gelder, B. (2009). 目に見えない顔や身体の表情が、迅速な感情的反応を引き起こす。米国科学アカデミー紀要, 106(42), 17661-17666.
[5] マクリーン, P. D. (1990). 『進化における三脳説:古脳機能における役割』. スプリンガー・サイエンス&ビジネス・メディア.
[6] Baars, B. J., & Gage, N. M. (2010). 『認知、脳、そして意識:認知神経科学入門』. Academic Press.
[7] パンクセップ, J. (2004). 『情動神経科学:人間と動物の感情の基礎』. オックスフォード大学出版局.
[8] Öhman, A., & Mineka, S. (2001). 恐怖、恐怖症、および備え:恐怖と恐怖学習の進化的モジュールに向けて. Psychological Review, 108(3), 483
[9] Mogg, K., Bradley, B. P., Field, M., & De Houwer, J. (2003). 喫煙者における喫煙関連画像への眼球運動:注意の偏りと刺激の価値に関する暗黙的・明示的指標との関連. Addiction, 98(6), 825-836.
[10] Kalivas, P. W., & Volkow, N. D. (2005). 依存症の神経基盤:動機付けと選択の病理。American Journal of Psychiatry, 162(8), 1403-1413.
[11] Berridge, K. C., Robinson, T. E., & Aldridge, J. W. (2009). 報酬の構成要素の解明:「好感」、「欲求」、および学習。Current opinion in pharmacology, 9(1), 65-73.
[12] Damasio, A. R. (1996). 「体性マーカー仮説と前頭前皮質の機能に関する考察」. Phil. Trans. R. Soc. Lond. B, 351(1346), 1413-1420.
[13] Bechara, A., & Damasio, A. R. (2005). 「体性マーカー仮説:経済的意思決定の神経理論」. Games and economic behavior, 52(2), 336-372.
[14] Schneider, W. (2009). 「自動性と意識」 W. Banks(編)『意識の百科事典』(pp. 83–92)
[15] Keren, G., & Schul, Y. (2009). 「2つが必ずしも1つより優れているとは限らない:二体系理論の批判的検討」. Perspectives on psychological science, 4(6), 533-550.
[16] Melnikoff, D. E., & Bargh, J. A. (2018). 「神話的な数字『2』」. Trends in cognitive sciences, 22(4), 280-293.
[17] Evans, J. S. B. (2008). 推論、判断、および社会的認知に関する二重処理説. Annu. Rev. Psychol., 59, 255-278.
[18] Venkatraman, V., Payne, J. W., Bettman, J. R., Luce, M. F., & Huettel, S. A. (2009). リスクを伴う意思決定における選択と戦略的選好の根底には、異なる神経メカニズムが存在する。Neuron, 62(4), 593-602.
[19] Plassmann, H., Venkatraman, V., Huettel, S., & Yoon, C. (2015). 消費者神経科学:応用、課題、および解決策の可能性. Journal of Marketing Research, 52(4), 427-435.
[20] Corbetta, M., & Shulman, G. L. (2002). 脳における目標指向的注意と刺激駆動的注意の制御. Nature reviews neuroscience, 3(3), 201.
[21] Cahill, L., Haier, R. J., Fallon, J., Alkire, M. T., Tang, C., Keator, D., … & Mcgaugh, J. L. (1996). 情報符号化時の扁桃体活動は、感情情報の長期的な自由想起と相関していた。米国科学アカデミー紀要, 93(15), 8016-8021.
[22] Sharot, T., & Phelps, E. A. (2004). 覚醒が記憶に及ぼす影響:注意と保持の効果の解明. Cognitive, Affective, & Behavioral Neuroscience, 4(3), 294-306.
[23] Li, F. F., VanRullen, R., Koch, C., & Perona, P. (2002). 注意がほとんど向けられていない状況下における自然景観の迅速な分類. Proceedings of the National Academy of Sciences, 99(14), 9596-9601.
[25] Öhman, A., Flykt, A., & Esteves, F. (2001). 感情が注意を駆り立てる:草むらに潜むヘビの検知. Journal of experimental psychology: general, 130(3), 466.
[26] McClure, S. M., Li, J., Tomlin, D., Cypert, K. S., Montague, L. M., & Montague, P. R. (2004). 文化的に馴染みのある飲料に対する行動的選好の神経相関. Neuron, 44(2), 379-387.
[27] Ekman, P., Davidson, R. J., & Friesen, W. V. (1990). デュシェンヌの笑顔:感情表現と脳の生理学:II. Journal of personality and social psychology, 58(2), 342.
[28] Ravaja, N., Somervuori, O., & Salminen, M. (2013). 購買決定の予測:前頭前皮質における半球間非対称性の役割. Journal of Neuroscience, Psychology, and Economics, 6(1), 1.
[29] Ramsøy, T. Z., Skov, M., Christensen, M. K., & Stahlhut, C. (2018). 前頭葉の非対称性と支払意思額. Frontiers in Neuroscience, 12, 138.
[30] Boksem, M. A., & Smidts, A. (2015). 映画予告編に対する脳の反応は、個人の映画選好およびその映画の一般大衆における商業的成功を予測する。『Journal of Marketing Research』, 52(4), 482-492.