Vol.24 No.1, 20083

第 43 回日本小児放射線学会シンポジウムより

特集 勃興しつつある新たな画像診断
1．心をみる MRI：
fMRI を用いた自己・他者理解の研究を通じて守口善也
国立精神・神経センター

精神保健研究所

心身医学研究部

MRI for reading mind :An fMRI study of recognition of self and others
Yoshiya Moriguchi
Department of Psychosomatic Medicine, National Institute of Mental Health,National Center of Neurology and Psychiatr y

Abstract
Alexithymia, proposed as a common personality trait in psychosomatic patients, ischaracterized by difficulty in identifying and describing the feeling of the self. On the other
hand, alexithymia has also been found in a broad spectrum of psychiatric disorders featured bya dominant disability of recognition of others mental states or intentions, suggesting common（neural）components of representing self and others. Using fMRI, we investigated the neuronalbasis of 1）mentalizing, 2）empathy（observing and judging others pain）, and 3）the mirror
neuron system in alexithymia. The results from the mentalizing study showed an attenuation ofactivity within the right medial prefrontal cortex（MPFC）in the group with high alexithymia.
Across subjects, activity within the MPFC correlated positively with the mentalizing score and,most prominently, the perspective-taking score. In the pain-perception study the alexithymia
group showed attenuation of cerebral activity within the dorsolateral prefrontal cortex（DLPFC）,
dorsal anterior cingulate cortex（dACC）, dorsal pons and cerebellum in response to painful
pictures. Furthermore, alexithymic participants scored lower on the pain ratings and on thescores related to mature empathy. The alexithymia group showed rather stronger activity inmirror neuron network, suggesting that individuals with alexithymia incline to a more basic
level of understanding of others intentions. Together these studies highlight a common neuralcomponent supporting the understanding of the self and others.
Keywords：Alexithymia, fMRI, Mentalizing

fMRI について
現在，磁気共鳴画像（magnetic resonance imaging：MRI）が，脳神経疾患の診断・治療に多く利用

常 1.5 〜 3 T）におき，それに RF（radiofrequency）
パ
ルスと呼ばれる電磁波を加え，水および脂肪を構成する水素原子核を共鳴させることで画像化するものである．

されている．生体は約 70％が水分で，脂肪を含め近年の画像技術の進歩により，この MRI を用ると約 90％であるが，MRI は人体を強い静磁場（通いて，脳内の構造のみならず，神経活動を画像

3

4

日本小児放射線学会雑誌化する手法が普及しつつある．特に機能的磁気したりすると，局所の動脈血が増加する．その際，共鳴画像法（fMRI）は，高い時間分解能と空間分血流の増加に対して，酸素消費量の増加は少ない解能をもち，比較的安全な検査法とされている．

ため，毛細血管〜静脈では相対的に Deoxy-Hb がfMRI は，BOLD（Blood Oxygen Level Dependent）

減少する．よって局所の信号強度が増加し，賦活効果と呼ばれる原理を利用し，脳の賦活化され脳部位が画像化できる．MRI撮像の方法としては，た領域で血流が変化したことによる磁化率変化

高速撮像法のひとつの EPI（echo planar imaging）

を捉えている．以前より，単光子放射型断層撮法を用いることにより，全脳の 3 次元の T2 ＊強調画

影（single photon emission computed tomography :像が数秒ごとという高い時間分解能で得られる．

SPECT）や陽電子放射断層撮影（positron emission
tomography : PET）などが神経活動評価に用いら医学領域での fMRI を用いた測定の実際れていたが，fMRI は，放射性物質や造影剤を使う

先述の通り，fMRI は，ある刺激を受けた時やことなく，一般的に普及している MRI 装置にて

課題施行時の局所の脳賦活に伴う血流増加を間接

非侵襲的に検査可能であり，PET，SPECT に比的に測定するものである．その際に，患者群と健して時間・空間分解能（解像度）が高く，また反復常者群の fMRI データを統計的に比較することに測定が容易であるというのが最大の特長である．

より，疾患に関わる脳局在・脳機能異常に迫る

一方 S/N 比が小さく，静磁場強度が 1.5T の場合ことが可能である．多くは，①ある課題・刺激をで 2 〜 3％程度の MRI 信号値の変化により脳賦活処理する能力が低下しているため活動が過剰になを描出しなければならないことが短所としてあげる，あるいは低下する②正常とは違う系統によっられる．また，時間分解能は測定している対象がて処理している，ことなどを示し，脳機能の局在

血流変化であるため秒単位であり，Magnetoen-

理論をもとに考察することが多い．

cephalography（MEG）や Event-Related Potential

測定のデザインとして，瞬間的な施行ごとの脳（ERP）といったミリ秒単位の分解能のものには及活動の変化を測定する事象関連デザイン（event-

ばない．また，拍動や体動などによるアーチファ

related design），および，従来 PET などでも使用

クトや，副鼻腔の含気と接することによる磁化されてきたデザインとして，ある一定時間に事象率アーチファクトのため，眼窩前頭野，前 / 下内を集合させた block ごとの脳活動の状態を測定す

側側頭葉などの部分は撮像が困難なことがある．

るブロックデザイン（block design）
がある．

また，PET が血流を直接測定しているのに対し，また，どのような統計的な比較をするかについ

fMRI では血流の変化を BOLD 効果を用いて間接ては，categorical design（subtraction），parametric

的に測定している点が挙げられる．

design，factorial design の 3 種がある．categoricaldesign は最も基本的な方法で，課題条件とコン

fMRI の原理
fMRI の 原 理 で あ る BOLD（blood oxygen level

トロール条件間で信号値の差をみるものである．
parametric design では，認知的 / 運動的要因を施

dependent）効果は，1990 年に Ogawa らによって

行において連続的に変化させ，そのパラメータと発見された 1）．血液中には，酸素と結合したヘモMR信号との相関を検討する．Factorial designは，グロビン（酸化型ヘモグロビン；Oxy-Hb）と，結例えば相互作用をみる 2 × 2 ANOVA model など，

合していないヘモグロビン（還元型ヘモグロビン；

あるひとつの要因が他の要因に対して及ぼす影響

Deoxy-Hb）が存在する．Deoxy-Hb は常磁性体で，などの評価に用いられる．

周囲の組織との間に磁場不均一性を生じ（T2 ＊緩和

fMRI のデータ解析については，現在もっともを促進），MRI の信号を低下させる．安静時では，多く使われているのが SPM（Statistical Parametric

脳内の静脈血にある Deoxy-Hb により，賦活時にMapping, Wellcome Depar tment of Imaging

比べ相対的にMRの信号が低下している．ここで，Neuroscience, London, UK）というフリーウェア

被験者がなんらかの感覚的な刺激を受けるなどしで あ る．SPM は MATLAB（Mathworks 社 ） と いて，相応する神経細胞群が賦活され，課題を実行

う行列計算ソフトのマクロとして開発されたも4

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5の で，MATLAB が 動 作 可 能 な 環 境 で あ れ ば OS

イコパスなどの疾患群においても，心の理論や共を問わず使用可能である．解析の流れは，各ス

感などの他者理解のコンポーネントが障害されてキャンごとの位置ずれを補正し（Realignment），

いることが報告されている 4）．

個々人で異なる脳の形状を，標準脳（Montreal

一方，自己・他者の理解の障害を統合的に考えneurological institute（MNI）template）に変換する

ると，自分を理解するということと他者を理解す（Normalization）．S/N 比を改善するために ﬁlter

るということには，何らかの共通項があることがによってなめらかな画像にし（Smoothing），数秒

概念的に予想できる．また最近では，さまざまなごとの time course に沿った，全脳の，複数個の他者表象が自己の相応するニューラルネットワー

EPI 画像の series を得る．Series は，各ボクセル

クの一部を用いて行うということが報告され（特voxel（脳を数㎜ごとに空間的に小さく区切った単，にミラーニューロン 5）や shared representation6））位）
ごとに検定が行われ，課題・刺激に相応して活自他表象の共通の神経基盤があることがわかる．

動すると仮定したデザイン（Design matrix）に沿っ

発達心理学・乳幼児精神医学などが現在到達してて，統計的に有意に BOLD 信号の変動がある部位

いる成果からは，自己・他者認識の形成は表裏一が脳賦活部位として描出される．

体と考えられる．以上より，アレキシサイミアのfMRI を用いた研究例−自己の情動認知の障害における，他者理解について
研究の背景
自己・他者の心を理解することは，臨床的に非形成には他者理解・表象能力の障害の関与も推察される．そうした推察は，アレキシサイミアにおける表情認知の障害，他者理解の障害を特徴とする疾患群（ASD，統合失調症，境界例，サイコパスなど）における高アレキシサイミア傾向などからも支持される 4）．

常に重要なことである．例えば，自己の心の理解

アレキシサイミアの傾向を測定する質問紙

は，内省や心理療法の基礎であり，情動の制御や（TAS−20）を用いた研究では，10 歳代から 30 歳代

ストレスコーピングに不可欠である．さらに，他まで，年齢が進むに従ってその得点が減少してい者の心の理解は，社会的・対人関係的なコミュニ

くことが示され 7），自己の感情の気づきや表象，ケーションを保つためになくてはならないものでそしてそれに関連したアレキシサイミアの形成あり，メンタルヘルスの立場からも重要な認知的は，発達的な要素を含むものであることが予想さスキルである．そして，こうした能力の欠如は，れる．よって，発達における自己・他者の表象の精神科的・心身医学的な疾病の発症・維持・憎悪形成過程を考えれば，アレキシサミアにおける他に関与していると推察される．

者理解の障害も考えられる．このことについて検

アレキシサイミア 2）は，心身症に関わる性格特討をすることは，ひいては自己と他者の理解の共性として臨床的に提唱された概念で，自己の感情

通項がどのような要素によって成り立っているかの気づきや表象の困難という，自己の情動処理障を指し示すものとなると考えられる．

害を特徴とするものである．このアレキシサイミ

ここでは，アレキシサイミアにおけるさまざまアを伴った精神・心身疾患を有する患者は，心理な他者理解（心の理論，共感，ミラーニューロン）療法に抵抗性のあることが知られている．アレキの神経学的基盤を探ることによって，自他の認識

シサイミアは，健常群より患者群の方がその傾向の共通の基盤がどのような要素によって成り立っが高く，情動処理の障害を通じて，心身の症状のているのかについて検討した．

発症・憎悪に関わっているとされる．アレキシサ
イミアは，自己表象に関わる概念であるが，他方，さまざまな精神疾患には他者表象の障害も認めら

方法
この研究の実施に際しては，国立精神・神経セれる．特に，自閉症スペクトラム群では，「心の理

ンターの倫理委員会の承認を得ており，さらに被論」のような他者の心的理解の障害が顕著に認め験者に十分な説明のもと，インフォームドコンセられるとされ 3），さらに統合失調症，境界例，サントを得て行った．

5

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日本小児放射線学会雑誌

被験者

的な対人関係に関連するとされる．

まず，310 人の健常大学生に，自記式質問紙

Toronto Alexithymia Scale（TAS−20

）を施行し

8，
9）

fMRI

アレキシサイミア（n ＝ 16 ALEX）とコントロール

た．その中で，アレキシサイミアに関してなる（n ＝ 14 NALEX）の被験者を対象に fMRI を用いて，べく大きい分散を得るように，上位 25％（得点＞

他者理解に関わる 3 つの課題での脳賦活を測定し60，n ＝ 20），下位 25％（得点＜ 39，n ＝ 18）を選た．MRI は 1.5−T Siemens Magnetom Vision Plusび，
この 38 人に対して fMRI, 各種自記式質問紙（下

Systemを用い，BOLD の原理を用いて，gradient記），そして構造化面接［modiﬁed edition of theecho-planar imaging（EPI）の時系列データを得

Beth Israel hospital psychosomatic questionnaire

た． 同 時 に 構 造 画 像 を magnetization-prepared, the mini international neuro（SIBIQ10）下記参照）

rapid gradient echo（MPRAGE）sequence（TE/TR,

psychiatric interview（MINI ）］を施行した．すべ

4.4/11.4 ms ; flip angle, 15 degree ; acquisitionての被験者はMINI にて心身の疾病を持たないこと

matrix, 256 × 256 ; 1 NEX ; FOV, 31.5 ㎝ ; sliceが確認され，さらにSIBIQ にてアレキシサイミアのthickness, 1.23 ㎜）を用いて撮像し，被験者の脳画有無に関して面接にて確認し，SIBIQとTAS−20 の像データの解剖学的標準化に用いた．課題画像・

得点の著しい乖離がある被験者群（高い TAS−20でアニメーション・動画の提示には blocked design

低い SIBIQ の 4 名，及び低い TAS−20で高い SIBIQ

を用い，解析には SPM2 を使用した．

の 4 名）を除外し，グループ間比較の検定におい＜課題 1 ＞他者理解（「心の理論」）
課題（16）参照）

11）ては，この 2 グループ［アレキシサイミア（n ＝ 16

他者の心の動きを類推したり，他者が自分とALEX）とコントロール（n＝14 NALEX）］
を用いた．

は違う信念を持っているということを理解し

心理評価尺度たりする機能を，「心の理論（Theory of Mind）」

アレキシサイミアの評価尺度としては，自記式のものとして，TAS−20 （日本語版
8，
9）

）を選択

7，
12）

「mentalizing」という 17）．大小 2 つの三角形がまる
でヒトの様にお互いに交流を持ちながら動くといした．これは 20 問からなり，5 段階の Likart scale

う無声のアニメーションを提示し，被験者には，で評価され，3 つの下位尺度を有する．構造化面

2 つの三角形がお互いに何を考え，何をしている

接としては SIBIQ を施行した．これは the Bethのかというように三角形の内面的な意図・考え・Israel hospital psychosomatic questionnaire13）を基

気持ちなどを推察しながら見てもらう 18）．fMRIにして，心身症の疾病を有する被験者にその症施行後，撮像中にどんなことを考えたかインタ状への気持ちを訪ねてスコア化していくものであ

ビューし，三角形の意図のくみ取りの度合いをス

る．原版の SIBIQ は患者群を対象とするものであコア化した．コントロール課題には，2 つの三角るので，本研究においては，健常群にも適応でき

形が相互交流なくランダムに動くアニメーション

るように，本人が体験したライフイベントでの気を用いた．

持ちをインタビューする形式に改変した．アレキ

EPI の撮像パラメータは，TR 4000 ms ; TE 60

シサイミアに精通した験者がインタビューした上

ms ; ﬂip angle 90 度 ; in-plane resolution 3.44 × 3.44

で，自己の情動の認知・表出に関する能力に関す㎜ ; FOV 22 ㎝ ; 64 × 64 matrix で，4 ㎜の gaplessる 12 項目において 7 段階の評価を行い，その合計スライスで，120 個の全脳の EPI 画像を得た．

得点（アレキシサイミア傾向）を求めた．

＜課題 2 ＞古典的ミラーニューロン課題（19，20）参照）

共 感 性 の 尺 度 と し て は，The interpersonal

ミラーニューロンは，サルの F5（ブローカ・腹reactivity index（IRI14）； 日 本 語 版 15）） を 使 用 し側の運動前野に相当）で当初見いだされ，自分がた．以下の 4 つの下位尺度よりなる．1）empathic

運動するときに活動するだけでなく，ヒトが行う

concern（ 他 者 へ の 共 感 的 関 心 ），2）perspective

同じ運動を見ているときにも共通して活動する神taking（他者の視点を取得する），3）fantasy（想像経で 5），相手の運動制御の内的な状態を，自分の性），4）personal distress（個人的苦痛：他者の苦運動の表象を使ってリハーサルすることで推定し悩へのネガティブな反応）．1）と 2）は，より理想て模倣し，他者の行動の意図の理解の基礎となっ6

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7ている可能性が考えられている．課題としては，題においては，アニメーションの三角形の意図

ペンやコップといった日用品に手を伸ばしてつかのくみ取りのスコアは，ALEX 群の方が有意に低もうとする動画を受動的に注意深く見てもらうとかった（「意図性」NALEX 平均 17.2（標準偏差 1.9）

いう課題である 20）．コントロール課題は，同じ画＞ ALEX 14.9（3.5）, T ＝ 2.31, p ＝ 0.030：「適切性」

面上の配置に，課題と同じスピードで動くマジッ

NALEX 9.5（1.7）＞ ALEX 7.9（1.9）, T ＝ 2.34, p ＝クハンドの動画を使用した．撮像パラメータは課

0.026）．コントロール課題と fMRI で脳活動を比題 1 と同様である．

較すると，ALEX，NALEX の 2 群に共通して，内＜課題 3＞他者の痛みへの認知的共感課題（21）参照）

側前頭前野，側頭−頭頂結合，側頭極・扁桃体

日常生活で起こりうる範囲で，登場人物（の手周囲に有意な活動が見られ，従来の報告と一致や足）が何らかの痛み（機械的・温度的・圧力的）した（Fig.1a）．さらにグループ間で比較すると，を提示し，それがど

ALEX においては，内側前頭前野の賦活低下がみの程度痛いかを 4 段階でスケーリングしてもらうられた（Fig.1b）．さらにこの部位の脳活動は IRI のを受けているカラー写真

22）というものである．コントロール課題には，手．
perspective-taking と正の関係を認めた（Fig.1c）

足と物体の位置関係は同じであるが，痛みを全＜課題 2 ＞

く受けていない画像を用いた．撮像のパラメー

ミラーニューロン課題においては，コントロー

タは TR 4000 ms ; TE 40 ms ; ﬂip angle 90 度 ; in-

ル課題と比較すると，前運動野，あるいは頭頂plane resolution 3.44 × 3.44 ㎜ ; FOV 22 ㎝ ; 64 ×

葉をはじめとするミラーニューロン関連領域の64 matrix で，3 ㎜（0.3 ㎜ gap）のスライスで，208

賦活が見られた（Fig.2a，b）．ALEX ではこの領個の全脳の EPI 画像を得た．

域は NALEX に比して，むしろより賦活しており（Fig.2c），その脳活動は IRI の perspective-taking

結果．
とは負の相関を示していた（Fig.2d）＜課題 1 ＞

＜課題 3 ＞

他者理解（心の理論）に関わるアニメーション課

他者の痛み画像に対する認知的評価の課題に関

Fig.1
Brain activation in response to amentalizing task and its attenuationin alexithymia（adapted from16））
a : Brain activation in response toa mentalizing animation task.
MPFC : medial prefrontal cortex
TPJ : temporo-parietal junction
TP : temporal poleb : Lower neural activation of
MPFC in alexithymia group.
c : Positive correlation between
neural activity in MPFC andperspective-taking scores.

7

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日本小児放射線学会雑誌

しては，ALEX の方が，NALEX に比べて痛みを自他の認識の共通の要素について検討した．ま

有意に低く評価していた．
（NALEX 平均 23.8（標準ず，心の理論課題においては，アレキシサイミア

偏 差 3.0），ALEX 21.0（4.3），T ＝ 2.08, p ＜ 0.05）．

ではスコアが有意に低く，mentalizing の機能低

fMRI を用いて，課題に対する脳活動を，コント

下があることがわかり，さらにその機能低下は右ロール課題に対するそれと比較すると，背側前帯の内側前頭前野の脳活動の相対的低下によって表状回，島前部，中 / 下外側前頭前野，中心溝後部

現され，さらに同部位は，perspective-taking の能（1 次感覚野），下頭頂葉（2 次感覚野），視床，脳力と最も関係があった．これは，自己・他者認知幹（橋背部 / 中脳），小脳など，実際に自己が痛みの共通のコンポーネントを表していると考えられを受けているような pain matrix において脳賦活る．従来の報告からも同部位が自他の認識・区別．その pain matrix の中で，が認められた（Fig.3a）などに関わっている知見があり 17），本研究でこのALEX では，NALEX に比して，前帯状回，背外側部位が perspective-taking 得点と相関があったこ

前頭前野などのより認知的で実行的な情動処理のとは，きわめて妥当なことと考えられる．自己，領域における機能低下が認められた（Fig.3b）．島

及び他者の心を表象することは，「自分とは一端離皮質 / 下前頭野など情動に関わりの強いところは，れた視点 perspective を持つ」点において共通して．
逆に脳活動はALEXでより亢進していた（Fig.3c）

おり，つまり，自己の認知の障害（アレキシサミア）は，自己の「客体化」および「メタ認知 meta-

考察
ここでは，臨床的な知見から得られた概念のひ

recognition」の障害に含まれるのではないか，と考えることもできよう．

とつで，自己の情動の認知・表出の障害であるア

他方，ミラーニューロン課題に関しては，よりレキシサイミアを自己認知の障害の一つのモデル

活動が低下していた．ミラーニューロンは，観察ととらえ，アレキシサイミアを対象に様々な他者

された他者の動作と，脳内の自己の動作に関する理解のコンポーネント（心の理論，共感，ミラー

ネットワークを重ね合わせることによる，模倣のニューロン）の神経学的基盤を探ることによって，メカニズムによる他者理解であり，自他の区別を

Fig.2
Brain activity regarding mirror
neuron system in alexithymia（adapted from19））
Neural activity during observation of movies of goal-directed
hand movement in（a）control
group and（b）alexithymia group（premotor and parietal cortex）
c : Increased neural activity inpremotor and parietal cortices
in alexithymia group.
d : Negative correlation between
neural activity in the left premotor cortex and perspectivetaking scores.

8Vol.24 No.1, 20089

つけるという点は問題にせず，より原始的なもの

機能の何らかの低下があることがわかる．さらにであると思われる．アレキシサイミアで，この古fMRI を用いたグループ比較では，アレキシサイ

典的ミラーニューロンのような，自他をオーバー

ミアにおいては，pain matrix の中でより認知的なラップさせる，より原始的・生物学的な他者理解領域においての脳活動の低下が認められた．アレのメカニズムに頼りがちであるということは，前キシサイミアは時に日本語で「失感情症」と訳さ

述の perspective-taking，あるいはメタ表象のようれるが，決して無感情といったものではなく，感な，より自他の区別をつける認知的能力とは異な情の同定や表現などに関わるより認知的な障害でるものと考えられる．さらに，この領域の脳活動あると考えられる．

が perspective-taking とは負の相関を持つことから考えても，この古典的ミラーニューロンが，発達結論段階において，前述の mentalizing の能力を獲得す

アレキシサイミアを対象に，他者理解に関わるるための前駆体とは成り得るが，より原始的な他課題を用いて脳機能画像研究を行った．自己，及者理解のコンポーネントであることが推察される．

び他者の心を表象することは，自分とは一端離れ

fMRI を用いた痛みに対する認知的な共感に関た視点perspectiveを持つ必要がある点において共しては，大変興味深いことに，他者の痛みの画像

通しており，アレキシサミアにおける自己の客体を観察した場合，自分が痛みを受けていなくても化および metacognition の障害が示唆された．さら（感覚野をも含む）自分が痛みを受けたときに活動に，認知的な，とりわけ実行機能・感情の制御にするネットワーク（pain matrix）が作動することが関する領域の活動低下も認め，アレキシサミアに認められた．これは自他の表象の共通項（shared

は，神経学的にも種々の他者の認知障害の関与がrepresentation）を表していると考えられる．アレ示唆された．自己・他者の理解の障害は相互に密キシサイミアのグループでは，登場人物が受けて接に関係しており，その共通項はより心身症や精いる痛みの評価点数が低く，痛みに関する共感

神障害に重要な意味を持っている，と考えられた．
Fig.3
Brain activation during observing
and judging of pictures depicting
persons under painful conditions（adapted from21））a : Brain activation duringobserving and judging of
pictures depicting persons
under painful conditionsb : Brain regions showing
decreased activation inalexithymiac : Brain regions showing
increased activation inalexithymia
DLPFC : dorsolateral prefrontal
cortexIns : insula
AI : anterior insula
PI : posterior insula
IFG : inferior frontal gyrus
Thal : thalamus
cACC : caudal anterior cingulate
cortexS1: primary sensory cortex
S2 : secondary sensory cortex

9日本小児放射線学会雑誌

10

脳機能画像解析は，認知心理学的・実験心理学的手法を用いて，ある課題に応じて変化する脳活動を解析することが可能であり，脳の局在論，従来の研究結果との異同などを解釈の根拠にする．
小児にも場合によって適応可能であり，また行動や表現型にはない変化も捉えられることがある．
臨床的応用も一部で行われているが（脳外科術前評価など），まだ発展途上で，今後の課題である．

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