報告書

2014年2 月1日（土）学術総合センター
主催：文部科学省「脳科学研究戦略推進プログラム」

開催に当たって
文部科学省では『社会に貢献する脳科学』の実現を目指し、社会への応用を明確に見据えた脳科学研究を戦略的に推進するため、脳科学委員会における議論を踏まえ、重点的に推進すべき政策課題を設定し、その課題解決に向けて「脳科学研究戦略推進プログラム（脳プロ）」を平成20年度
より実施しています。
脳プロでは、本事業による研究成果や活動について、広く一般の皆様に御理解を深めていただくとともに、多くの御意見、御要望を頂くことを目的として、毎年、公開シンポ
ジウムを開催しております。今回は、脳プロ開始から6年目を迎え平成25年度で終了する研究課題を中心にその成果を御紹介するとともに、日本の脳科学研究の今後を考える
パネルディスカッションを行います。これらの講演や体験
展示を通じて 、本事業の成果や活動に触れていただき、幅広い御意見を頂けますと幸いです。
今後とも、皆様方の御支援・御協力を頂きますよう、よろしくお願いいたします。

文部科学省「脳科学研究戦略推進プログラム」

目
開会挨拶
講

次
P1

文部科学省

演
講演Ⅰ つながりの脳科学
狩野 方伸

講演Ⅱ 神経ネットワークのイメージングで疾患のしくみを理解する
岡部 繁男

P2

東京大学 大学院医学系研究科・医学部 神経生理学 教授

P8東京大学 大学院医学系研究科・医学部 神経細胞生物学 教授

講演Ⅲ においの研究が解き明かすマウスの多様な情動

P14̶ 恐怖、母性、性行動
小早川 令子 公益財団法人 大阪バイオサイエンス研究所 神経機能学部門 室長

講演Ⅳ 精神疾患の診断と治療に役立つ社会脳研究
笠井 清登

講演Ⅴ

東京大学 大学院医学系研究科・医学部 精神医学 教授

せっかちさ の神経経済学
大竹 文雄

P20

P26

大阪大学 社会経済研究所 教授

Q&A

P32
司会進行

吉田 明

脳科学研究戦略推進プログラム プログラムオフィサー

ファシリテーター
北海道大学 高等教育推進機構
科学技術コミュニケーション教育研究部門（CoSTEP）特任准教授

大津 珠子

閉会挨拶
体験展示

津本 忠治

脳科学研究戦略推進プログラム プログラムディレクター

P36

P37

今回のテーマは、「つながりの脳科学」〜社会性（コミュニケーション能力）をつかさどる脳、
「社会脳」
〜
です。

脳プロでは、平成21年度より5年間
課題D 社会的行動を支える脳基盤の計測・支援技術の開発に取り組んできました。

課題Dでは、基礎から臨床まで多岐にわたる研究機関がチームを組み、社会性の障害の理解・予防・治療や社会性の健全な発達促進に応用することを最終目標とし、研究を推進してきました。

社会的行動とは？
社会的行動とは、社会に適応している行動のことをいい、
をいい、
「社会性」
がある 行動とも言い換えられます。
例えば、自分と他者との区別ができ、他者の意図や感情を理解しコミュニケーションを取る、取る、
これは社会的行動の一つです。
具体的に挙げてみましょう。
女の子が木に引っ掛かってしまった風船を取ろうと手を伸ばしていますが、届かなくて困っています。
そこで、その風船を取って女の子に渡してあげるという行為、
これは正に相手の意図を理解した
社会的行動 だと言えます。
社会的行動に不可欠な機能が障害されると、周囲の状況に対し適切な行動ができなくなり、本人の苦痛となったり、社会生活に困難を来したりすることもあります。統合失調症やうつ病、
自閉スペクトラム症などではこのような社会性の障害が見られます。

開会
挨拶

開会挨拶
堀内 義規（ほりうち よしのり）
文部科学省研究振興局ライフサイエンス課長

本日は、文部科学省「脳科学研究戦略推進プログラム」

が提唱されるなどの大きな動きがあります。日本におい

第6回公開シンポジウム「つながりの脳科学」
に御参加い

ては、
これらの動向も踏まえ、我が国が強みを持つ技術

ただきありがとうございます。

開発の更なる効率化・高度化を行うことにより、精神・神現代社会では高齢化や生活の多様化・複雑化が進む

経疾患の克服に貢献することを目指した「革新的技術ににつれて、様々な病気が増えてきております。特に、精よる脳機能ネットワークの全容解明プロジェクト」
を平成

神・神経疾患は患者数も増加してきており、その病態解26年度より新たに開始します。今後、官邸の健康・医療

明や予防などは、国としてしっかり対応していかなけれ

戦略推進本部が医療分野の研究開発の司令塔機能を果ばならない喫緊の課題となっていることから、脳科学研

たすとともに、厚生労働省・経済産業省・文部科学省が究に対する社会からの期待は非常に高まっていると認識

連携を強めることで、医療分野の研究開発を政府一体としております。文部科学省ではこのような背景を踏まえ、なって行うという枠組も検討されております。これらの取社会に貢献する脳科学 を目指した国家課題対応型の組により、文部科学省がこれまで皆様の御理解、御協力事業として本プログラムを平成20年度より実施しておりの下で実施してまいりました努力が、より一層明確な形ます。本日は、平成25年度をもって終了する課題を中心で推進されるということを申し上げたいと思います。

とした成果を発表いただきますが、いずれの研究も着実

脳科学研究は、人間を理解するというライフサイエンスに成果を挙げており、脳科学研究を更に前進させるもののテーマにおいて最も重要な分野であるにも関わらず、と思っております。

いまだ解明されていない部分も多い状況であると認識し脳科学研究分野における世界的な状況として、2013ております。今回のシンポジウムのタイトルにもあります

年に米国のオバマ大統領より、脳の詳細かつ網羅的な活

とおり、つながりの脳科学 として基礎から出口を見据え

動地図を作ることを目的とした、国家規模の研究計画でた社会への応用に向け、各省が連携することによって着ある「ブレイン・イニシアティブ」が発表され、
また、欧州実に推進していくことが必要であると考えております。

においては人間の脳に関するこれまでの研究成果を結集最後になりますが、
大きなチャンスがたくさんある脳科

し、脳の機能をシミュレートするモデルを作るための国際学研究の発展と、若手研究者の更なる活躍に期待いたし

プロジェクトである「ヒューマン・ブレイン・プロジェクト」

まして、私の挨拶とさせていただきます。

1

講演
Ⅰ

つながりの脳科学
狩野 方伸（かのう まさのぶ）
東京大学 大学院医学系研究科・医学部 神経生理学 教授《略歴》
1982年 東京医科歯科大学医学部卒業。1986年 東京大学大学院医学系研究科修了（医学博士）。自治医科大学助手、講師、理化学研究所チームリーダー、金沢大学教授、大阪大学教授を経て、2007年より現職。2002年 塚原仲晃記念賞、2005年 井上学術賞、2011年 時実利彦記念賞受賞。

●課題Dでは、「社会脳」
研究を「つながり」を大切に進めてきました。

ポイント！

●神経細胞間、脳領域間そして個体間、それぞれ三つの「つながり」
に関する研究が重要です。
●社会的な行動を支える脳基盤に関する研究を通じて、心の成り立ちとその疾患の理解を目指していきます。

脳科学研究戦略推進プログラム（脳プロ）
課題Dは、東屋に入ると部屋の中の人を完全に無視してある物に直行

京大学を中心とした8研究機関、13研究室で、「社会的行した。それは、くるくる回すことができる物だった」という動の基盤となる脳機能の計測・支援のための先端的研文章を残しています。つまり、興味の対象が限定されてい究開発」を研究テーマに、5年にわたって研究を続けてまるという、自閉スペクトラム症の典型的な特徴を表していいりました。本日は、「つながりの脳科学 −社会性の理解ることが分かります。

とその障害克服を目指して−」と題し、皆様にできるだけ統合失調症の主な症状には、幻覚や妄想、自我意識の分かりやすく私たちの取組について御紹介させていただ

障害などがあります。例えば、自分の考えがそのまま周りきたいと思います。

の人に伝わってしまう、
自分がやろうとする行動は自分自身の意思ではなく誰かに命令されて行動しているなどで社会とのつながりでヒトは生きているす。さらに、
自分の世界に閉じこもり、
自閉的になるなどの症状が見られます。

私たち人は、一人で生きているのではなく、家庭、学

私たちは、脳科学の観点から、社会性が健全に発達す

校、職場といった社会を形成しその中で生きています。

る仕組みや、社会性を制御する分子、社会性の障害の原集団で生きていくためには、共同生活を営もうとする性因を明らかにすることで、適切な発達を促進する方法の

質、つまり
「社会性」
が必要となってきます。社会性とは、開発や、社会性の障害の理解・予防・治療へと応用するこ

相手の気持ちを読み取って適切に対応することや集団のとを最終目標とし、社会的行動の基盤となる脳機能につ中で行動することなど、人間関係を形成し、円滑に維持す

いて研究をしています。

るために必要な性質です。例えば、仕事で失敗をしてしまい、上司に謝ったとします。上司は「いいよ、いいよ」と笑

脳領域間のつながりが社会性を形成

顔で穏やかに接してくれましたが、実はその目は笑ってい2なかったということから、本当は凄く怒っているというこ

通常、顔を洗うときは目をつぶります。目を開けたままとを感じ取ることができるわけです。このような 空気をだと泡や水が入ってしまうからですが、
このような判断を読む という能力は、脳の様々な領域が複雑に連動し、つするためには、当然脳の中では複雑な働きが必要です。

ながることによって可能となります。
しかし、この連動がう

一般に、脳の特定の部位とその機能との間には、
機能局

まくいかない社会性の障害の方は、社会生活を行ってい在と呼ばれる対応が見られます。例えば、大脳皮質の体性く上で困難を来してしまうのです。

感覚野と呼ばれる領域では身体の表面の感覚の情報を処

社会性の障害の代表的な疾患としては、自閉スペクト

理していますし、
後頭部の視覚野と呼ばれる領域では目のラム症や統合失調症が挙げられます。自閉スペクトラム

網膜に映った視覚情報を処理しています。社会的認知や症の主な症状としては、対人関係・社会性の障害や、コ

社会的行動などの高次脳機能に関しても、それぞれに対

ミュニケーションの障害、そして興味・関心の限定やこだ

応する複数の脳の領域が知られています。最近の研究かわりが強いあるいはパターン化した行動の主に三つがあら、特に社会性のような高次機能が働くためには、複数のります。自閉スペクトラム症の概念を確立したウクライナ

脳領域が機能的につながり、連携して働く必要があること出身の児童精神医学者Kannerは、「自閉症の子供は部が明らかになっています（図1）。自閉スペクトラム症などの社会性の障害の方では、
この脳の領域間の連携に何かしどの興奮性シナプスの入力を『受信』する働きを持ってらの不具合が起こっているのではないかと考えられます。

います。つまり、脳の領域間は多数の軸索をつないで情報をやり取りしていると言えます。

それでは脳の領域間は、どのようにしてつながっているのでしょうか。ヒトの脳には、約1,000億の神経細胞があり、神経回路（ニューラルネットワーク）を形成していま神経細胞の連携：局所神経回路

す。神経細胞は、細胞体、樹状突起、軸索で構成されています。軸索は神経細胞のみに見られ、時には数十センチ

神経細胞間のつながりについて、もう少し詳しくお話し

メートルに及ぶこともある長い突起です。樹状突起からします。私たちは、小脳に注目し、小脳の神経回路の発達

入った情報は、電気信号となって軸索を通り次の神経細や機能について研究しています。図3左のように、小脳皮胞に伝えられます。神経細胞同士はシナプスという構造

質には7種類の神経細胞があり、それぞれの領域で複数でつながっており、シナプスでは電気信号を受け取ると、の種類の細胞が特徴的につながり、局所神経回路を作っ

神経伝達物質が放出され、放出された神経伝達物質はシています。同様に大脳皮質でも多種類の神経細胞がつな

ナプス後部のスパイン（棘）にある受容体により受け取らがり、
局所神経回路を作っています（図3右）。

れ、化学信号として神経細胞から神経細胞へと情報伝達

脳は、神経細胞が単独で機能するのではなく、複数の神が行われています（図2）。スパインとは神経細胞の樹状経細胞が連結し神経回路として機能することで様々な働

突起から側方に突き出ている構造のことで、脳のほとん

きを表します。
したがって、脳のつながりの解明のために

前部帯状回

頭頂葉
側頭頭頂接合部

上

下前頭回

背内側
前頭前野

後部帯状回

上側頭溝
側頭極

後

前
側頭極

小脳

下

連携して活性化
図1

脳の機能局在と連携

情報（電気信号）
樹状突起
細胞体
軸索（神経突起）

シナプス前部

シナプス前部からシナプス後部へ
化学信号として情報が
伝えられる

情報
（化学信号）
シナプス後部
神経伝達物質
図2

スパイン
（棘）

神経細胞間の情報伝達

3

は、個々の神経細胞機能だけでなく、それらをつないでいMRIを連結し同時に二人の被験者がそれぞれ入ります。

るシナプス機能も研究する必要があると考えられます。

被験者の視線の先には相手の顔がリアルタイムに映し出されているスクリーンがあります。お互いの視線を合わせるなどの課題を行っているときに脳のどこの領域が活動

社会性の脳機能へのアプローチ方法

しているのかを調べました。その結果、視線を合わせてア
そこで脳プロ課題Dでは、社会性の仕組みを理解するため、前述の脳領域間のつながりを調べること、神経細イコンタクトをしたときに二人の脳の中で共鳴する脳領域が存在することを世界で初めて明らかにしています。

胞間のつながりを調べること、そして個体間のつながり

脳領域間のつながりを調べる方法としては、fMRIや、を調べることの主に三つのアプローチ方法を使って研究後ほど笠井先生が詳しくお話しします近赤外線スペクト

をしてまいりました
（図4）
。

ロスコピー
（NIRS）、そのほかに脳の白質の方向を見る拡

最初に、個体間のつながりについてお話しします。ヒト

散テンソル解析（DTI）などがあります。Lynchらは、あるのみならず動物は、個体と個体の間でアイコンタクトや声

自閉スペクトラム症の患者さんでは、脳の特定の領域間などの様々なコミュニケーションの方法を通じて共同注意の連携がむしろ強くなり過ぎていて、その度合いが社会（ある対象に対する注意を他者と共有しようとする行動）性の障害と対応していることを報告しています。

により協調し、個体間がつながることで社会を形成してい神経細胞間のつながりを調べる方法としては、単一のます。個体間のつながりを分析的に調べるのは難しいの

神経細胞の活動を電気生理学的に記録したり、一個一個ですが、生理学研究所の定藤規弘教授のグループでは、の神経活動を同時に数百個単位で解析し、細胞集団の機能的磁気共鳴画像法（fMRI）という方法を用いた新しい様子を分析する方法があります。さらに、神経解剖学、分システムを開発し、ヒトとヒトが共同注意しているときの子・細胞生物学の方法を使って局所神経回路のつなが脳の働きを見ることに成功しました。方法としては、二台のりを調べるなどの方法もあります。シナプスを一つ一つ

大脳皮質の神経回路概念図

小脳及び前小脳システムの神経細胞と神経回路
平行線維

星状細胞

分子層
籠細胞

プルキンエ細胞

プルキンエ
細胞層

錐体細胞
（VGLUT1）

顆粒細胞
ゴルジ細胞
Pinceau

顆粒層

ルガロ細胞
登上線維
単極ブラシ細胞

小脳皮質

非錐体細胞
（inhibitory）

苔状線維

深部小脳核
下オリーブ核（前小脳システム）
視床皮質投射ニューロン（VGLUT2）

Kano and Watanabe, Handbook of Cerebellum and Cerebellar Disorders,Mario Manto, Donna Gruol, Jeremy Schmahmann, Nori Koibuchi, Ferdinando Rossi(eds),
Springer, 281-299, 2012

Kubota et al, Journal of Neuroscience 27(5):1139-1150, 2007

神経細胞から伸びる軸索が多数集まり、様々な脳領域間をつないで、電気信号を伝えている
図3

4

小脳・大脳皮質の局所神経回路網

見るためには、神経細胞の活動の電気記録や、分子・細セルとブレーキの関係で例えると分かりやすいと思い

胞生物学的方法、あるいは細胞構造の変化を継時的にイますが、神経回路の活動はアクセルを踏み続けるだけでメージングして調べるという方法を使っています。

はなく、適度にブレーキを踏む必要があります（図5）。ブ
レーキには、マイナスイメージをお持ちの方もいると思いますが、例えば、リズムを作るといった非常に重要な働

シナプス数の異常と社会性の障害の関係きをしています。興奮性と抑制性の神経回路がバランス
良く神経活動を制御し合うことによって、適切な機能が発

局所神経回路には様々な細胞がありますが、大きく分揮されると考えられています。アクセルとブレーキのバけると興奮性の細胞と抑制性の細胞に分かれます。アクランスが崩れると、ブレーキが効き過ぎたりブレーキが個体間の つながり fMRI、脳波、NIRS

脳領域間の つながり

神経細胞間の つながり前

局所回路レベル

シナプスレベル
1μm

樹状突起
左

右
スパインネック
スパインヘッド

細胞活動の電気記録、
細胞集団のイメージング、
神経解剖学、分子・細胞生物学

後

fMRI、脳波、NIRS、DTI

図4

Saito et al, Frontiers Integrative Neuroscience 4(127), 2010より改変
Smith, Current Opinion Neurobiology 17(5):601-608, 2007

社会性を理解するためのアプローチ方法

抑制性
神経細胞

抑制
興奮

細胞活動の電気記録、
細胞構造のイメージング、
神経解剖学、分子・細胞生物学

興奮抑制

興奮性神経細胞Turrigiano and Nelson, Nature Reviews Neuroscience 5(2):97-107, 2004

図5 興奮・抑制性神経細胞のバランス

5緩くなってアクセルが効き過ぎたりとなってしまいます。

が、小脳皮質には7種類の神経細胞があります。中でもプ

自閉スペクトラム症の患者さんでは、ブレーキが弱くなり

ルキンエ細胞は、脳幹の延髄にある下オリーブ核からの過ぎて神経回路の活動が過剰になっているという報告が登上線維と1対1で結合することで、円滑な運動を行うたあります。自閉症モデルマウスを用いた研究でも、局所めに重要な働きをしています。一方、生まれたばかりの動回路の興奮性の上昇が示されています。

物のプルキンエ細胞には5〜10本の登上線維が結合してさらに、ヒトの脳では生後およそ8か月頃までにシナプいます。発達するにつれてこのうち1本だけが強くなり、残スの数は急激に増え、1歳から10歳ぐらいまでの間はシ

りは刈り込まれ、除去されます。そこで私たちは、幾つか

ナプスの密度が非常に高く、ピーク時には大人の約2倍のシナプスに関係する遺伝子を働かないようにしたとこもあります。発達するにつれて必要なシナプスのみ強くろ、生後11日齢までは正常にシナプス刈り込みが起こる

なって残り、不要なシナプスは淘汰され、機能的な神経回

ものの、それ以降のシナプス刈り込みは障害され、刈り込路が完成すると言われています。この過程を シナプスのみが止まってしまう場合があることを発見しました（図8）。

刈り込み と呼んでおり、発達期の神経回路全てに見られ近年、自閉スペクトラム症や統合失調症は、
シナプスの

る現象です
（図6）
。自閉スペクトラム症の患者さんでは、正常な人に比べ発達期のシナプスの密度が高く、刈り込（億個/mm3）

みがうまくいかないため過剰なシナプスが残ってしまった状況であることが報告されています
（図7左）
。一方、統

2歳

4か月

合失調症患者さんでは、正常な人に比べ刈り込みが過剰

（兆個）
2.4

8か月

6

2.0

5

となり、
スパイン密度が過剰に減少することが知られてお社会性の障害を引き起こしていると考えられます。

シナプス刈り込みと社会性の障害

4

1.2

3

過剰シナプスの
刈り込み
0.8

2

2か月

近年の遺伝子研究の進展により、自閉スペクトラム症や統合失調症の関連遺伝子が数多く分かってきていま

0.4

1

0

いだり、シナプスの機能を調節するタンパク質をコード

28週 0（DNAの塩基配列として暗号化すること）する働きを

1 2 5

10

20 30

0
50 70（歳）

週数・年齢持っていることも分かってきました。

Huttenlocher, Neuropsychologia 28(6):517-527, 1990

図6

ここで、私たちの研究している小脳のシナプス刈り込
みについて御紹介いたします。先ほど少しお話ししました

健常

スパイン

Hutsler and Zhang, Brain Research 1309:83-94, 2010

脆弱X症候群 健常

スパイン

Irwin et al, Cerebral Cortex
10(10):1038-1044, 2000

自閉スペクトラム症患者や脆弱Ｘ症候群患者においてスパイン密度の増加が認められた
図7 スパイン密度に対する社会性の障害の影響

6

総シナプス数シナプス密度誕生す。それらの遺伝子の多くは、シナプスを物理的につな

自閉
自閉
スペクトラム症 スペクトラム症

1.6

10歳

総シナプス数シナプス密度り（図7右）、
このことからも、神経回路の発達の不具合が視覚野におけるシナプス密度・
総シナプス数の年齢による変化

統合失調症

健常

スパイン

Glantz and Lewis, Archives of General Psychiatry
57(1):65-73, 2000

統合失調症患者においてスパイン密度の減少が認められた

機能障害、神経回路発達の障害として捉えられるようにの理解・予防・治療の三つの柱について研究を行ってまなってきています。シナプス刈り込みは正常な脳の発達

いりました
（図9）
。この脳プロでの5年間の研究で、心理に重要です。発達の特定の時期に起こるシナプス刈り込

学と神経科学、神経経済学と臨床医学、分子細胞神経科

みの仕組みを解明することにより、社会性の障害を来す

学と臨床医学といった、元々あまりつながりのなかった研

精神疾患の病態解明への可能性が期待されますので、引究分野同士につながりが出てきたと思います。さらに、
こ

き続き研究を続けてまいりたいと思います。

れから先の課題だとは思いますが、神経科学の発展に従

脳プロ課題Dでは、1）
社会性を制御する分子と社会性

い、分子細胞神経科学と神経経済学がつながるというこの機能発達、2）社会性を制御する報酬・情動系、3）
自閉

とも十分希望があると思っています。

スペクトラム症及び統合失調症を中心に、社会性の障害

御清聴ありがとうございました。

生後3日

生後7日

生後12日

成熟時
樹状突起 細胞体

平行線維

プルキンエ細胞

顆粒細胞
苔状線維 プルキンエ細胞 登上線維

登上線維

伝達物質受容体
シナプス接着分子
軸索ガイダンス分子 最初期遺伝子

小脳登上線維シナプス刈り込みの課程
多重支配

選択的強化

弱い登上線維の刈り込み
強い登上線維は樹状突起へ移行

単一支配

Watanabe and Kano, European Journal of Neuroscience 34(10):1697-1710, 2011より改変

自閉症や統合失調症関連遺伝子の異常や欠損がシナプスの つながり に異常を起こすことがある
図8 マウス小脳における神経回路網の発達過程

脳プロ課題Ｄ「社会脳」の研究開発項目１．
社会性を制御する分子と社会性の機能発達
匂い・フェロモン
社会的相互作用
自他の区別

社会的隔離
エンリッチメント飼育
シナプス刈り込み
社会能力

２．
社会性を制御する報酬・情動系
前頭前野 海馬
情動
記憶
ストレス
動機付け

① 個体間の認識とコミュニケーション② 生後発達過程における他者との関係の樹立③ 社会的行動異常モデル動物の解析と開発

大脳基底核

扁桃体

①情動、本能行動、嗜癖、記憶②報酬、意思決定、行動選択

３．
社会性の障害の理解・予防・治療①自閉スペクトラム症、統合失調症特有の脳形態・脳機能画像の変化②自閉スペクトラム症、統合失調症の関連遺伝子の同定③疾患モデル動物の開発と解析

図9

脳プロ課題D目的の3本柱
脳プロ課題D研究目的の3本柱

7

講演
Ⅱ

神経ネットワークのイメージングで疾患のしくみを理解する
岡部 繁男（おかべ しげお）
東京大学 大学院医学系研究科・医学部 神経細胞生物学 教授《略歴》
1986年 東京大学医学部医学科卒業。1988年 東京大学助手、1993年 米国国立保健研究所客員研究員、1996年 通商産業省生命工学工業技術研究所主任研究官、1999年 東京医科歯科大学教授を経て、2007年より現職。2005年 塚原仲晃記念賞、2010年 日本顕微鏡学会賞
（瀬籐
賞）
受賞。

●神経ネットワーク（神経回路）
をイメージング（画像化・可視化）で研究する方法が開発されています。

ポイント！ ●神経回路のイメージングによって自閉スペクトラム症の病態理解が進んでいます。
●様々な社会的行動の障害の克服に、神経回路のイメージングが役立つ可能性があります。

近年の新たな研究手法の登場により、
神経ネットワークい技術を用いた脳科学研究が世界的に進められていま（神経回路）のイメージング（画像化・可視化）が可能とす。
これら三つの研究構想の共通点としては、
モデル動物

なり、自閉スペクトラム症などの精神疾患の病態の理解を活用して全神経ネットワークのマップ
（地図）
を作成す

が進んできています。本日は、神経ネットワーク研究が、ること及び、研究の基盤となる技術の開発です。

様々な精神・神経疾患の革新的な診断・治療法の開発に

私たちの脳は、約1,000億個の神経細胞がネットワー

役立つ可能性について、分かりやすくお話ししたいと思クを形成し、情報を処理しています。現在、全世界で約います。

24億人がインターネットを使用し、コンピュータのネット
ワークを介してつながっています。つまり、ネットワークの大きさで言うと、
ヒトの脳の方がインターネットよりはる

神経ネットワーク研究かに複雑で広大ですので、ヒトの神経ネットワークを調べることは非常に困難です。

私が研究者になってから約25年経ちますが、その間に脳科学研究は飛躍的な進歩を遂げました。特にここ5

そこで、モデル動物を用いることになります。体長

年で様々な新しい研究手法が登場したこともあり、現在1mmほどの線虫という小さな生物は、神経細胞が僅か「ブレイン・イニシアティブ」（ 米国）
や、「ヒューマン・ブ

302個しかありません。20年以上前に、既に線虫の全神

レイン・プロジェクト」（欧州）「、革新的技術による脳機能

経ネットワークのマップは解明されており、その後、
ショウ

ネットワークの全容解明プロジェクト」
（日本）
など、新し

ジョウバエの全脳（神経細胞数約13.5万個）、小型魚類のイブシ
ブラリナ
トガリネズミ トガリネズミ

0.176g36M

0.347g
52M

マウス

ハムスター

ホシバナ
モグラ

ラット

トウブ
モグラ

モルモット

マーモセット

アグーチ

ガラゴ

0.416g71M

1.020g90M

0.802g131M

1.802g200M

0.999g204M

3.759g
240M

7.78g
634M

18.365g
857M

10.15g
936M

ヨザル

カピバラ

リスザル

オマキザル

マカクザル

15.73g1,468M

76.036g
1,600M

30.22g3,246M

53.21g3,690M

87.35g6,376M

M=100万個

ヒト

1,508g86,000M

Herculano-Houzel, Frontiers in Human Neuroscience 3(31), 2009

図18

各種生物の脳の重さと神経細胞数全脳（約100万個）、
マウスの全脳（約7,000万個）
、そして

した
（図2左）
。現在、科学的にもこの説は否定的に捉えら小型の霊長類であるマーモセットの全脳（約6億個）と、複れており、脳に感覚入力として入った視覚情報や聴覚情

雑な脳へと対象は移っていきました（図1）。
しかし、哺乳報などは、運動出力され行動となる間に、神経ネットワー

類の脳は神経細胞数も多く、神経ネットワークの全容解クが処理し、情動を作り出していると考えられています

明にはいまだ至っていません。

（図2右）
。よって、
ヒトの心の成り立ちを理解するためには、神経ネットワークを調べる必要があるのです。
神経細胞同士はシナプスという構造でつながってお

シナプスの機能を知ることが重要

り、神経細胞から神経細胞へと情報伝達が行われていま
かつて、
フランスの哲学者Descartesが「心身二元論」

す。シナプスの前側の神経細胞（シナプス前部）には、神を唱えました。心身二元論とは、心
（精神）
と身体
（脳）
は

経伝達物質が入っているシナプス小胞という小さな袋が別々のものとする考え方のことです。Descartesは私たあります。興奮がシナプス前部に伝わると、
シナプス小胞

ちが心で感じたり頭で考えているとき、目から入った情報から神経伝達物質がシナプス間隙に放出されます。放出は脳の中にいる心という小人がテレビ画面のように見、された神経伝達物質を後側の神経細胞（シナプス後部）

耳から入った情報はスピーカーで聞いており、小人が感の受容体が受け取ることで、興奮が伝達されます（図3）。

じたことこそが私たちが感じているものであると考えま

神経細胞間での情報のやり取りを行う主要な構造はシナ

なぜ神経ネットワーク（神経回路）を調べるのか？
感覚入力

心身二元論
Cartesian Theater（目、耳、皮膚などからの情報）

神経ネットワーク

運動出力
図2（運動のための筋肉の活動）

心の成り立ちについての仮説

神経細胞がつながる場所=シナプス
シナプス後部

シナプス前部=情報の送り手

シナプス間隙=情報の受け手

軸索

樹状突起

神経伝達物質シナプス小胞

シナプス後肥厚部：PSD=神経伝達物質を入れる袋=神経伝達物質受容体が集積する

図3 シナプスでの情報伝達の仕組み

9プスですので、シナプスの性質を理解すれば、動物の行青い細胞がつながっていることが分かります
（図4）
。
しか

動との関連を直接的に理解することが可能になると考えし、電子顕微鏡によるコネクトーム解析で脳の神経回路られます。

の全体像を解明できるかというと、現実的には不可能です。特定の重要な場所を限局して調べるのには向いて神経細胞のつながりを調べる方法

いますが、電子顕微鏡によるコネクトーム解析には膨大な時間を要するため、現在の解析スピードではヒトの脳

それでは、脳の神経細胞のつながりを調べるためには、の全神経ネットワークを調べるのに1,000万年は掛かっ

どのような方法を用いれば良いのでしょうか。生きているてしまいます。将来、解析技術が大幅に向上すれば、いヒトの脳を直接解剖して調べることはできませんが、脳ずれは全容解明も不可能ではないと考えていますが、
コ

波
（EEG）
だけでなく、近年、磁気共鳴画像法
（MRI）
や脳

ネクトーム解析以外の何かしら新しい方法を考案しなが

磁図
（MEG）
などの脳機能画像診断法の技術の進歩によら、効率的に神経ネットワークの解析を行う必要がある

り、脳領域の活性化や領域間の活性化の相関を検出したと考えられます。そこで、新規の解析手法が盛んに研究り、脳表面の活動を電気的シグナルとして検出することされています。

ができるようになりました。
一方、神経ネットワークの機能や構造を調べるために生きた細胞を見る 二光子励起顕微鏡

は、モデル動物が欠かせません。最新のイメージング技
術により、神経細胞一つ一つの活動を光のシグナルと先ほどお話ししました、
生きた動物の脳の回路を見るこして検出したり、神経細胞がつながっている場所を画像とができる

化することもできます。さらに、神経ネットワークの全体

したいと思います。生きたままの動物を観察できる個体

像を見ることができるコネクトーム（神経回路地図）といイメージング法では、二光子励起顕微鏡という特殊な顕う技術や、生きた動物の脳の回路を見ることができる

微鏡を用います。二光子励起顕微鏡は、1）1μm3以下のイメージング法について詳しく御紹介

イメージングという技術も開発されてきていま

狭い空間に存在する蛍光分子を選択的に励起できる（光す。私たちは、これらの技術を用い、神経細胞がつながるらせることができる）、2）
組織の深部にまで励起光を届け

回路の構造をイメージングし、神経細胞のつながりにつることができる、3）
光による組織のダメージを減らすこと

いて調べています。

ができるという優れた特長を有していることから、新規解

実際に電子顕微鏡を使い、数nm（ナノメートル）という優れた解像度で脳の組織を観察しました。赤い細胞と析手法の中でも注目度の高い画期的な技術です。
二光子励起顕微鏡の原理について御説明します。ま＝二つのエネルギーの低い光子（赤い光）
が物質に同時に吸収されて高いエネルギーを持つ一つの光子（緑の光）が放出される

二光子吸収現象
最低
励起状態

情報を送る側の赤い細胞と情報を受け取る側の青い細胞をそれぞれの形態から区別できる

図4

10

神経細胞の電子顕微鏡画像

1光子
図5

2光子

蛍光

二光子励起顕微鏡の原理

基底状態

ず発光とは、物質がエネルギーを吸収して光を放出する

生後早期のシナプス形成・除去が鍵現象のことです。光を吸収する前の最もエネルギーの低い安定した状態を基底状態、光を吸収してエネルギーが大人になった脳のシナプスの数や神経細胞間のつな高い状態を励起状態と言います。吸収したエネルギーをがりは、安定に存在することが分かっています。一方、
ヒ

放出し、励起状態から基底状態に戻る際に目に見える光

トを含む動物の脳の神経回路は生まれる前から発達しとしてエネルギーが放出されることを蛍光と呼んでいま始めることが知られています。生後、脳の様々な領域でシす。二光子励起顕微鏡は、観察対象にエネルギーの低い

ナプスの密度は急激に増え、4、5歳までにピークを迎え、

二つの光子
（光の粒）
を当てて同時に吸収させます。する

その後思春期までに成人のレベルまで減少し、落ち着きと、高いエネルギーを持つ光子一つが放出され、そのます（図6）。記憶や感情などの脳の活動は、シナプスの回蛍光強度を測定することで生体の深部を調べることが路が発達するに従い成熟します。脳での情報処理は、生

できます
（図5）
。自然界で一つの分子に二つの光子が同まれつき決まっているのではなく、生後の早い時期に目時に当たる確率は非常にまれですが、二光子励起顕微や耳などから入力された外部からの刺激により神経回路

鏡はこの二光子吸収現象を起こすことができます。なぜが組み替えられることによってだんだん発達していきま

二つの光子を同時に蛍光物質に吸収させると良いのかす。よって、神経細胞間のつながりが増える生後早期のは、一つの光子のエネルギーが低くて済むからです。強脳で何が起こっているのかを調べることが重要です。

いエネルギーを当てると、観察対象を傷つけてしまうだ

そこで私たちは、二光子励起顕微鏡を用いたイメー

けでなく、浅いところまでしか光が届きません。励起光にジング技術により、マウスの大脳皮質のシナプスの変化

はエネルギーの低い赤い光（近赤外線光）を用いますが、を追跡しました。その結果、マウスの脳でも生後3週間頃

赤い光は内部散乱の影響を受けにくいため、組織の深部までにシナプスの数が急激に増加することが分かりましにまで届くといった利点があります。私たちが目にする赤た。さらに、シナプスが形成される速度とシナプスが消失

い夕日は、
大気中を斜めに入射した太陽光スペクトルのうする速度をみたところ、両方とも2週目が最も多く、かつ、

ち赤い光だけが散乱せずに地上へ届いた結果なのです。

形成数は消失数よりも約2倍も多いことが分かりました。

以上のことから、二光子励起顕微鏡は生きている生物

このことから、生後早期の動物の脳では、神経細胞同士

組織の内部を非侵襲で観察するのに最適な手法であり、のつながりができては壊れ、できては壊れということを繰

マウスの脳の中の神経細胞のつながりを生きた状態でり返しており、神経回路が盛んに組み替えられていること見ることができるなど、脳の発達過程や病態の進行、治が分かりました。

療効果などを追跡するのに役立つと考えられます。

神経細胞のつながりは生後早期に発達する（個/100μm3）

1歳

70

4歳
思春期

60

誕生

シナプス密度

50
40
30
20

0

0

0
,0

0

（日）

1

,0
8

0
,0
6

0

0

0
0

0
0
,0
3

4
,0

0
,0

0

0
0
,5

0

1

2

0

0
0
8

1

,0

0

0
0
6

0
5

4

0

0

0
0
3

0
0
2

0
0
1

成
人

視覚野
聴覚野
前頭葉

10

日数
Huttenlocher and Dabholkar,The Journal of comparative neurology 387(2):167-178, 1997

図6 シナプス密度の年齢による変化

11

自閉症モデルマウスに共通の神経回路変化

染色体の重複を再現したモデルマウスです。そのほか、
ヒ
トで検出されたシナプス接着分子ニューロリギンの遺伝子変異を模擬したモデルマウス「NLGR451Cマウス」
や、

このように、二光子励起顕微鏡を用いることで、シナ特定の遺伝子の変異ではなく系統的に社会性行動が障

プスの形成や除去といった興味深い変化を時系列で観害されている「BTBRマウス」
があり、これら3種類共に社察することが可能です。現在、二光子励起顕微鏡の特長

会性の障害を持っています。さらに、3種類の自閉症モデをいかし、ヒトの疾患の原因解明に役立てるべく研究がルマウスの神経回路を二光子励起顕微鏡を用いて調べ種々行われています。

た結果、共通して生後早期の段階でシナプスが過剰に形

社会性の障害のうち自閉スペクトラム症は、社会コミュ

成され、消失していくことが分かりました
（図7）
。これらが

ニケーション・交流に関する持続性の障害であり、行動・

自閉症のモデル動物に特異的にみられる神経回路の変興味・活動性のパターンの狭さと反復性を特徴とし、生化であると証明できれば、この現象を生物学的指標とし

後比較的早期から症状を有する疾患です。発症率は国・て利用できます。さらに、ヒトの精神疾患の診断・治療法

時代によって異なりますが、近年、世界的傾向として発症の確立にも役立つと考え、研究を進めています。

率は上昇しており、男性の発症率は女性より約4倍高いとされています。近年、遺伝子解析技術の発達により、社あるので、全ての神経ネットワークを調べるには膨大な会性の障害に関連する遺伝子候補が同定されてきてい時間が掛かってしまいます。そこで、解析する神経ネット

ますが、まだ原因はよく分かっていません。そこで私たちワークを絞り込むことが重要です。私たちは、自閉症モ

は、自閉スペクトラム症に特異的な神経回路の変化を見デル動物における神経回路の変化を、個体イメージング付けるため、動物を用い検討しました。

の技術を用い調べています。動物の脳内を生きたままイ

動物の社会性をどのように調べるかと言いますと、正メージングできれば、神経回路が変化していく様子を捉常なマウスの入ったケージと空のケージを用意します。

えることができ、神経回路について非常に多くの情報を

両ケージを設置した部屋の間にマウスを置きます。もし得ることができます。また、並行して多様な脳疾患の研究

社会性が高い場合、ほかのマウスに興味を示して、ほかのも進めていくことで、対応する神経回路を絞り込むこと

マウスのいる部屋に長くいることから、マウスの社会性をができます。このような基礎と臨床の研究交流が重要だ

判断できます。

と考えています。遺伝子・神経回路・行動を
「つなぐ」
こと

自閉症モデル動物として、様々な遺伝子変異を持ったマウスが作成されていますが、その中でも「patDp/+マウス」
は、自閉スペクトラム症で高頻度に観察されるヒト15番

12

先述した通り、
ヒトの脳の神経細胞は約1,000億個もで、社会性の解明に向けた「つながりの脳科学」に貢献したいと考えています。
御清聴ありがとうございました。

シナプスの過剰な形成・消失が自閉症モデルマウス共通の特徴
野生型マウス

自閉症モデルマウス

2日後

2日後

シナプス構造

消失

形成 消失

消失

図7

形成

消失

形成

形成

消失

消失 形成

生後早期におけるシナプス形成・消失の違い

13

講演
Ⅲ

においの研究が解き明かすマウスの多様な情動
ー恐怖、母性、性行動
小早川 令子（こばやかわ れいこ）
公益財団法人 大阪バイオサイエンス研究所 神経機能学部門 室長《略歴》
1995年 東京大学工学部化学生命学科卒業。2000年 同大学大学院理学系研究科生物化学専攻博士課程修了（理学博士）。同研究科の博士研究員、JSTのさきがけ専任研究員を経て、2009年より現職。2008年 第１回湯川・朝永奨励賞、2010年 第10回バイオビジネスコンペJAPAN最優秀賞 受賞。

●多様な情動を誘発する匂いに着目して私たちの心を理解する新たな研究を実施しました。

ポイント！ ●匂い分子の構造を改良することで強力な先天的恐怖を誘発することに成功しました。
●先天的な 冷たい恐怖 と後天的な 温かい恐怖 の二つの恐怖状態の存在が解明されました。

食べ物を前にすると食欲を感じる、赤ちゃんを見たときに特化した神経細胞）が匂い分子を嗅覚受容体で感知に可愛いなと母性を感じる、
このような感情を私たちはし、脳の先端にある嗅球へと電気信号を送ります。匂い情動と呼んでいます。情動とは人や動物が生存するための情報は、嗅球の糸球と呼ばれる球状の構造物で活性に欠かせない本能を呼び起こす心の働きで、個体の行動化パターンへと変換された後、神経回路で情報が処理の動機付けに深い影響を及ぼしています。情動に異常がされ、脳の嗅覚中枢へと伝達されて認知や行動を生じま生じると、様々な精神疾患の原因となることが知られてす（図1）。このとき嗅球には、匂いの種類を表す
「匂い地

います。

図」
という神経活動パターンが現れます。例えば、食べ物

本日は、恐怖や食欲、母性などの様々な情動と深く結の匂いを嗅ぐと図2左の活動パターンが出現しますし、

び付いている匂いの研究から、脳が情動を制御するメカ

天敵の匂いを嗅いだときは図2右のような活動パターン
が出現します。脳は、食べ物の匂いの場合は食欲を、天ニズムの一端についてお話ししたいと思います。

敵の匂いの場合は恐怖の情動を引き起こそうといったよ

脳は匂い地図で匂いを認知

うに、匂い地図の情報を読み解いて、匂いに対する情動や行動を引き起こしていると考えられます。
しかし、脳が私たちは、匂いをどのように認知しているのでしょう

匂い地図をどのように読み解き、情動や行動を引き起こか。匂い分子が鼻の穴から入ると、鼻腔天井部分の嗅上

すのかのメカニズムについては、
これまで分かっていま

皮に並んでいる嗅細胞（匂いを感知するセンサーの機能せんでした。

嗅球

大脳

二次嗅覚神経

嗅神経

糸球

嗅球

し ばん

篩板

嗅上皮
嗅細胞

嗅上皮
匂い分子

嗅覚受容体

繊毛

匂い分子

図1

14

匂いを認識する嗅覚神経回路

私たちは、様々な情動を脳がどのように制御しているのかを明らかにすること及び、そのための情動を正確に情報が嗅覚系の神経回路によってどのように処理されているのかは分かっていませんでした。
そこで私たちは、遺伝子操作技術によって、嗅細胞を計測する新しい技術の開発を目標に、匂いに注目して研部分的に除去したマウスを作成し、匂いに対する情動や究を進めてきました。

行動への影響、
変化について調べました。
まず、背側経路（背側ゾーン及び背側ドメイン）を除去

匂いが情動や行動を制御した、匂い地図の上半分が欠けている状態の遺伝子改変
嗅上皮は、主に背側ゾーンと腹側ゾーンと呼ばれる二マウス（背側除去マウス）の匂い識別能力を調べました。

つの領域に分けられます（図3）。また、嗅球には背側ドメ

背側除去マウスに、ある一方の匂いの近くには餌があり、インと腹側ドメインと呼ばれる領域があり、背側ゾーンのもう一方の匂いの近くには餌がないことを学習させる

嗅細胞は背側ドメインに、
腹側ゾーンの嗅細胞は腹側ドメと、餌がある方の匂いを好んで探索することが分かりま

インにそれぞれ接続するという神経回路が知られていました。つまり、背側経路がなくても腹側経路のみで匂いす。また、一般的に匂い分子は、背側の経路と腹側の経路の学習・記憶などは正常に保たれました。

を両方同時に活性化させる性質を持っていますが、匂い

野生型のマウスに天敵の匂いを嗅がせると、先天的に匂いを嗅いだ際の脳の活動パターン「匂い地図」
を脳が読み解いて情動・行動を引き起こす
食べ物の匂い

天敵の匂い

嗅球
糸球

脳

活動パターン

食欲・摂食
図2

脳

活動パターン

恐怖・すくみ匂い分子による糸球の活性化パターン（匂い地図）の違い

一般に匂い分子は、背側と腹側のゾーンとドメインを同時に活性化させる性質を持つ
嗅上皮（鼻腔）

嗅球（脳）

背側ゾーン

背側ドメイン

S
N

匂い分子

腹側ゾーン

腹側ドメイン
嗅覚受容体

図3

糸球

嗅覚情報を処理する神経回路

15

危険を察知し、忌避反応を示します。私たちは、野生型のあると、少子化、養育放棄、暴力といった問題が起こってマウスと背側除去マウスそれぞれに天敵の匂いのついきます。

た紙を嗅がせてみました。すると野生型のマウスは恐怖

哺乳類の嗅覚系には、主嗅覚系と鋤 鼻 嗅覚系があり、で体がすくみ（怖くて体が固まってしまう状態）、動かなく

前者は私たちが日常的に嗅いでいる揮発性の匂い分子なりましたが、背側除去マウスには忌避反応が見られず、を感知するのに対し、後者は動物において性行動や母行動には変化が起こりませんでした。先ほどお話ししたよ性行動などの種の保存や社会性情動の維持に重要な役

うに、匂い分子は背側と腹側の両方の糸球を活性化させ割を果たすと考えられているフェロモンという特殊な分るので、仮に背側の糸球を失っても残った嗅細胞で天敵子を感知すると考えられています。ヒトにおいて、社会の匂いを嗅ぎ分けられますので、天敵の匂いが嗅げなく性情動の維持に重要な鋤鼻嗅覚系は退化していると言なったわけではないのです。背側の糸球をなくしたことでわれていましたが、最近の研究から、主嗅覚系も社会性

天敵の匂いを感じてもそれが危険な匂いであると判断で情動の制御に関与している可能性が指摘されてきまし

きず、その結果、無防備に猫に近づいてしまうことが分かた。そこで私たちは、社会性情動が脳のどこで生まれる

りました
（図4）
。つまり、背側経路が天敵に対する先天的のかについて、マウスの主嗅覚系を調べることにより検な恐怖行動や忌避反応をつかさどっていて、腹側経路は証しました。

後天的に得た学習や識別などの情報を脳に送っていると考えられます。

まず、2匹の正常な雄マウスを一つのケージに入れた
ところ、激しい攻撃行動が見られました。マウスにとってこのことから、マウスの匂いに対する行動が先天的に縄張り争いは重要な社会性情動です。次に、2匹の雄の決められている、つまり、哺乳類の脳には、匂いに対して

主嗅覚神経回路の改変マウスを同様に一つのケージに行動を先天的に制御する神経回路が存在することが示入れると、攻撃行動ではなく性行動を示しました。

唆されました。これまで匂いに対する先天性の行動は昆

また、正常な雌マウスのケージに子マウスを入れる

虫などの下等な動物にのみ観察されると考えられていまと、正常なマウスは子マウスを見付けて自分の巣に連れした。私たちの結果は、哺乳類にも匂いに対する先天的て帰り、温めたり舐めたり養育行動を示します。それに対な行動を引き起こす神経回路が存在することを世界で初し雌の主嗅覚神経回路の改変マウスでは、子マウスのめて示した興味深い結果であると考えています。

存在には気付いてはいるものの一向に面倒を見ませんでした。正常なマウスは通常6〜8匹の子を育てますが、

社会性情動の制御に関与する新しい神経回路の発見

雌の主嗅覚神経回路の改変マウスの約半数は、全く子育てをしない養育放棄の状態になることが分かりました。以上のことから、正常な社会性情動を引き起こすた情動の中でも 社会性情動 についてお話ししたいとめには主嗅覚系が重要であることが示されました。

思います。社会性情動が正常に働いていれば、信頼、愛

これまでフェロモンは、鋤鼻嗅覚系の経路により処理

情、闘争心といった社会で生活する上で非常に重要な心され、社会性情動を制御していることが知られていましを生み出すことになります。
しかし、社会性情動に異常がた。私たちは、主嗅覚系の神経回路が、直接的にマウスの
社会性情動を制御していることを解明しました。つまり、ヒトにも存在する神経回路がマウスの社会性情動を直接制御しているということを初めて明らかにしました。この
結果は、ヒトの社会性情動制御のメカニズム解明の扉を開く可能性があります。今後は、ヒトとの関連性について検証を行いたいと考えています。

匂いに対する後天的・先天的恐怖反応を制御する神経回路
私たちは、様々な状況で恐怖を感じています。例えば
高い所や、狭い所から出られない状況などに面したとき
図4

16

猫を恐れないマウス

恐怖を感じますが、これらを遺伝的プログラムによる先天的な恐怖反応と呼んでいます。一方、一度非常に怖い必要であると考え、探索を行いました。

経験をした場所は危険ではないはずなのに恐怖を感じてしまいます。これを経験や学習による後天的な恐怖反応

前述したとおり、恐怖反応をつかさどる神経回路は、嗅と呼んでいます。なお、先天的・後天的恐怖は動物実験

覚の背側経路にあることが分かっています。私たちは、背でも再現可能です。

側経路を効率的に活性化する匂いをスクリーニング（選

約40年前にフランスのVernet-Mauryは、TMTという別）したところ、後天的恐怖に匹敵するような強い先天的

キツネの分泌物の成分に対しげっ歯類が恐怖反応を起こ

恐怖を誘発する匂いを幾つか見付けることに成功し、こすことを発見しました。この成分は現在も先天的恐怖の

の匂いを
「恐怖臭」
と名付けました（図5）。恐怖臭の種類

実験系によく使われています。一方、スパイスの匂いを嗅を変えることにより、弱い恐怖から非常に強い恐怖までがせた直後に電気ショックを与えることにより、痛みとのを自由に誘発することが可能となりました。

関連学習によって後天的にスパイスの匂いに対し恐怖反応を誘発することができます。

恐怖臭による先天的恐怖研究

しかし、一口に同じ恐怖といっても、先天的・後天的恐
怖は本当に同じ情動状態であるのかについてはこれまで

私たちは、Odor F50（図5）という恐怖臭を用い、後天不明でした。私たちは、恐怖を制御する神経メカニズムを的恐怖と同程度の強い先天的恐怖を誘発したマウスと、理解するためには、
まずこの問題を解明することが重要

後天的恐怖を誘発したマウスではどのような点が異なっであると考えました。

ているのかを比較検討しました。

一般的に、すくみ行動の時間の割合（すくみ時間）を指サーモグラフィーカメラを用い体表面温度の変化を計標にすれば、恐怖情動の強さを計測することができます。

測したところ、後天的恐怖を感じたネズミでは体表面温

例えば天敵の匂い（TMT）が誘発する先天的な恐怖は約度にほとんど変化を生じませんが、先天的恐怖を感じた

5％のすくみ時間を引き起こします。一方、関連学習など

マウスでは背骨の辺りの温度がどんどん下がっていき、により後天的に誘発された恐怖は約40％のすくみ時間

文字通り背筋が凍ったような状態になっていると言えまを引き起こします。つまり、既知の天敵臭が誘発する先天した。さらに先天的恐怖を感じたマウスでは、体表面温度

的恐怖は、後天的恐怖よりも弱いため、すくみ時間を調べだけでなく体深部温度や心拍数の低下が認められましても、先天的恐怖と後天的恐怖の違いを見ているのか、た。つまり、先天的・後天的恐怖によるすくみ行動は行動

恐怖の強弱差を見ているのかを区別することができま

学的には区別できないものの、体内での生理応答が大きせんでした。そこで、強い先天的恐怖を誘発する匂いがく異なることが分かりました。このことから逆に、生理応

恐怖臭を用いることで強力な先天的恐怖反応を誘発できる
（％）
70

すくみ時間

60

電気ショックとの関連学習によって後天的に誘発した恐怖

50

＊
＊
＊

人工物由来
「恐怖臭」
が
誘発する恐怖（特許出願）

40

＊
＊

30
＊

20
10

既知の天然成分が誘発する恐怖

＊
＊

＊
＊

＊

＊
＊

＊
＊
＊

＊
＊
＊

＊
＊
＊

＊
＊
＊

＊
＊
＊

＊
＊
＊

＊
＊
＊

＊
＊

＊

0

r

do
0

F5

各恐怖臭による恐怖反応の強さ

O

ク
ッ
ョ
シ
T）
気
TM
電
+
分（
ス
イ 泌成
パ
ス の分
ネ 尿
ツ
の
キ
ミ 毛
カ
体
オ
オ 輪・
首
の
尿
猫
の モン
ト
ッ ェロ
ラ
雄 ムフ
ー
ラ
ア

図5

Odor F50 =すくみ時間が50％となる
匂い分子＊p<0.05 ＊＊p<0.01 ＊＊＊p<0.001

17

答に着目すれば先天的・後天的恐怖を客観的に評価するが分かっています。
したがって、恐怖臭による先天的恐怖

ことが可能と考えられます。

のメカニズム解明により、消去困難な恐怖克服の新たな恐怖臭による先天的恐怖とヒトの恐怖との関係です

手掛かりが得られるのではないかと考えています。

が、私たちヒトでも恐怖を感じる状況に置かれたとき、背筋の辺りに冷気を感じることがあります。
「 背筋が凍る」

恐怖情動が起こる仕組みの解明

や、「Spine chilling」などと各国語でも表現されていることからも、全世界で共通の感覚と考えられます。また、一般的に恐怖は、様々な感覚入力からの情報を一つ恐怖症の患者さんでは失神する際に恐怖臭を嗅がせたの恐怖中枢で制御していると考えられてきましたが、私マウスと同様に心拍数の半減が起こることが知られていたちの研究成果から、先天的恐怖は体表面温度を下げるます。恐怖臭が誘発するすくみ行動並びに体温や心拍数

冷たい恐怖 で、後天的恐怖は体表面温度を下げないの低下は、ヒトの恐怖中枢である扁桃体によって制御さ温かい恐怖 であり、恐怖の種類によってそれぞれ異なれています。私たちは、ある向精神薬をマウスに投与する

る神経回路で情報が処理され、異なる反応を引き起こすと、後天的恐怖はほぼゼロに、先天的恐怖も非常に強くことが証明されました。そこで私たちは、先天的・後天的緩和されることを見付けました。恐怖臭による先天的な恐怖反応を制御する神経経路解明のため、先天的・後天恐怖というと、ヒト以外の動物に特有の現象と思われが的恐怖誘発マウスの全脳領域における神経細胞の活動

ちですが、恐怖を感じたときに起こる脳内のメカニズムを解析しました。全脳活性化マッピング法という方法で解は、マウスとヒトの間で共通性があるのではないかと考え析した結果、先天的恐怖と後天的恐怖は一部では共通のられます。私たちは、恐怖臭が誘発する先天的恐怖を評

神経活動を示しましたが、例えば拡張扁桃体の一部の領価系にすれば、今後、抗不安薬や心的外傷後ストレス障害

域は先天的恐怖のみで活動しているなど、多くの領域で（PTSD）の治療薬の開発にもつながると考え、製薬会社

異なる神経活動を示すことが明らかになりました（図6）。

などと共同研究を進めているところです。

また脳内には、先天的・後天的恐怖の違いを表現する脳

また、興味深いことに、恐怖を毎日繰り返し経験すると、後天的恐怖の場合は学習し、だんだんと恐怖が弱まり領域と、先天的恐怖のレベルを表現する領域が存在する
可能性が示唆されました。

ますが、先天的恐怖の場合は、毎日経験しても決して忘れこれらのことから、私たちの脳の中には、先天的な 冷ることはなく、むしろどんどん恐怖が強化されていくこと

たい恐怖 や後天的な 温かい恐怖 などの複数のメカニ

先天的・後天的恐怖は脳の様々な領域で分離して処理される

先天的恐怖制御領域

図618

先天的・後天的恐怖の脳の機能地図

後天的恐怖制御領域

ズムがあり、それらが混在している状態を恐怖と捉えてる技術が開発できるものと期待しています
（図7）
。情動

いると言えます。また、先ほど御紹介した体深部温度や心に関する研究を発展させ、情動がどうやって私たちの心拍数だけではなく、血液中の成分で先天的・後天的恐怖の中に生まれるのか、あるいは私たちはどうやって情動とを見分けることが可能な診断マーカーの候補も開発しうまく付き合っていけばいいのかなどを考えていきたいています。将来的には、匂いを活用して遺伝的プログラと思っています。
御清聴ありがとうございました。

ムに働きかけることで、情動を適切に制御したり計測す

嗅上皮

嗅球

背側ゾーン

背側ドメイン

分界条床核
側方

中央

天敵臭
嗅細胞

嗅皮質

腹側ゾーン

視床下部

ストレス経路

腹側ドメイン

下垂体
ストレス

ACTH ホルモン

先天的な恐怖反応（遺伝的プログラム）
後天的な恐怖反応（経験や学習）副腎

匂いを活用して、遺伝的プログラムに働きかけることで情動を適切に制御したり、計測する技術が開発できる
図7

匂いに対する行動を先天的に制御する神経回路の発見

19

講演
Ⅳ

精神疾患の診断と治療に役立つ社会脳研究
笠井 清登（かさい きよと）
東京大学 大学院医学系研究科・医学部 精神医学 教授《略歴》
1995年 東京大学医学部卒業。国立精神・神経センターレジデント、東京大学医学部附属病院助手、ハーバード大学医学部精神科・客員助手、
東京大学医学部附属病院講師を経て、2008年より現職。2003年 日本生物学的精神医学会学術賞、2008年 日本精神科学学会奨励賞 受賞。

●精神医学では、一人一人の心の健康が達成されることで社会全体が豊かになるという考え方が
基本です。

ポイント！

●心の健康を損なう精神疾患は、客観的に症状を捉えることが難しく、理解されにくいという問題がありました。
●画像検査を精神疾患診療に応用することで、精神疾患を客観的に診断・治療できるようになると考えられます。

我が国は、高度経済成長期以降、経済が豊かになれば、個人の心の健康が社会の豊かさを作る

国も社会も個人も幸せになれるという考えを多くの国民が持っていました。経済的に豊かになった現在、多くの人

ヒトの心の健康は、胎児期、乳児期、児童期、思春期、は経済の豊かさ以上に 心の豊かさ を求めるようになっ

成年期、老年期といったライフステージに伴い高まっててきています。こうした背景の中で、「人間科学」という人

いき、それぞれのステージごとに心の健康を高める 上昇

間そのものを研究する分野では、
ヒトの体の健康だけで因子 と低くする 低下因子 があります
（図1）
。上昇因子

はなく、心と体の両方の健康を維持するにはどうすればには、愛情や養育、対人関係や社会参加などがあり、低下

よいのかという課題に取り組み、社会に貢献する必要が因子には、ストレス、
トラウマ、物質乱用などがあります。

あると考えています。

例えば、胎児期の母親のアルコール摂取や喫煙は子供の

本日は、精神疾患診療への画像検査技術の応用につ

心身の発達に影響があることが知られています。上昇因

いて、「精神疾患の診断と治療に役立つ社会脳研究」と題

子も低下因子も、脳の発達に密接に関係してきますから、してお話しします。

心の健康にも大きな影響を及ぼすと考えられます。そしwell-being
心の健康
愛情
養育

ストレス
トラウマ

対人関係

社会参加

物質乱用

薬物療法
心理療法
ストレス
うつ病
慢性疾患

社会的刺激
身体・精神活動加齢変化

母体の物質乱用

遺伝的素因
早期環境因子

感情の発達
親子関係

社会性

自我価値

レジリエンス
対処技能

結晶性知能

胎児期

乳児期

児童期

思春期

成年期

老年期

Beddington et al, Nature 455(7216):1057-1060, 2008より改変

図1 ライフステージによる心の健康の推移

20

て、上昇因子を増やし、低下因子を抑えることで心の健康

精神疾患の多くは思春期や青年期という人生の早期に発が達成されると幸せだと感じますし、幸せを感じる個人が症し、長期にわたり患う場合が多いと言われています。精増えれば社会全体の豊かさにつながると考えられます。

神疾患の方を対象とした調査では、50％の方が14歳以下

このように、精神医学の分野では、一人一人の心の健康

で、75％の方が24歳以下で発症していたことが報告されが達成されることによって結果的に社会全体が豊かにな

ています
（図2上）
。不安症、気分障害、統合失調症や薬物る、という考え方が基本となっています。体の健康の実現

依存など、代表的な精神疾患のほとんどは、
その発症しやも心の健康の実現も一人一人の願いであり、基本的な人

すい年齢は10代であるとも報告されています（図2下）。

権と言ってもよいでしょう。そのために、ライフステージ

つまり精神疾患は、発症頻度の高さに加え人生早期にに応じた精神疾患の予防や早期支援が重要課題となっ発症し長期間患う方が多いため、死に直結しなくても、心ています。

の健康への大きな損害及び、個人の幸せとその先にある
社会全体の豊かさにも大きな損失を与えると考えられ、生活への損失度は全疾患の中で一番になるのです。

若年発症の精神疾患による生活の損失度は大きい

周囲からの理解を得られにくい精神疾患

御存じのように、日本人の死因1位はがん、2位は心疾患であり、もちろん対策は必須です。しかし、生存年数に 生活の損失 という要素を加味したDisability

このように、精神疾患の社会への影響度が大きいこと

Adjusted Life Year（DALY：障害調整生命年）という指を考慮しても、対策すべき重要な疾患だと言えるでしょ標で判定すると、先進国では精神・神経疾患はがんや心う。
しかし、心という目に見えないものを患う疾患のため、疾患を抜いて１位になりますので、対策しなければなら一般社会にも周囲の人にも理解されにくく、その重要性ない重要な疾患なのです。精神・神経疾患がDALYで不が見過ごされやすい状況にあります。

良となる理由の一つは、一般人口の中で精神疾患を持

一般的な気分障害の一つであるうつ病は、気持ちが落

ち悩んでいる人口の割合が高いことです。世界保健機構

ち込む（抑うつ気分）、意欲が低下する、悲しい気持ちにな（WHO）が2011年に発表した報告によると、我が国でるといった気分が長期に続く疾患です。体がだるい、食欲

生涯のうちに精神疾患を患う方の割合は四人に一人で、がない、頭痛や肩凝りがあるなどの身体症状も多く見ら

欧米ではもっと多いと言われています。二つ目の理由は、れます。患者さんはつらい症状に苦しみますが、うつ病の精神疾患の発症の大半は思春期・青年期
（％）
100

発症率

75
50
25
0
0

14

20 24

40

60

発症年齢

80（歳）
Kessler et al, Archives of General Psychiatry 62(6):593-602, 2005

ADHD・衝動性
精神疾患

薬物依存
不安症
気分障害
統合失調症
0

5

10

15

20

25

30

35

40（歳）

発症年齢
Paus et al, Nature Reviews Neuroscience 9(12):947-957, 2008

図2

思春期・青年期に多く発症する精神疾患

21つらさは本人でなければ分からず、周囲の人にはなかな

適切な診断・治療が難しい
精神疾患診療の現状か理解してもらえないため、そんな症状は誰にでもある、
仮病ではないか、といった誤解や疑いを持たれてしまうことも少なくありません。どれほどつらいかというと、二日目に見えない心の疾患ゆえに、症状を客観的に捉える

酔いの気持ち悪さやインフルエンザの高熱が何週間も指標を作成しづらいことも、精神疾患が理解されにくい

何か月も続いたらと考えたらイメージしやすいかもしれ状況を作り出している要因の一つと考えられます。私たません。

ち精神科医は、患者さん本人が訴える自覚症状や経過

うつ病が一般に理解されにくい要因の一つとして、病の問診によって診断するしかありません。
しかし、抑うつ・態分類が多岐にわたることが挙げられます。一般的に不安・不眠などは、うつ病のみならず統合失調症や双極うつ病と呼ばれる単極性の病態と、双極性障害（躁うつ性障害などの多くの精神疾患の初期段階で認められま病）の病態は大きく異なりますが、症状が似ているのですので、これらの症状のみでは明確な診断を行うことが混同されがちです。気分の状態を縦軸に、時間を横軸にできません。例えば、双極性障害の患者さんが抑うつ状

取ってうつ病と双極性障害の病態を比較してみると、う態の時期に受診した場合、診察した医師はうつ病なのか、つ病では数週から数か月間の「抑うつ状態」という気分

双極性障害なのかを判断することは難しくなります。特が落ち込む時期が数か月から数年に一度のペースで出に、躁状態が軽い双極性障害の患者さんは躁状態を自てきます（図3）。一方、双極性障害では、気分が落ち込

覚することができず、躁状態の時期も「普通だった」と表む時期と気分が異常に高まる「躁状態」の時期が入れ替現する方も少なくありません。仮に、双極性障害の患者わりながら現れてきます。躁状態の時期は、ほとんど睡さんがうつ病と診断され、抗うつ薬での治療で抑うつ状

眠時間を取らずに仕事をしても全く疲れなかったり、気態を抜け出したとしても、その後に躁状態で悩むことに分が高揚して高額の買い物をしてしまったり、行動が大なるかもしれません。診断と治療が適切に行われず、そのげさになったり攻撃的になったりしますが、抑うつ状態

結果、患者さんの状態が悪化してしまっては、患者さんはの時期はうつ病の抑うつ状態と変わらない症状が見ら

医療機関を受診したかいがなく、さらに苦しい思いをするれます。問題は、双極性障害の方が初診時に過去に躁ことになってしまいます。

状態があったことの自覚がなく抑うつ状態のみ訴える

皆さんも御存じの高血圧や糖尿病では、血圧値や血糖と、うつ病と誤診されてしまうことがあります。そうなる

値を始めとする客観的な指標に基づき診断や治療が行と抗うつ薬が処方され、抑うつ状態が良くなった後に躁われます。
しかし精神疾患は問診に頼らざるを得なく、診状態を来してしまい、回復が遅れるということも起こり

断のみならず回復についても分かりにくかったため、
客観

得ます。

的指標を用いた診断・治療法が求められています
（図4）
。

時間

抑うつ状態

気分の状態

気分の状態

うつ病

双極性障害
躁状態
抑うつ状態

時間

本人も充実していると捉え、周囲も高評価
気分の状態

うつ病と誤診

躁状態

時間

抑うつ状態

初診
うつ病と双極性障害の鑑別は困難
図3 うつ病と双極性障害の病態比較

22

そこで現在、精神疾患を客観的に捉える指標として、脳のして応用され始めてきました（図5）。NIRSは光トポグラ

働きを見る検査の研究が進められていますので、次に御フィーとも呼ばれており、装置が小型で持ち運びができ、紹介します。

椅子に座った状態で計測できるなどの特長から、精神疾患の画像診断としての高い有用性が期待されています。

脳機能の画像化を精神疾患診療に応用
脳の働きを見る検査としては、脳磁図
（MEG）
や、機能

脳の血流量で精神疾患の正確な診断が可能

的磁気共鳴画像法（fMRI）、
ポジトロン断層撮影法（PET）などがありますが、いずれも装置が非常に大きいため

NIRSでは光の中でも波長の長い近赤外線を利用して取り扱える場所が限られるだけでなく、狭い空間に人が脳の働きを調べます。遠赤外線とは、こたつなどで使われ入って検査する構造であるMRIやPETは、精神疾患に合ている光のことで温かくなりますが、近赤外線は体の表併することが多い閉所恐怖症の方には行えないという層を透過するため熱くならず、体には影響を及ぼさない課題がありました。そのような中、我が国の企業や研究ため、安全性が確立した光です。近赤外線は、脳に入ると者が開発した新しい脳機能画像検査法として、近赤外

血液中のヘモグロビン色素に吸収されるため、照射した線スペクトロスコピー（NIRS）
が、脳の働きを見る方法と光の量から残った光の量を引いたときの脳の活動部位

精神疾患
医師

高血圧 ／ 糖尿病
患者さん

医師

患者さん

問診

問診

診断・治療

診断・治療

現状

検査

病気なのでしょうか？
良くなっているのでしょうか？

客観的指標

血圧値 ／ 血糖値

医師

患者さん

問診

将来

精神疾患にも客観的な指標による診断・治療が必要

診断・治療
検査
客観的指標

脳の働きを見る検査
図4

図5

客観的指標による診断・治療●

脳の働きを調べる方法の一つ●

脳の表面の血液の変化を調べる●

検査を受ける人の負担が少ないので、子供や赤ちゃんでも検査を受けることができる●

機械を診察室に持ち運ぶことができ、特別な部屋でなくても検査ができる

NIRS検査の特長

23

の酸素化ヘモグロビン量と脱酸素化ヘモグロビン量を

示されます
（図7）
。一方、
うつ病患者さんでは、課題開始

計算することができます（図6）。

10秒後には少し赤色の領域が見られますが、50秒後も私たちは、NIRSを用い、「え」で始まる言葉をできるだ

前頭前野の半分以上は青色のままです。双極性障害患け多く挙げるという課題を行っている被験者の前頭前野者さんは、課題開始10秒後には少し赤色の領域が見らの活動の様子を調べました。大脳皮質の前頭前野と呼ばれる程度ですが、50秒後には赤色の領域がやや大きくれる領域の活動性は、音や光などの外部からの刺激に伴広がりますので、ゆっくり反応していくことが分かります。

い高まり、酸素化ヘモグロビン量が増加します。NIRS検

統合失調症患者さんでは、最初から全域が青色の領域で

査画像では、酸素化ヘモグロビンが多い領域は赤色、脱活動が見られず、50秒後も赤色の領域はほとんど見られ酸素化ヘモグロビンが多い領域は青色で示されます。

ません。

健常者の前頭前野NIRS検査画像では、課題開始10秒後

このようなNIRS検査画像パターンの違いから、抑うつには酸素化ヘモグロビンを示す赤色の領域が大きく広状態で受診された方を、高確率で客観的に正しい疾患名

がり始め、50秒後には前頭前野のほぼ全領域が赤色でで診断できる可能性が示唆されています。

「え」で始まる言葉を言ってください● 血液中のヘモグロビンが酸素をくっつけて、活動した脳部位に酸素を運ぶ● 近赤外光がその脳部位を通るときに、一部が吸収され、残りを測定する

えんぴつ
えのぐ

図6

● 与えた光の強さから、残った光の量を引くと、その脳部位にどのくらい酸素をくっつけた
ヘモグロビンがあったかが計算できる

NIRS検査の原理

疾患ごとの賦活反応性の時間経過
0.2

上課題開始 右10秒後

0.0［mMmm］

左

下

課題開始
50秒後

健常

うつ病

双極性障害

統合失調症
提供：心の健康に光トポグラフィー検査を応用する会

図7

24

前頭前野NIRS検査画像の比較

注意欠如・多動症へのNIRSの適応る精神疾患の診断・治療への応用についてお話ししました。経済的な豊かさ以上に心の豊かさが求められる現代

さらに、現在、成人の精神疾患だけではなく、小児の発達障害へのNIRS検査の応用も進められています。本日はその一例である注意欠如・多動症（ADHD）
についてお話しします。
ADHDは、不注意、多動性、衝動性の三つの特徴が顕著にみられる発達障害の一つです。主な症状としては、授業に集中できず窓の外ばかり見ている、落ち着きがなく社会では、心の健康を損なう精神疾患への対策を今後、より重要視していくべきであると考えています。
本日御紹介したNIRSなどのニューロイメージング技術の活用により、精神疾患の客観的な診断法が診療で実用化すれば社会に貢献できると考え、今後も研究を進めてまいります。
御清聴ありがとうございました。

長時間静かに座っていられない、順番待ちができないな
どで、一部の方は大人になっても幾つかの症状が残ることがあります。
現在、小児のADHDにはメチルフェニデート
（MPH）という中枢神経興奮剤が高い有効性を発揮することが臨
床試験で明らかになっており、最も一般的な治療法として実地臨床で使用されています。
しかしMPHは、依存性や成長発達への影響が懸念されており、長期使用に関する安全性には課題が残っています。また、多動が余り目立たなくて不注意型の場合、真面目そうに見えるのにな

ストップシグナル課題

ぜか忘れ物ばかりするので先生に怒られたり、親御さん

優勢な反応を抑制する課題

も途方に暮れていたりと、問診だけでは分からない場合があります。もし長期服用前に、1回の服用で治療効果が対照課題● 刺激の方向（左右）を弁別し、ボタンを押す期待できるかどうかを予測できれば、適切にかつ安心し左て薬物療法を行うことができます。そこで私たちは、薬で右改善するタイプかどうかを服用前に判断できないかと考え、予測する研究を進めています。
その方法ですが、ADHDのお子さんに次の二つの課題を行ってもらいます。一つ目の課題は、画面に出てくる犬の向きが左だったら左のボタンを、右だったら右のボタンをできる限り早く押すというものです（図8上）。

ストップシグナル課題

二つ目の課題は、一つ目の課題と同様に犬の向きに応● ストップ信号が提示された時はボタンを押さない

じてボタンを押しますが、犬が画面に現れたときに同ストップ信号

時に「ピー」とアラーム音（ストップ信号）が鳴ったときは押さない

ボタンを押してはいけないというルールです（図8中）。
ADHDのお子さんは衝動性が強いので、アラームが鳴ってもつい押してしまいます。そこで、MPH徐放剤を1回服（特許出願番号；特願2008−146721）

用した前後の前頭葉の活動をNIRSを使って比較検討し、脳の血流に上昇が見られれば、そのお子さんは数か月から一年間服用した後の症状に改善が予測できると考えられます。現在、検査法を確立すべく研究を進めています。
対照課題

精神疾患の診断・治療に役立つ
社会脳研究
本日は、精神疾患が社会に及ぼす影響、症状を客観的に判定する指標による補助診断の必要性、画像検査によ

ストップシグナル課題

対照課題

ストップシグナル課題中の酸素化ヘモグロビン変化パターンの検討

図8

ADHD患児のNIRS検査方法

25

講演
Ⅴ

「せっかちさ」の神経経済学
大竹 文雄（おおたけ ふみお）
大阪大学 社会経済研究所 教授《略歴》
1983年 京都大学経済学部卒業。1985年 大阪大学大学院経済学研究科博士前期課程終了。大阪大学経済学部助手、大阪府立大学経済学部講師、大阪大学社会経済研究所助教授を経て、2001年より同教授。2013年より大阪大学理事・副学長。2006年 日本経済学会・石川賞、2008年
日本学士院賞 受賞。

●「神経経済学」とは、「神経科学」
、
「心理学」
、
「経済学」
を融合させた研究領域です。

ポイント！

● せっかちさ は、将来受け取ることのできる報酬の価値を割り引いてしまう時間割引率で示すことができ、 せっかち な人ほど時間割引率は大きくなります。
●将来の損失の大きさを報酬ほど割り引かないことを符号効果といい、注意欠如・多動症（ADHD）
診断の目安になる可能性が示唆されました。

せっかちさ とは将来の報酬や損失を基に判断する際られるハンバーガー店のどちらの店を選びますか？ このに関わる性質ですが、実は様々な社会性の問題に関わっとき私たちは「待たないですぐに食べるのか」「、待ってかています。本日は、せっかちさ を神経経済学の観点からら食べるのか」という、現在と将来の選択に直面している

分かりやすく、
シンポジウムのテーマである「つながりのことになります。なお、経済学の概念では、「 今の時点で脳科学」にも触れながらお話ししたいと思います。

の価値がどれぐらいあるのか」を考えます。
「待つ」
か
「待
たない」
かの議論に対し、「どれぐらいたくさんもらえるか（利得）」、「どれぐらい確実にもらえるか（確率）」、
「どれ

私たちは
「期待値」
を基に
意思決定しているぐらいすぐにもらえるか（時間遅れ）」という三つの要素を基に「どれぐらい平均的に期待できるか」
という、
「期待

本講演のテーマである せっかちさ とは何でしょうか。皆さんにお伺いしたいのは、同じハンバーガーを食値」
を判断基準の一つとして私たちは意思決定を行っているのです。

べられる店が二つあった場合、あなたは、たくさんの人

期待値を実際に計算しているのは脳です。脳は「どれが並んでいるハンバーガー店と、行列がなくすぐに食べぐらいたくさんもらえるか」「、どれぐらい確実にもらえる

私たちは
「期待値」
を基に意思決定する
脳が「期待値」の計算をしている！

期待値 ∝（利得）×（確率）×（時間遅れ）
帯状回
前頭前野

どれぐらい
たくさんもらえるか

線条体
黒質

前頭眼窩皮質どれぐらい確実にもらえるか

扁桃体

どれぐらい
すぐにもらえるか

図1

26

期待値の計算を担う脳領域

か」「、どれぐらいすぐにもらえるか」を総合的に判断して合、あなたはどちらの店を選びますか？ もし報酬が同じ期待値を計算しています（図1）。

ハンバーガーであれば早くもらえる方を選ぶことは既に御説明しましたが、報酬が違う場合、私たちは報酬の大き

せっかちさを測るバロメーター
時間割引率

さに時間的な遅れを加味して意思決定をするのです。このとき時間割引率が小さい人は、将来の報酬の価値は下がるものの、報酬自体が大きければすぐにもらえる小さ

せっかちさ についてもう少し具体的にお話しします。

な報酬よりも我慢して待ち、大きな報酬をもらう方を選先ほどの、食べるまでにしばらく時間が掛かるハンバー

びます。一方、せっかちな人は、大きな報酬でも遠い将来

ガー店と、すぐに食べられるハンバーガー店のどちらをにしかもらえないのであれば、今の時点での価値はほぼ選びますかという質問では、多くの人にとって答えは明白ゼロになってしまうため、すぐにもらえる小さな報酬を選で、報酬が同じハンバーガーであればすぐに食べられるびます。経済学では、報酬の大きさに違いがある場合に店を選ぶでしょう。これは、人間はすぐにもらえる報酬のは、報酬の大きさと時間割引率の違いによって選択行動

価値は高く感じるが、もらうまでの時間が長くなると徐々が変わることが証明されています。

に価値が下がってしまうという性質を持っているからです。今すぐ食べられるケーキを1年後にあげると言われて夏休みの宿題をいつやっていましたか？

も誰もうれしくありませんよね。つまり、将来もらえる報酬において現在の価値を割り引いて考える性質を持って幾つかの研究から、人の選択行動と社会性には強い関いるのです。この、将来の価値を現在に換算するときに用連性があることが分かっています。その一つに1960年

いる率のことを、経済学では 割引率 と呼びます。

代に米国で行われたマシュマロテストというものがあり

時間を距離に置き換えてみると、同じ高さの塔であっます。複数の4歳児にマシュマロを一個ずつ与え、「 おじても、遠くにいると小さく見え、近づくと大きく見えます。

さんが帰ってくるまでこの一個を食べずにいられたらも塔の高さ自体は変わりませんが、遠く
（将来）
のものは価
値が小さく見え、近く（今）のものは価値が大きく見える

時間割引率 = せっかちさのと同じことです。このように、同じものであっても将来のものは価値が低くなることを経済学では 時間割引 と言います。1万円を今すぐにもらえるのと3年後にもらえるのでは、同じ1万円でも3年先の1万円は、現在の1万円

報酬の価値は時間とともに下がっていく
1

よりもはるかにその人にとっての価値は下がってしまいます。このように報酬の価値は、報酬がもらえるまでの時間とともに大きく下がっていきます（図2）。

割引率が小さいと緩やかに下がっていく

多くの人の場合、将来の報酬の価値は下がるものです

将来の報酬が見える

が、価値がなかなか下がらない人と、少しでも時間が経過い強人によって異なります。この価値が減少する割合
（時間割

価値

すると価値が大きく下がってしまう人がおり、下がり方は

我慢強い

我

慢

引率）
が せっかちさ を表しており、時間割引率が大きい
人ほど、目先のことしか判断できないせっかちな
（忍耐力
がない）
人であるということになります。逆に時間割引率

時間割引率を測る方法

せっかちの小さい人は、
我慢強く自己統制ができる人と言えます。

0

0

待ち時間

時間割引率をどのように測るかと言いますと、報酬の割引率が大きいと急に下がっていく

大きさと時間遅れの両方を考慮する必要があります。そ

目先の報酬しか見えない

せっかち

こで皆さんにお伺いしますが、時間は掛かるもののご馳
走が食べられる店と、すぐに食べられるがハンバーガー
店である場合、つまり、報酬そのものの大きさが違う場

Ainslie, Psychological Bulletin 82（4）：463-496, 1975

図2

時間割引率による価値の変化

27

う一個あげるよ」と言い、その場を離れてから15〜20分

結果からも、時間割引率が大きく、双曲割引の高い人は、後に子供たちのところへ帰ってくるという実験です。最終

実際に太っていることが、さらに、消費者金融で多重債務的に最初の一個を食べるのを我慢してもう一個もらい二に陥った人、禁煙できないでいる人も同じ傾向が強いこ

個食べることができた子供と、我慢できず最初の一個をとが分かっています（図3）。

食べた子供たちを、更に20年間追跡調査をしました。10年後の調査では、マシュマロを二個もらった子供は、学人は損する方に敏感

校の成績が優秀であったり、人間関係を考慮する能力があったり、リーダーシップを発揮する割合が高いことが分

先ほど、多くの人は将来の報酬の価値を割り引いて考かりました。子供たちが30歳になっても調査は続けられえる傾向があるとお話ししましたが、将来の損失に対するており、同様の結果が得られています。

時間割引率は将来の報酬に対する時間割引率と同じで

私たちは2010年に、子供の頃の夏休みの宿題についはありません。これは、1年後に100万円あげますと言わて、成人を対象にアンケート調査を行いました。
「いつやるれたときと、1年後に100万円を支払ってくださいと言わつもりでしたか？」という質問に対し、多くの人は夏休み前れたときでは、失う100万円の方が受け取る100万円よの段階では「均等にもしくは最初にやりたいと考えた」とり現時点で大きく感じられる、ということです。

答えましたが、実際は約7割の人が「夏休みの最後にやっ

1988年にLowensteinらが報告した研究では、報酬にた」と答えました。経済学では、
このようなギリギリになら関しては、
現在の10ドルと1年後に同じ価値があるのは21

ないと行動を起こさないタイプを、双曲割引による先延ドルであること、つまり時間割引の概念で考えると1年間

ばしタイプ と呼んでいます。双曲割引とは、将来の報酬

で価値は約半分に割り引かれますが、損失に関しては、今を今の時点での報酬と比べてどの程度割り引いて感じる

10ドル損失することは1年先に15ドル損失することと同か（時間割引）
を表す関数が双曲線を示すタイプの人のこ価値であり、時間割引率は1年間で約34％でした。ほかのとで、宿題やダイエット、禁煙などは明日からやろうと考え研究からも、
損失の時間割引率に比べて、報酬の時間割引るタイプです。

率は3〜10倍も大きいことが分かっています。これら経

このような、行動を先延ばしにしようといった意思決定

済学の研究から、将来の損失は今の時点でも大きな損失

は、時間割引率、双曲割引、そして後ほど御説明する符号と感じるが、将来の報酬の価値は今の時点と比べて大き効果の三つが関連しています。例えば、
アンケート調査のく割り引いてしまうことが分かりました。このような、将来

1.72

年齢・性差・所得などの要因で調整したBMI

1.8
1.6
1.4

BMI＊が高い人

1.2
1

0.49
0.81

0.8
0.6
0.4
0.2

0.11

符号効果無し

0

時間割引率

大

双曲割引

高

符号効果

無し

＊BMI：ボディマス指数

符号効果有り
双曲性弱
双曲性強

せっかち
（時間割引率が高い）
で、物事を後回しにする傾向がある（双曲割引が高い）
人は、将来太ってしまうことのリスクを重要視せず、肥満の傾向にある？
Ikeda et al, Journal of Health Economics 29(2):268-284, 2010

図3

28

肥満と時間割引の関連

の損失は報酬ほど割り引かれないこと、つまり、損と得のした。まず、参加者に黄色と白色の二つの正方形が映っ

割引率が異なることを経済学では 符号効果 と呼んでいているスクリーンを提示します。それぞれの正方形は、モ

ます。
しかし、
全ての人が持っている性質ではありません。

ザイク状に黒く穴が開いています。手元にあるボタンで

例えば、肥満について、将来太ることを損失と考えてみどちらかの正方形を選ぶと、選んだ正方形のモザイクがましょう。符号効果の有る人は将来太ることを非常に嫌が時間とともに埋まっていきます。モザイクが全て無くなるるので実際に太っていません。
しかし太ること（損失）と、と報酬が表示され、黄色の正方形を選んだ場合には40円

今食べることのうれしさがあまり変わらないと思っている

もらえ、白色の正方形を選んだ場合には10円しかもらえ人、つまり符号効果が無く先延ばしする傾向のある人は、ません（報酬条件）。つまり、白色の正方形はモザイクが太る傾向が強いと考えられます（図3）。

少ないため、すぐに少しのお金がもらえますが、黄色の正方形は待たないと多くのお金がもらえないということに
なります
（図4左）
。同様に、白色の正方形を選ぶとすぐに

時間割引の脳内メカニズム

10円を支払い、黄色の正方形を選ぶと後で40円を支払
次に せっかちさ について、脳科学的な切り口からおうという損失条件についても検討しました
（図4右）
。参加

話しします。私たちは、
時間割引などの経済的な意思決定者の方には、モザイクの数、埋まるまでの待ち時間が異をする際の脳活動について調べるため、異時点間選択問

なる課題を次々に提示し、制限時間内により多くのお金

題という課題を開発し、その課題に取り組んでいる最中をもらい、より少ない損失にするよう要求しました。参加の脳活動を機能的磁気共鳴画像法（fMRI）
で調べました。

者がどのモザイクの場合にどちらの色の正方形を選ぶの実験方法としては、
アンケート方式ではなく、事前知識か、という選択パターンから、その人のせっかちさを計算などの影響を受けない、直感で答えられる手法を用いますることができます。また、同じ参加者の方で、報酬条件

報酬条件

損失条件

図形提示

＝

黒色モザイク
（穴開き）
の数

報酬条件

損失条件

待ち時間

すぐにもらえる１０円と、時間が掛かる４０円
どっちを選ぶ？
黄色を
選ぶ場合

白色を
選ぶ場合

0.4 秒
×
4 ステップ

すぐに支払う１０円と、待ってから支払う４０円
どっちを選ぶ？
黄色を
選ぶ場合

＝

＝

0.4 秒
×
2 ステップ

1.6 秒

0.8 秒

10円

穴が徐々に
埋まっていって
最後に報酬

白色を
選ぶ場合

40円

-10円

-40円

穴が徐々に
埋まっていって最後に損失

Tanaka et al, Journal of Neuroscience 34（16）：5595-5602, 2014

図4

異時点間選択課題

29

と損失条件のうち、どちらの課題の方がせっかちであっ測定すると、損をしたときの悲しさの方がうれしさより約たかを判定し、報酬条件の方がせっかちである人を 符号

2〜2.5倍大きくなることが分かっています。例えば1万効果 が有る人としました。

円を拾いその後なくした場合には、収支としてはプラス

さらに、実験参加者の方を符号効果の有る群と無い群

マイナスゼロになり、うれしさも悲しさもないはずですに分け、損得する際に脳のどの領域が活動しているかをが、実際にはなくしたことのショックの方が大きくなりま

比較検討したところ、報酬に対する脳活動には差は見られす。
この損失回避と符号効果は対応しており、遠い将来のず、損失に対してのみ、
線条体と島皮質に異なる活動が見ことであったとしても損をすることは、現時点でもとても

られました
（図5上）
。符号効果の無い群では、損失までの大きな価値を持っていることが分かりました。

時間遅れが長いほど線条体の活動が、損失が大きいほど
島皮質の活動が小さくなりましたが、符号効果の有る群

せっかちさと精神疾患の関わり

は、両領域共に活動が大きくなるという逆のパターンを示
しました
（図5下）
。また、各群での報酬と損失に対する脳衝動性を伴う幾つかの精神疾患は、時間割引と大きな活動のパターンを比較したところ、符号効果の有る群で関わりがあると考えられています。例えば、うつ病では将は、報酬よりも損失において時間遅れや大きさに対してよ来のことを考えない刹那的な行動を取りやすいでしょう

り大きく活動しているのに対して、符号効果の無い群では

し、
多動性、
不注意、
衝動性を特徴とする注意欠如・多動症

そのような活動パターンは見られませんでした。これらよ（ADHD）
では衝動的に行動してしまう、強迫症では手洗り、脳活動における「損失に対する過大な反応」の欠如が、い行動を繰り返すなど、今の時点での不安が無くなれば符号効果の欠如の原因である可能性が示唆されました。

良いと考えがちなのではないかと考えられます。

このように、せっかちさ に関して符号効果の有無は、そこで、私たちは符号効果を精神疾患の診断指標として特定部位の脳活動と対応していることが明らかになりま

応用できないかを検討するため、脳プロ課題Dにおいて、した。私たちは、
こうした脳の活動性は、経済学でいう損東京大学の笠井先生のグループと共同研究を行いました。

失回避とも対応していると考えています。損失回避行動

まず、先ほど御紹介した異時点間選択課題をADHDとは、損をしたときの悲しさは得をしたときのうれしさをの患者さん（ADHD群）とそうでない方（健常群）に行っ上回るため、少しでも損をしない方を選ぶことです。経済たところ、報酬条件に関してはADHD群と健常群で差は学で、得をしたときと損をしたときのうれしさや悲しさをありませんでした。一方、損失条件の場合は、健常群では

線条体
T値

島皮質

左

右

T値

左

右

5
4

符号効果の有無で、損失に対する線条体と島皮質での脳の活動に差
0

0
報酬条件
損失条件

＊

0.02
0

−0.02

＊＊

−0.04

0.3

島皮質の活動と報酬／損失の大きさとの相関

線条体の活動と時間遅れとの相関

0.04＊

符号効果の有る群では、報酬より損失に対する脳の反応が大きい

0.1
0

−0.1

＊

＊＊

0.2

＊＊

＊
−0.06

−0.2

符号効果の
有る群

符号効果の
無い群

＊

符号効果の
有る群

符号効果の
無い群

＊＊p<0.05（multiple comparison with Tukey-Kramer method）＊p<0.05（one-sample test）

報酬と損失に対する脳の反応の差が符号効果の原因？

Tanaka et al, Journal of Neuroscience 34（16）：5595-5602, 2014

図530

符号効果の有無による報酬又は損失に対する脳活動の違い低額をすぐに支払う方を選ぶ傾向が高くなりましたが、ています。本日は詳しくお話ししませんでしたが、私たち

ADHD群では差は見られませんでした。つまり、ADHDの研究により、時間割引の決定に関わる脳内メカニズの患者さんは、今の時点で大きく損をしていないからと

ム、特に大脳皮質と線条体をつなぐ神経回路が「どれだ

考え、今の10円の損を嫌い将来の40円の損を選ぶ傾向

けせっかちであるか」を決める重要な回路であること、さが強くあります。
しかし、健常者にはそのような傾向は認らに、それら線条体回路と神経伝達物質のセロトニンがめられないことから、健常者の方がADHDの患者さんよ

時間割引率を決定していることが明らかとなりました。

りも符号効果が大きいことが分かりました。

これらから、時間割引に関わる脳機能の不全は、衝動性

また、このときの脳の活動をfMRIで調べたところ、
ADHD群と健常群では線条体と島皮質で活動の差が見行動や多重債務、肥満などの社会健康問題と関連性があることが示唆されます。

られました。特に健常群では損失課題を課したときに線

本日お話しした研究内容は、経済学者である私が一人

条体、島皮質の活動レベルが上がりますが、ADHD群でで行ったものではなく、神経科学の専門家である田中沙は変化は見られませんでした。これらから、符号効果の有織氏と共に行った研究成果です。神経経済学とは、経済無を調べることが、ADHDの診断基準となる可能性とし行動を生み出す脳のメカニズムを解明し、人の経済行動て示唆されました。

を説明していくため、神経科学、心理学、経済学を融合した学問です。私たちは、神経経済学を研究し進めていくことで、社会健康問題の解決や予防に貢献できるのではな

神経経済学の研究から分かってきたこといかと考えています（図6）。
御清聴ありがとうございました。

時間割引は、衝動性を伴う精神疾患や社会における健康問題、肥満や多重債務などの様々な問題と関連し将来のことを考える力−時間割引−
経済学

神経科学

債務・肥満などの社会健康問題との関与

線条体回路及びセロトニンの関与

神経経済学による解析アプローチ
多様な被験者

脳活動データ

行動データ
Value of reward

10

社会健康問題の解決・予防へ貢献

図6

社会健康問題への神経経済学からのアプローチ

31

Q&A

シンポジウム御参加の方々から御質問を頂き、先生方にお答えいただきました。
司会進行

ファシリテーター《略歴》
アートディレクター／グラフィックデザイナー。筑波大学社会工学類
都市計画専攻卒業。筑波大学大学院修士課程芸術研究科デザイン専攻修了。大学院在籍中よりフリーランスのグラフィックデザイナー
として活動。2005年〜2010年のCoSTEP1期から参画し、以来、科学技術コミュニケーション教育、
グラフィックデザイン教育に従事。

吉田明（よしだ あきら）

大津 珠子（おおつ しゅこ）
北海道大学 高等教育推進機構 科学技術コミュニケーション教育研究部門（CoSTEP）
特任准教授

脳科学研究戦略推進プログラム
プログラムオフィサー

Q

神経細胞のつなぎ目であるシナプスに、隙間があるのはなぜでしょうか。
人間のあらゆる行動や反応は、脳の神経細胞間での情報伝達により成Aり立っています。一つの神経細胞は、非常に細かい網目のようにつながっ

狩野先生て数千、数万のほかの神経細胞と情報のやり取りをしています。シナプス
では、神経伝達物質によって電気信号を化学信号に変えて、次の神経細胞に情報を伝達しています。このシナプスでの情報伝達は一方通行ですが、もし神経細胞同士が直接つながっていたら、情報の伝わる方向がバラバラとなり伝達が止まってしまったり、誤って隣接した神経細胞に伝達されたりし、その結果、数千、数万の情報を統合・処理し、複雑な判断や思考を可能とすることができなくなります。そこで、
シナ
プスで神経伝達物質の放出量や種類、接続経路などを調整することによって、記憶や学習といった人間の高度な機能を担っていると考えられています。

Q
A
岡部先生

イメージング（画像化・可視化）の技術は、この先どのように活用されていくのでしょうか。
イメージングと一言で言っても、脳の領域ごとの活動を知ることができるといったようなマクロレベルのものや、神経細胞やシナプス一つ一つの動態を可視化するといったようなミクロレベルのものなど、様々な技術が開発されています。これらの技術が更に発展することで、脳の中の情報を正確に読み出したり、一つ一つの神経細胞同士のつながりを全神経ネッ
トワークで明らかにしたりできるようになるかもしれません。イメージン
グに限らず、今ある技術がどの程度確かな技術であるのかについてもきちんと客観的に捉えると同時に、人々の幸福のためにどのように使っていくのかを考えていくことが大切だと思います。

32

Q
A
岡部先生

脳を若返らせることはできるのでしょうか。
脳の神経細胞数は出生後をピークに加齢とともに減っていき、一部を除きその後増えません。
しかし、神経細胞同士のつながりに関しては、成人の脳全体の95％は変化しませんが実は残りの5％は変化し続けているのです。つまり、成人の脳でもつながりを変える力は維持されていると考えられます。もし、その力を強めることができれば、年を取った人の脳でも新しい神経回路をどんどん作り脳を若返らせることができるかもしれません。
ところが、むやみに新しい神経回路が増えることによって古い神経回路が失われると、学習機能が低下し記憶に混乱が生じるなど、
かえって不都合が出てくるかもしれません。更に研究が進み、つながり方を適切に調節できようになれば、老化に対する良い方策となるかもしれません。

A

変化し続けている5％の神経回路の部分を、使い続けて維持することが重要だと思います。
具体的には、記憶課題と運動などを一緒に行うことにより脳を刺激することで、普段はあまり使狩野先生

われていない神経回路を活性化できるようです。

Q

匂いが分からなくなったら、生きていく上でどのような影響が出てくるのでしょうか。

A
小早川先生

私たちは、美味しい食べ物の匂いを嗅ぐと食欲が湧いてきますが、逆に生ごみの匂いを嗅ぐと不快な気分になります。また、好きな人の匂いを嗅ぐと幸せな気持ちになりますが、嫌いな
人の匂いを嗅ぐと嫌悪感が湧くこともあるでしょう。このように、匂いは私たちが生活する上で感情や情動と非常に深く結びついています。もし匂いが分からなくなると、
このような感情や情動に異常を生じることがあり、日常生活に様々な支障を来すことになります。

Q

匂いに対する反応は生まれる前から決まっているのでしょうか。

A
小早川先生

私たちが行った、匂いは嗅げるものの、その匂いが「危険である」と判断できなくなり、天敵である猫を怖がらなくなるよう遺伝子操作されたマウスの研究から、遺伝子によって匂いに対する反応が決定されていることが証明されています。
一方、匂いと恐怖を関連付けるといった後天的な学習を受け入れる
神経回路も存在していることが分かっています。よって、遺伝子だけでなく、経験や環境などの後天的な要因の両方で制御されていると言えるでしょう。

33

Q
A
大竹先生

せっかちさは年齢や地域差に関係があるのでしょうか。
これまでの経済学の研究により、子供の頃は先のことまで考えられないことから、せっかちになりがちですが、三十代くらいになってくると将来や遠い未来のことを思い描けるようになることで、我慢強くなっていくことが知られています。また、更に年を取り、老齢期になると遠い未来のことへの興味も薄れることから、再びせっかちになると言われています。
地域差については、例えば、一般的に北海道に住む人はおっとりしていて、関西人はせっかちという印象がありますが、以前、私たちで調べたところ、あまり関係はありませんでした。

Q
A
大竹先生

せっかちさは遺伝子によって決まるものでしょうか。
神経伝達物質のセロトニンやドーパミンがせっかちさに関係していることから、
これら神経伝達物質に反応する受容体の特性を決める遺伝子によって、先天的にせっかちになるかが決まっていると考えられます。一方、一卵性双生児と二卵性双生児のせっかち度を調べた研究か
ら、遺伝的要因と環境要因がちょうど半々ぐらい影響することも分
かっています。
以上のことから、遺伝子以外にも、教育や経験などの後天的な条件も影響があると言えます。

34

Q
A
笠井先生

発達期にシナプスが形成される過程における、環境の影響について教えてください。
大脳皮質の中でも人間独自の思考や創造性を担う前頭前野の発達は思春期に行われ、その時期にシナプスの形成や除去がダイナミックに生じています。その時期に影響する環境の作用としては、対人関係、社会環境、
ストレスなどの外的環境と、自分で自分のことを言語で考え、それに基づいて行動を制御する内的環境があります。それらがシナプス形成に影響を与えていく、言うなれば心が脳を変化させていくということがあるのでしょう。
しかしながら、現時点ではヒトの脳でシナプス形成を直接観察することができないため、これらの影響を示す直接の証
拠はありません。

Q
A
笠井先生

最近
「コミュニケーション障害」という言葉を耳にしますが、現代では社会性を担う脳が健全に育ちにくいということでしょうか。
脳科学的見地からお聞かせください。
コミュニケーションの障害には、吃音など流暢な発話の困難、相手の言葉を理解する認知上の困難、相手の意図や感情を理解して適切な応答をすることの困難など、様々なものがあります。
したがって、医学用語ではないものの「コミュ障」や、「新型うつ病」
といった一般・マスコミの方々が用いている言葉については、
まずその定義を明確にする必要があります。
また、昔と現代の社会環境の違いを脳が健全に育ちにくいといった発達過程の違いに結び付けるに当たっても、脳科学や疫学、社会心理学などの手法を用いた実証的な研究が求められます。そして、そうした集団研究での知見を、一人一人の方において生じている困難の解釈に使えるかどうかも、慎重で科学的な態度が求められます。

Q

課題Dの研究によってどのような「つながり」が生まれたのでしょうか。

Aとにより、それまで接点が少なかった分子細胞神経科学と臨床医学がつながり、そこに更に神狩野先生

5年前、8研究機関にある13の研究室による共同研究を開始しました。連携を深めていくこ
経科学と経済学を融合した新しい分野も加わりました。今回のように、私たち5人が一堂に会して研究成果を皆様に御紹介する機会を持てたことは非常にうれしく思っています。今後、私た
ちもまだつながっていない分野と共同研究をすることにより、新しい発見ができるよう研究を進めていきたいと思っています。

35

閉会
挨拶

閉会挨拶
津本 忠治（つもと ただはる）
脳科学研究戦略推進プログラム プログラムディレクター

36

本日発表いたしました研究を進めております文部科

目標です。このような意味でも、今回のシンポジウムのタ

学省「脳科学研究戦略推進プログラム」
は、平成20年度

イトルには「つながりの脳科学」という言葉を使わせていに開始しました。 社会に貢献する脳科学 をモットーとただきました。

し、研究成果や研究の進捗状況を広く国民の皆様におまた、最後に行ったパネルディスカッションでは、脳科伝えするため、東京及びそのほかの都市にて公開シン

学の専門家ではない大津珠子さんにファシリテーターを

ポジウムを開催させていただいており、今回で9回目とお願いいたしました。専門家だけで議論するとどのようなっております。本シンポジウムで御紹介しましたのは、な質問が出てくるのか、互いに見当がつくものですが、専「 社 会 的 行 動を支える脳 基 盤 の 計 測・支 援 技 術 の 開

門家ではない皆様から直接質問を受けると、場合によっ発」
をミッションとする課題D、我々の言葉で「社会脳」とては立ち往生するような質問が出てくることがあります。

呼んでいる分野です。発表にもございましたとおり、これは脳科学者にとっては非常に意味のある質問で、一様々な成果が上がっています。
「つながり」
に関する議論般の方が脳科学に関して感じていること、疑問に思っていが最後にございましたが、基礎的なシナプスに関する研らっしゃることをよく理解することができます。このような究から始まり、マウスによる匂いに関する研究や行動に機会を持つことができ、今回のパネルディスカッションは関する研究、
ヒトの疾患あるいは社会経済学、神経経済

非常に有意義だったと思っています。

学に関してなど、非常に興味深い内容ばかりでした。そ今後も、公開シンポジウムという形で脳科学研究の成れぞれの研究が効果的につながってきたのではないか

果を皆様にお伝えしていきたいと思います。また、頂いたと思っています。

たくさんの御質問の全てにお答えすることはできません「つながり」にはもう一つ別の意味があります。人間はでしたが、様々な研究成果について、脳プロオフィシャル

人と人とのつながりの間で生きている社会的な存在です

ウェブサイトでも発表しておりますので、是非御覧いただ

が、その人の存在基盤における社会性がどのようにしてきたいと思います。本日は長時間の御清聴ありがとうごできるのかを脳科学的に解明することも、我々の一つのざいました。

体験展示 出展者リスト

01

社会性と脳発達の関係を細胞・分子レベルで明らかにする

課題D

狩野 方伸

02

養育環境が脳に及ぼす影響

課題D

高橋 琢哉

03

匂いが引き起こす脳活動と行動・情動

課題D

小早川 令子04

リアルタイムコミュニケーションにより同期する脳活動

課題D

定藤 規弘

05

対人コミュニケーションの障害に対する新たな治療薬の開発

課題D

山末 英典

06

食と現代環境が及ぼす脳への影響

課題E

矢田 俊彦

07

慢性不眠症の過覚醒状態を生じる脳内基盤

課題E

三島 和夫

08

発達障害に至る分子基盤の解明

課題F

09

松本 直通

東京大学 大学院医学系研究科・医学部

横浜市立大学 大学院医学研究科

公益財団法人 大阪バイオサイエンス研究所 神経機能学部門

自然科学研究機構 生理学研究所

東京大学 大学院医学系研究科・医学部

自治医科大学 医学部

国立精神・神経医療研究センター 精神保健研究所

横浜市立大学 大学院医学研究科

自分は平均より優れている と思う優越の錯覚の脳内メカニズム

課題F

須原 哲也

10

線虫

課題G

森

11

マウスを使って情動行動を評価する

12

新規課題の御紹介〜「BMI※技術」と「霊長類モデル」〜

課題Gの報酬依存的学習行動におけるモノアミン制御機構の解明

郁恵

永井放射線医学総合研究所 分子イメージング研究センター

拓名古屋大学 大学院理学研究科

名古屋大学 大学院医学系研究科／貝淵 弘三

名古屋大学 大学院医学系研究科

新規課題※BMI：ブレイン・マシン・インターフェース。Brain（脳）とMachine（機械）を相互につなぐ技術です。

13

総務省

日常生活の支援を目指すネットワーク型ブレイン・マシン・インターフェース
株式会社 国際電気通信基礎技術研究所

川鍋 一晃

37

01

課題D

社会性と脳発達の関係を細胞・分子レベルで明らかにする
狩野 方伸

東京大学 大学院医学系研究科・医学部

他者への適切な対応や、集団の中での協調的な行動などの社会性の発達には、脳の神経細胞のネットワークが適切に形成される必要があると考えられています。社会性の障害である自閉スペクトラム症や統合失調症は、神経細胞のネットワークの発達異常が原因である可能性が考えられています。
今回の展示では、脳の前頭前野と小脳の神経ネットワークの発達に注目し、私たちが進めている研究について、遺伝子操作
技術、神経細胞のネットワークの変化を検出する技術などとともに、最新の研究成果を御紹介しました。

02

課題D

養育環境が脳に及ぼす影響高橋 琢哉

横浜市立大学 大学院医学研究科

幼少時は社会性の構築において重要な時期であり、虐待は、子供のその後の心の発達に大きな影を落とし、様々な精神疾患を引き起こします。発育期の養育環境に起因した精神疾患は、健全な社会的関係を築くことが困難なものが多く、有効な治療法も確立されていません。
今回の展示では、養育期における、母親やほかの子供との社会的関係が断たれた環境（社会的隔離環境）
が、脳の発達にどのような影響を与えるのか、げっ歯類（ラットやマウス）を対象とし、分子
細胞レベルで行っている研究内容について御紹介しました。

03

課題D

匂いが引き起こす脳活動と行動・情動
小早川 令子

公益財団法人 大阪バイオサイエンス研究所 神経機能学部門

情動とは、食欲、母性、恐怖など、私たちが生きていく上で欠かせない本能を呼び起こす心の働きです。脳と情動との関係は未解明な点が多く、情動を客観的に評価することは困難です。
今回の展示では、匂い情報を脳に伝達する嗅覚神経回路の機能に着目し、
先天的に恐怖情動を制御する匂い分子について、
匂いを用いた動物の行動実験の様子（匂いセンサー細胞のみを除去したマウスは、猫の匂いを嗅いでも恐怖を感じなかった）の御紹介とともに、私たちの研究で用いた、マウスに情動・行動を引き起こす匂いを実際に参加者の皆様に体験していただきました。

38

04

課題D

リアルタイムコミュニケーションにより同期する脳活動
定藤 規弘

自然科学研究機構 生理学研究所

私たちヒトがコミュニケーションをする際には、リアルタイムで情報のやり取りが行われていることが重要です。二人が見つめ合っている状態では二人の脳活動が同期しており、この同期した脳活動が良好なコミュニケーションの基盤であると考えられます。
今回の展示では、実際に研究で使用しているビデオ装置を使い、二人でじゃんけんをしていただきました。タイミングをわざとずらして画像を投影すると、うまくじゃんけんができなくなることから、リアルタイムでの脳の情報のやり取りが実社会でのコミュ
ニケーションで重要であることを体験していただきました。

05

課題D

対人コミュニケーションの障害に対する新たな治療薬の開発
山末 英典

東京大学 大学院医学系研究科・医学部

自閉スペクトラム症は、表情や声色を活用して相手の気持ちを酌み取ることが難しいといった対人コミュニケーションの障害を主な症状とする代表的な発達障害で、原因は完全には解明されておらず、その治療法も確立されていません。私たちは、
自閉スペクトラム症の方では、他者の気持ちの理解等に関わる脳領域の活動が弱く、そこにオキシトシンというホルモンをスプ
レーで吸入すると脳活動が回復することを見付けました。
今回の展示では、多くの方に熱心に研究内容をお聞きいただ
き、
たくさんの御質問もいただきました。

06
課題E

食と現代環境が及ぼす脳への影響
矢田 俊彦

自治医科大学 医学部

全身と脳の機能を支える栄養は、全ての生物において食事摂取（摂食）により賄われており、食欲は脳の視床下部の摂食中枢によって形成され、適切な食事の量・質・タイミング（摂食リズ
ム）が決定されています。摂食リズム障害は、肥満のみならず、代謝疾患やうつ病、睡眠・社会行動障害等を引き起こす可能性が懸念されています。
今回の展示では、摂食抑制性の神経伝達物質であるネスファ
チンとオキシトシンの分泌リズム障害が、過食、肥満の成因であるという私たちの研究成果を御紹介しました。

39

07
課題E

慢性不眠症の過覚醒状態を生じる脳内基盤
三島 和夫

国立精神・神経医療研究センター 精神保健研究所

不眠症は私たちにとって身近な病気で、多くの方は短期間で改善しますが、一部の方は「慢性不眠症」に陥ります。脳からの誤った指令により、夜中になっても交感神経活動やストレスホル
モン分泌が持続し、眠る状態になれない「生理的過覚醒」
が原因と考えられています。
今回の展示では、不眠症患者さんでは意識（安静時の脳活動）を維持するのに重要な脳部位である後部帯状皮質（PCC）の活動が亢進していたという研究成果の御紹介とともに、実際に睡眠障害や過覚醒度のウェブ診断を体験していただきました。

08
課題F

発達障害に至る分子基盤の解明
松本 直通

横浜市立大学 大学院医学研究科

てんかん、知的発達障害、自閉スペクトラム症は、発達障害の中でも特に重要です。私たちは、
これらの発達障害関連疾患の原因となっている遺伝子異常（変異）を、
ゲノムDNA解析技術を用いて見付け出し、その異常遺伝子群の背後にある発達障害を引き起こす共通のメカニズムについて研究しています。
今回の展示では、多数の患者さんの遺伝子を網羅的に解析して、発達障害の共通の遺伝子異常を見付け、リスト化することな
どの私たちの研究内容について映像を用いて御説明しました。

09
課題F

自分は平均より優れている と思う優越の錯覚の
脳内メカニズム
須原 哲也

放射線医学総合研究所 分子イメージング研究センター

多くの人は自分が平均より優れていると考える傾向があることが報告されています。これは、「優越の錯覚」と呼ばれ、抑うつ状態になると優越の錯覚が弱まり、逆に双極性障害（躁うつ病）にみられる躁状態では、自分の事を過度に過大評価することからも、
心の健康にとって重要な要素です。
今回の展示では、線条体のドーパミン神経伝達が、前頭葉と線条体の機能的結合の度合いに影響を及ぼし、かつ、その機能的結合の度合いが「優越の錯覚」の程度と相関しているという私たちの研究成果と、うつ病の新しい診断や治療方法の開発への期待などについて御紹介しました。

40

10

課題G

線虫
の報酬依存的学習行動におけるモノアミン制御機構の解明
森郁恵

名古屋大学 大学院理学研究科

人は、快・不快といった情動（感情）を持ち、それに動かされて日々行動しています。情動は、モノアミンという神経伝達物質によって制御されていることが知られており、このモノアミン類
は、線虫からヒトまで様々な動物で共通に作用しています。私たちは、報酬の有無によって行動を変化させる性質を持つ線虫を用い、脳の報酬系について研究しています。
今回の展示では、いくつかのモノアミン欠乏変異株では、報酬依存的行動に異常を示すという私たちの研究成果や、今後の研究方針などについて御紹介しました。

11

課題G

マウスを使って情動行動を評価する
永井 拓
貝淵 弘三

名古屋大学 大学院医学系研究科
名古屋大学 大学院医学系研究科

情動とは、愛、喜び、悲しみ、怒り、恐怖、不安といった本能的で激しい心の動きのことで、感覚器官から得た情報に対する脳の反応です。脳の中では情動行動に関係する特有の神経核や神経回路が存在していますが、現状では情動と関連する神経細胞内の情報伝達様式についてはまだ分かっていません。
今回の展示では、マウスでどのような精神機能を評価できるのかについてや、
ドーパミンにより活性化する分子の発見などの私たちの研究成果を御紹介し、多くの参加者とお話しができ
ました。

12

と
「霊長類モデル」〜
新規課題の御紹介〜「BMI※技術」

新規課題
平成25年度より開始した新規課題、「 BMI技術：BMI技術を用いた自立支援、
精神・神経疾患等の克服に向けた研究開発」と「霊長類モデル：霊長類モデル動物の創出・普及体制の整備」
について御紹介しました。
「BMI技術」
は、身体の不自由な方の自立支援や精神・神経疾
患等の克服に期待されている技術で、「霊長類モデル」
は、精神・神経疾患の研究の基盤となるモデル動物の国内研究者への普及を目的とした供給体制の整備を目指しています。
※BMI：ブレイン・マシン・インターフェース。
Brain
（脳）
とMachine（機械）を相互につなぐ技術です。

41

13

総務省

日常生活の支援を目指す
ネットワーク型ブレイン・マシン・インターフェース
株式会社 国際電気通信基礎技術研究所

川鍋 一晃

脳活動を直接用いることで、コンピュータやロボットなどの機器を制御する技術をブレイン・マシン・インターフェース（BMI）と呼びます。私たちは、日常生活環境でBMIを使用することで、高齢者や体の不自由な方々の自立支援や生活の質の向上をサポートできるよう、最新の情報通信技術
（ICT）
に基づいた
「ネット
ワーク型BMI」の研究開発を推進しています。
今回の展示では、私たちの開発した電動車椅子や家電を制御するネットワーク型BMI のシステムや、
今後期待されることなどについて御説明しました。

課題

D

課題

E

課題

F

課題

G

BMI
技術

霊長類
モデル

42

社会的行動を支える脳基盤の計測・支援技術の開発
コミュニケーションや共同生活等の社会的行動に関わる障害に対する新たな診断方法の開発につながる研究を行っています。
この診断方法を障害の理解・予防・治療や社会性の健全な発達促進へ応用することを目指します。

心身の健康を維持する脳の分子基盤と環境因子
赤ちゃんからお年寄りまで、全ての人が健康な脳をいかに保っているのかを明らかにし、そこから、心身の健康を支える脳の機能や病気発症のメカニズム、
環境ストレスが脳に与える影響の解明を目指します。

精神・神経疾患の克服を目指す脳科学研究
発達障害、うつ病、認知症等の発症メカニズムを明らかにし、早期診断、治療、予防法の開発につながる研究を進めています。
課題Eと連携を図りながら、精神・神経疾患の克服を目指します。

脳科学研究を支える集約的・体系的な情報基盤の構築
複雑な脳機能を解明するため、最新の技術とモデル生物を用いた研究から得られた膨大な神経活動情報をデータベース化します。
特に、精神・神経疾患に関わりがある情動に焦点を当て、情動の制御機構を理解するための情報基盤の構築を目指します。

BMI技術を用いた自立支援、精神・神経疾患等の克服に向けた研究開発
BMI技術を用いた身体機能の代替・補完、リハビリテーション等の自立を支援し、また精神・神経疾患等の克服を目指します。

霊長類モデル動物の創出・普及体制の整備
精神・神経疾患モデル（遺伝子改変マーモセット）
を低コストで供給するための普及体制の整備を目指します。

精神疾患名の訳語変更について
2013年に出版された、アメリカ精神医学会の診断基準『 精神障害の分類と診断の手引き（DSM）第5版』の病名や用語に対して、2014年5月28日、日本精神神経学会より『DSM-5病名・用語翻訳ガイドライン』が公表されました。
このため、本報告書においても、本ガイドラインに基づく訳語での病名を用いております。

本報告書内で使用されている精神疾患名の訳語対比表
新病名

旧病名

自閉スペクトラム症

自閉症スペクトラム障害※

注意欠如・多動症

注意欠如・多動性障害

うつ病

大うつ病性障害

不安症

不安障害

強迫症

強迫性障害
DSM-5病名・用語翻訳ガイドライン
（初版）
より抜粋
（日本精神神経学会精神科病名検討連絡会）※DSM-Ⅳでは、
自閉症、
アスペルガー症候群、
レット症候群、小児期崩壊性障害、特定不能の広汎性発達障害（非定型自閉症を含む）
を含めて『広汎性発達障害』と呼んでいましたが、DSM-5に改定された際、自閉症、アスペルガー症候群、小児期崩壊性障害の三つが『自閉症スペクトラム障害』という一つの診断名に統合されました。

文部科学省「脳科学研究戦略推進プログラム」
オフィシャルウェブサイト http://brainprogram.mext.go.jp/
平成26年7月発行Ⓒ2014 MEXT SRPBS Printed in Japan.

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