倫理的な脳

ニューロサイエンスと聞くとニューロンの振る舞いやシナプスの変化といったミクロな面を真っ先に思い浮かべるかもしれません。しかし、ニューロサイエンスの中には心理学に非常に近い認知神経科学（cognitive neuroscience）という分野があります。この分野はミクロな話を抜きにして脳のネットワークでどのように思考や感情などの高次の認知機能がうまれるのか、マクロな観点で見ていく学問です。今回はその一例として、脳でどのように倫理観が生じるかという話を見ていこうと思います。

1. 倫理と脳
2. YouTubeの広告をスキップすると
3. 「良い自分」になるための倫理観
4. 倫理観を司る脳

1. 倫理と脳

倫理と脳というトピックにはじめてしっかり触れたのは大学でとった Neuroscience of Morality という授業がきっかけです。この授業を教える MIT の Rebecca Saxe 教授は脳の right temporoparietal junction（右側頭頭頂接合部）が他者の感情を推察することに特化した theory of mind network であることを発見した40代にして超大御所の先生なのですが、この先生は授業がとても面白い。神経科学や心理学、心理言語学など様々な分野の研究を統合して脳内で如何に倫理観が生まれるのかに迫っていくというものでした。未だ答えのないこの疑問について考えるうえで様々な論文を読んだのですが、今回はそのなかでもとりわけ興味深いと思った研究をいくつか紹介したいと思います。

2. YouTubeの広告をスキップすると

人は自分の行動を潜在的に正当化する傾向にあります。これを示したのが "Ignoring alarming news brings indifference: Learning about the world and the self" という論文。この研究では被験者に無意識にある事柄を無視させます。例えば一つのパラダイムではパソコンで動画を見てもらうのすが、Youtube のように最初に公告が入るようにしておきます。その広告はニジェールでの貧困と飢饉の理解を訴えるものなのですが、被験者には開始10秒でスキップボタンが現れて広告をスキップできるようになります。もちろん被験者たちはその広告の後に流れる動画のほうが研究対象となっていると思っているため、その広告にはあまり意識はしていません。そして実験終了後にアンケートをとってみると、関係のない広告が現れた被験者グループに比べてニジェールの貧困の広告が流れたグループは飢餓問題の重要性を低く評価するという結果が出たのです。

論文ではこの結果を、無意識に広告をスキップしたことへの自己正当化としてその広告の内容への関心・重要度を下げている、と解釈しています。「自分がスキップしたのだから自分にとって重要ではない」と潜在的に認識するようになるというわけです。この実験は、無意識的な操作によって人の価値観が変わってしまうことを示唆しており、倫理観の不確実さを浮き彫りにしています。

倫理観に重要な脳部位：Medial Prefrontal Cortex

3. 「良い自分」になるための倫理観

倫理的な行動は親切心によるものだと考えたいですが、その行動原理には自己承認欲求を満たすための側面、moral licensing があります。例えば、"When cheating would make you a cheater: Implicating the self prevents unethical behavior" という論文では、"Don't cheat（ズルをするな）" と伝えるよりも "Don't be a cheater（ズルするやつになるな）" と伝えたほうがタスク中の不正が減るという報告がなされており、自己の人間性を守るための倫理的行動という側面を見れます。また、 "Morality in everyday life" という研究では人々の一日の倫理的行動をトラックすることで、一度倫理的行動をした人が同じ日に複数回倫理的行動をする確率が極めて減少することが報告されています。これは、一度倫理的な行動をとって自身の倫理性を保証することでそれ以上の行動をとらなくなるという解釈が有力です（これに似た例で、一度自分が差別主義者ではないという意思表示ができる場を提供された被験者はそのあとのタスクで差別主義的選択をしやすいという実験もあります）。このように何かのための倫理的行動という側面が見えると倫理観というものの存在自体の見方が変わってくるように思います。

4. 倫理観を司る脳

VRで人を救助するタスク（Zanon et al., 2014）

今まで心理学よりの実験を紹介してきたので最後はニューロサイエンスの視点になって、倫理観がそもそも脳のどこで管理されているかという話。実は面白いことに、どのようなタスクをしても medial prefrontal cortex（MPFC、内側前頭前野）という部位が大きな役割を担っていることがわかってきています。fMRI を用いて脳をモニタリングすると、例えば VR 内で他者を危険から救おうとする際（Zanon et al., 2014）や、グループから誰かがのけ者にされている様子を見ている際（Masten et al., 2011）で MPFC が強く発火していることがわかっています。もちろん倫理という言葉は非常に多くの現象を包含する言葉であるわけでここで挙げた二例も倫理観の異なる局面です。それらすべてをMPFCが担っているのか、もしくは MPFC のなかでさらに倫理観の管理の分業がなされているのかは未だ未解決の問題です。

このように一見哲学でしか解けないと思われがちな問題を科学的・医学的見地から調べるという動きは示唆に富んでいます。ニューロサイエンスと哲学がお互いに助け合いながら脳を理解していく面白い学問分野です。

引用
Bryan, C. J., Adams, G. S., & Monin, B. (2013). When cheating would make you a cheater: Implicating the self prevents unethical behavior. Journal of Experimental Psychology: General, 142(4), 1001-1005.
Hofmann, W., Wisneski, D. C., Brandt, M. J., & Skitka, L. J. (2014). Morality in everyday life. Science, 345(6202), 1340-1343.
Masten, C. L., Morelli, S. A., & Eisenberger, N. I. (2011). An fMRI investigation of empathy for ‘social pain’ and subsequent prosocial behavior. Neuroimage, 55(1), 381-388.
Paluck, E. L., Shafir, E., & Wu, S. J. (2017). Ignoring alarming news brings indifference: Learning about the world and the self. Cognition, 167, 160-171.
Zanon, M., Novembre, G., Zangrando, N., Chittaro, L., & Silani, G. (2014). Brain activity and prosocial behavior in a simulated life-threatening situation. Neuroimage, 98, 134-146.

頭を冷やして考えたら

議論が白熱したときに、頭冷やして考えろよ、なんて言ったりしますよね。実際に冷やすとどうなるのか、これが今回のテーマです。

1. なんで頭を冷やすの？
2. 冷却してみると
3. マニフォルドの観点から

1. なんで頭を冷やすの？

今回紹介する論文は10年以上前にNature で掲載された論文、"Using temperature to analyze temporal dynamics in the songbird motor pathway"（日本語では「鳴鳥の運動経路の時間動態の温度を用いた解析」）です。この論文は、ゼブラフィンチという鳥のうたのメカニズムについての研究なのですが、それを調べるためになんと鳥の脳を冷やしてみるというのです。

ゼブラフィンチ

そもそもゼブラフィンチのうたをなぜ研究するのでしょうか。それはこれが脳の運動制御の恰好のモデルだからです。フィンチのうたは非常に正確なタイミング管理がなされていて、種内のどの個体も同じうたを歌い、その細部のタイミングまですべて非常に似ています。人間でいうなら、みんなが正確にカラオケ採点通りに歌えるようなものです。タイミングの管理は動物の行動すべてにおいてとても重要であり、ここまで正確にうたを歌えるフィンチの脳を研究することは動物の運動制御のメカニズムの理解にもつながるというわけです。

ではもとの問いにもどって、なぜ頭を冷やすのか。それは脳の働きを遅くするため。脳を部分的に冷却するとその脳部位のはたらきが遅くなることがわかっています。では、もしうたのタイミングを制御している脳の部位を冷却したら鳥はゆっくり歌うようになるのでは？この論文を読んだときその発想にびっくりしたのですが、さらにびっくりしたのはそれが本当にうまくいったことです。

2. 冷却してみると

フィンチの脳とペルチエ素子（Long & Fee, 2008）

鳥のうたを司る脳の部位はいくつか見つかっていますが、その中でも特に重要とされているのは HVC（high vocal center）と RA（robust nucleus of the arcopallium）でした。HVCがRAに連絡し、RAが運動野に刺激をおくることで発声運動がおきます。ただ、このどちらがうたのタイミングをコントロールしているかまではわかっていませんでした。そこで行われたのが今回の実験。ペルチエ素子（Peltier device）という温度管理を行う器具を用いて各脳部位を冷やしてみて、鳥のうたがどう変わるのかを見たわけです。

その結果、HVC を冷やすとうたは遅くなるがRAを冷やしてもうたに変化は見られないことが分かり、HVC がタイミング制御を担っている重要な証拠となったのです。しかも目を見張るべきは HVC を冷やした時の結果です。なんと HVC を阻害した結果としてうたがめちゃくちゃになることはなく、うたの音声構造が保存されたまま時間だけ伸ばされたのです。これは HVC でのうたの管理メカニズムが連鎖構造をとっている、つまりうたの各要素が連続的に管理されていて、この要素を歌ったら次にこのフレーズを歌うというのが非常に細かいタイムスケールで管理されている、ということを示唆しています。

3. マニフォルドの観点から

この実験結果だけでもとても興味深いのですが、この実験はマニフォルドの観点からも重要な意味を持っています。マニフォルドは多様体とも呼ばれる数学の概念ですが、ニューロサイエンスにおいては、ある行動をしているときにそれに関わるn個のモジュール（ニューロンであったりアンサンブルであったり）の活動具合をもって形成されるn-次元空間上での局面を表します。ある行動をしているときの脳の状態をリストアップしたものといってもいいでしょう。このマニフォルドの理解の重要性は今注目されていますが（例えば "Navigating the Neural Space in Search of the Neural Code"）、鳥の脳の冷却実験はまさにこのマニフォルドの理解と密接なかかわりを持っています。

マニフォルド（Jazayeri & Afraz, 2017）

マニフォルドの概念を理解するためにシンプルなモデルで考えてみましょう。例えば人の食欲の管理には二つのニューロン A と B のみ関わっているとします。Aが活発だと食欲が増進し、B が活発だと食欲が減退します。では研究者がこれらのニューロンの働きを調べるためには A や B を抑制してみて食欲がどう変化するかをみれば十分でしょうか。ここで大事になってくるのが A と B が自然状態でどういう活動を示しているかです。実験でニューロンを抑制する際、自然状態でも起こりえる程度の抑制であれば問題はないのですが、その具合が自然で起こりえないほど強すぎる場合、解釈が非常に難しくなります。みられる変化が単に抑制に起因するのか、もしくは不自然な抑制を行ったことによる特殊な反応なのかが区別がつかないからです。だからこそ自然状況下でのニューロンの活動度の関係（マニフォルド）の理解は大事であり、何か脳に変化を加えるときはこのマニフォルド上での変化を起こさせるのが望ましいわけです（このようなマニフォルド上の変化をon-manifold perturbationというのに対して、あえてそこから外すoff-manifold perturbationもありますが、今回は割愛します）。

本実験では脳の冷却により自然では起こりえないような反応速度になっているためon-manifoldではありません。ただ、さっき説明したようなn-次元空間ではなく、時間軸をたしたn+1-次元空間で考えてみると、時間軸だけずれているものの、各時間においてはon-manifoldであることがわかります（各時間においての脳の状態は自然環境でも生じている状態です）。このようにoff-manifoldではあるものの、最大限マニフォルド上での変化を行わせているため、きれいな結果がえられたとも言えるのです。

引用

Jazayeri, M., & Afraz, A. (2017). Navigating the neural space in search of the neural code. Neuron, 93(5), 1003-1014.

Long, M. A., & Fee, M. S. (2008). Using temperature to analyse temporal dynamics in the songbird motor pathway. Nature, 456(7219), 189-194.