【本学研究者情報】

○東北大学病院精神科　助教　高橋雄太
　研究室ウェブサイト

【発表のポイント】

• 生体脳を模倣した神経回路モデル^注1に人間の表情変化を予測するような学習をさせたところ、自然発生的に感情ごとのカテゴリが形成されることを明らかにした。
• 神経回路モデルでニューロンの活動を異常に変化させるよう設定したところ、感情認識や汎化^注2の変調といった自閉スペクトラム症^注3に類似した症状が観察された。
• 神経回路モデルで精神障害の症状を再現する「計算論的精神医学」アプローチにより、自閉スペクトラム症の症状出現のメカニズム理解に貢献できることを示した。

【概要】

ヒトは表情の画像を見ることで、「悲しみ」「怒り」などの異なる感情を認知することができると考えられています。しかし、発達過程において、表情を見ただけで異なる感情をどのようにして判断できるようになるのか、その仕組みはほとんどわかっていません。

東北大学病院精神科の高橋雄太助教と東北大学大学院医学系研究科の富田博秋教授、慶應義塾大学理工学部の村田真悟専任講師、国立精神・神経医療研究センターの山下祐一室長らのグループは、ヒトの発達過程で表情から感情を認識するようになる過程と、自閉スペクトラム症を持つ人におけるその変化を、コンピュータ上で脳を再現した神経回路モデルを用いて再現することに成功しました。

本研究は、ヒトが他人の表情を目で見て学習するだけで感情の認識が可能になる過程を初めて明らかにした重要な報告です。本研究を発展させることで、ヒトが感情を認識するようになる過程や、自閉スペクトラム症の人々の認知特性についての理解を進め、感情を認識しづらい障害を持つ人に対する適切な介入方法の検討への貢献が期待されます。

本研究成果は、2021年7月26日午前10時（現地時間、日本時間7月26日午後6時）Scientific Reports誌（電子版）に掲載されました。

【用語解説】

注１. 神経回路モデル：脳の機能に見られる特性を数理的にモデル化したもの。コンピュータ上で動作させることができるため、複雑な情報処理過程についても可視化して調べることができる。

注２. 汎化：様々な異なる刺激に共通する性質や法則を見出すこと。この機能により、未経験の場面に対しても、既知の情報との共通点を見出し、持っている知識を適用して対応することができる。

注３. 自閉スペクトラム症：社会的コミュニケーションや対人関係の障害、パターン化した興味や活動といった特徴をもつ神経発達症。有病率は約1%と報告され、男女比は4：1 で男性に多い。従来の自閉症からアスペルガー障害や特定不能の広汎性発達障害を含む概念である。汎化の障害などの認知特性が指摘されているが、そのメカニズムはあまりわかっていない。病態解明のためには神経回路と関連した脳の情報処理の変化に関する研究が重要な役割を担っている。

注４. 再帰型神経回路モデル：ニューロン素子の入力として過去の活動履歴も考慮することで、脳の時間的な情報表現を模した神経回路モデル。

注５. 予測符号化理論：脳の認知機能を広く説明する計算理論。この理論においては、脳は外界に対する階層的な内部モデルを持ち、それに基づいて常に次に受け取る感覚刺激の予測を生成しており、実際の刺激との誤差を最小化するように外界に適応していくと考えられている。

詳細（プレスリリース本文）

問い合わせ先

（研究に関すること）
東北大学病院 精神科
助教 高橋 雄太
TEL：022-717-7262
E-mail:yuta.takahashi*med.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

（取材に関すること）
東北大学大学院医学系研究科・医学部広報室
東北大学病院広報室
TEL：022-717-8032
FAX：022-717-8931
E-mail:press*pr.med.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）