認知神経科学の主要な方法論 記憶の認知神経科学 Cognitive Neuroscience of Human Memory 慶應義塾大学文学部心理学研究室 梅田聡 1) 脳損傷の患者を対象とした研究 ( 認知神経心理学 ) 2) 精神疾患の患者を対象とした研究 ( 精神医学 ) 3) 発達障害や遺伝子疾患の患者を対象とした研究 ( 発達認知神経心理学 ) 4) 脳機能画像 (fmri, PET, MEG など ) を用いた研究 ( 認知神経科学 ) 健忘症 (amnesia) 記憶障害を呈する疾患 側頭葉性健忘 ( 純粋健忘 ), 間脳性健忘 ( コルサコフ症候群, 視床性健忘 ), 前脳基底部健忘, 脳梁膨大後部健忘, 一過性全健忘, ウイルス性健忘, 全生活史健忘など 認知症 ( 痴呆症 ) (dementia) 老年性アルツハイマー型 (SDAT), レビー小体型 (DLB), 脳血管性 (CVD), 前頭側頭型 ( ピック病 ), クロイツフェルト ヤコブ病 (CJ) など 想起量記憶の神経回路 前向健忘と逆向健忘 過去発症現在 逆向健忘 Retrograde Amnesia 時間的傾斜 (temporal gradient) 前向 ( 順向 ) 健忘 Anterograde Amnesia Papez 回路 ( 内側辺縁系回路 : 情動回路 記憶回路 ) Case N.A. Teuber et al. (1968): Neuropsychologia 海馬 脳弓 乳頭体 視床前核 帯状回 海馬 (Papez, 1937 Arch Neurol Psychiatry) 1
Case N.A. Teuber et al. (1968): Neuropsychologia フェンシングの剣先が鼻孔から脳に突き刺さり, 左視床背内側核に小さな損傷.( 他の損傷部位については議論がある.) 知的機能は保たれており (IQ 124), 言語能力, 視空間知覚能力, 前頭葉機能, 運動機能に障害はなかった. 逆向健忘はなかった. 重度の前向健忘があり, 発症後の出来事はすべて断片的に思い出せるだけであった. 順序への固着, 頑固さ, 記憶補助の不使用, 置き場所のこだわりなど, 記憶障害を原因とする日常生活の変化が起きた. 前脳基底部健忘 (Basal Forebrain Amnesia) 前脳基底部健忘 (Basal Forebrain Amnesia) 前交通動脈瘤破裂に伴う前脳基底部の損傷 Anterior Communicating Artery (ACOM, ACoA) Subarachnoid Hemorrahage (SAH) コルサコフ症候群 (Korsakoff Syndrome) * アルコール性と非アルコール性に分けられる. ビタミンB1 (thiamine, チアミン ) 欠乏によるウェルニッケ脳症に伴う乳頭体, 視床背内側核および前頭葉の損傷. 間脳性健忘 (diencephalic amnesia) コルサコフ症候群の神経心理学的特徴 1. 短期記憶の障害がない ( 数唱 6~7 桁 ). 2. 意味記憶 知的機能には障害がない (WAIS-R: 80 以上 ). 3. 手続き記憶には障害がない. 4. 前向健忘が認められる. 自由再生 再認課題の成績は低い. 5. 逆向健忘が認められる. 時間的傾斜 (temporal gradient) が見られる. コルサコフ症候群の神経心理学的特徴 6. 作話 ( 当惑作話と空想作話 ) が亜急性期に目立つ. 7. 時間感覚 (duration judgement, temporal order judgement) 生起した事象を想起できないため, 経過時間を過小評価する. 無関係に生起した事象間の時間順序の記憶障害 前頭葉機能障害 8. 前頭葉機能検査 (WCSTなど) の成績が低い. 9. 見当識障害がある. 10. 病識がない. 2
作話 (confabulation) 事実でないことを話す自動的な補償作用. 意識的なものである うそ とは異なり, 本人が作話していることには気づかない点が特徴. 作話の背後にあるメカニズムとして, ソースモニタリング (source monitoring) の障害が考えられている. 当惑作話 (momentary / embarrassment confabulation) 話の内容が当惑に対する一時的な対処となるような作話. コルサコフ症候群などの健忘症においてよく見られる. 空想作話 (fantastic / productive confabulation) 話の内容が当惑的対処を超えたものであり, 空想的に展開するタイプの作話. 健忘症や前頭葉の病変などによって生じる. ブザー課題 ブザーが鳴ったら手を叩いて下さい と教示し, 検査開始 20 分後にブザーを鳴らした. プロンプト A: 何か忘れていませんか プロンプト B: ブザーが鳴ったら何かしなければなりませんでしたね プロンプトなしで何らかの行為を行なった場合 存在想起可 最初に行なった行為が正しい内容である場合 内容想起可 課題を頼まれたことは覚えていますか, と最後に尋ねた時に 覚えている と答えられた場合 意図再認可 対象 慢性期のコルサコフ症候群症例 8 名平均年齢 58.3 歳平均教育歴 11.6 年 WAIS-R 平均得点 : VIQ 89.9 PIQ 82.0 FIQ 85.9 健常者 8 名平均年齢 63.1 歳平均教育歴 13.1 年 結果意図再認健常群 : 全員が可能であった. コルサコフ症候群 : 8 名中 7 名が可能であった. 3
側頭葉性健忘 (Temporal Amnesia) 純粋健忘 (Pure Amnesia) 単純ヘルペス脳炎 (Herpes Simplex Encephalitis, HSE), 無酸素症 (anoxia) の後遺症. 海馬を中心とした損傷 海馬 ( 側頭葉内側部 ) の認知機能 Successful encoding (Wagner et al., Brewer et al., 1998 Science, fmri) (Cameron et al., 2001 Neuron, Single-unit recording) (Strange et al., 2002 J Neurosci, fmri) Conscious recollection (Eldridge et al., 2000 Nature Neurosci, fmri) (Stark & Squire, 2000 J Neurosci, fmri) (Bayler & Squire, 2002 J Neurosci, Lesion) Implicit contextual learning (Chun & Phelps, 1999 Nature Neurosci, Lesion) Recovery of semantic / perceptual information (Cabeza et al., 2001 PNAS, fmri) Working memory maintenance (Ranganath & D Esposito, 2001 Neuron, fmri) Unconscious novelty detection (Hunkin et al., 2002 Neuropsychologia, fmri) 意味記憶障害 (semantic memory disorder) 意味記憶の障害 知識に関する記憶の障害 生物, 人工物, 身体部位などに関する記憶が失われている病態. 生物 無生物知識の障害 疾病や外傷の後遺症としての意味記憶障害 生物領域 ( 動物 植物など ) に関する知識が選択的に失われた患者 無生物 ( 人工物など ) に関する知識が選択的に失われた患者 カテゴリーとしての知識構造と脳との関係を考える上で重要な手がかりになる. Warrington & Shallice (1984): Brain 生物 無生物知識に関する 2 つの仮説 1) 生物 - 無生物の違いは, 進化の過程で知識領域として備えられた. 生物と無生物の意味記憶障害が独立している. 2) 生物 - 無生物の違いは, 各概念のメンバーの同定に, 視知覚的特性 ( 生物 ) と機能的特性 ( 無生物 ) のどちらがより必要とされるかの違いである. 4
Gainotti et al. (2000): Cortex 生物 野菜 食物 楽器と身体部位 人工物の障害には, 解離が見られる. 生物のみが障害されているケースは少ない. 1) の仮説に反する. 健忘症の分類 器質性健忘 (organic amnesia) 脳の特定部位の損傷や機能低下を原因とする健忘 心因性健忘 (psychogenic amnesia) 機能性健忘 (functional amnesia) 心的外傷やストレスと密接な関連を持つ健忘 全生活史健忘 (amnesia of personal history) 社会的知識や一般的知識は保たれているが, 自己の生活史に密接に関連する記憶を失っている病態. 非適応的な性格傾向や, 山積する葛藤状態などを背景にして発症する. 健忘が生体の一種の防衛機制として機能する. 健忘が苦痛に満ちた現実を抑圧している場合があることに留意して治療を進めなければならない. 解離性健忘 (dissociative amnesia) 他の高次認知機能が保たれていて, 記憶だけに障害を呈する孤立性健忘とは異なり, 解離 (dissociation, Pierre Janet) を原因とする. 優勢な障害は, 個人的な情報で, 通常外傷的またはストレスの強い性質をもつものの想起が不可能になる. 生活史を完全に喪失すると, 解離性人格 ( 意識の統合性欠如 ) に陥る場合がある. その人格が多数に渡る場合は, 多重人格になる. 心的外傷後ストレス障害 (PTSD) や急性ストレス障害 (ASD) などの経過中にのみ起こるものではなく, 薬物乱用や頭部外傷による健忘などの直接的な生理学的作用によるものでもない. 痴呆 ( 認知症, dementia) とは 痴呆とは, それまで正常であった知的 認知機能が何らかの後天的な脳の器質的異常により低下し, 日常生活や社会生活に支障を来たす状態をいう. もともとの精神発達に何らかの問題があり, 知能発達に障害のある場合は, 精神発達遅滞 (mental retardation) と呼ぶ. 痴呆を満たす条件 1. 脳の器質的な障害が認められる. 2. 全般的な知的機能や認知機能の低下が認められる. 3. 意識障害がない. 4. 日常生活 (ADL), 対人関係に支障が出ている. ( 例 : 物忘れの増加, 配偶者の誤認識, 感情変化, 脱抑制 ) 痴呆の症状 中核症状記憶障害, 見当識障害, 判断障害 周辺症状感情面 : 不安, 焦燥, 躁状態, 欝状態, 多幸意欲面 : 意欲低下, 意欲亢進, 自発性低下行動面 : 徘徊, 失禁, 暴力精神面 : 幻覚, 妄想, 作話意識面 : 譫妄 5
ネガティブプライミング (Negative Priming) Tipper (1985): Q J Exp Psychol 課題 : 赤色で描かれたものの名前を言ってください. Umeda et al. (2005): NeuroImage Neurobiological Studies of PTSD Frontal lobe abnormalities in PTSD (Carrion et al., 2001; Biol Psychiatry) Functional abnormalities in left DLPFC in PTSD (Clark et al., 2003; Biol Psychiatry) Functional abnormalities in anterior cingulate cortex in PTSD (Shin et al., 2001; Biol Psychiatry) (Lanius et al., 2003; Biol Psychiatry) Anterior cingulate volume reduction in PTSD (Yamasue et al., 2003; PNAS) 6