平成16年度研究報告

平成 16 年度研究報告

ストレスホルモンによる社会行動・衝動性の制御

－ ストレスホルモンとヒト社会行動 －

研究テーマ

東京大学大学院総合文化研究科

研究員 高橋 泰城

現所属：東京大学大学院総合文化研究科

✻ サマリー ✻ 主に唾液サンプルによるストレスホルモン (コルチゾール) 、テストステロンの定量 (EIA・RIA、 質量分析法) を行い、心理学的テスト (認知課題) による社会的情動・認知機能・自己抑制能力 の測定を行った。唾液サンプルによるストレスホルモン・テストステロン濃度測定法はすでに確 立されており、無痛・非侵襲的で被験者の負担が非常に少ないため、医学倫理学的にも大変適切 な手法であった。具体的には、以下の実験・解析を行った。 (1) [ホルモンと認知機能] ストレスホルモンの濃度と認知機能との関係を心理学実験手法 (認知課題) を組み合わせて 研究し、展望記憶・回顧記憶との関連を見出した。 (2) [社会的ストレスと社会感情] 実験者 3 人の前で被験者に自己紹介や暗算 (合計 10 分間) をしてもらい、他人から自分の能 力が評定されている状況で誘発されるコルチゾール急性上昇 (社会的ストレス反応) と社会 不安・自律的感情反応性との関連を見出した。 (3) [ホルモンと衝動的行動] ストレスホルモンや男性ホルモン (テストステロン)、さらにニコチン・アルコールなどの中 毒薬物や唾液中アミラーゼによって衝動性・自己抑制能力がどのように制御されるのか、ホ ルモン定量と心理学的行動選択課題 (時間・確率割引課題) をもちいて解明した。 (4) [衝動的行動の数理モデル] 衝動性・自己抑制能力をになう心理・神経メカニズムを数理モデルによって解明した。 以上の研究は適切に遂行され、関連する研究はすでに国際英文誌に公表 (19 点) されており、 大きな成果が得られた。この研究により得られた、ストレスホルモン・レベル (慢性濃度、 急性的上昇) の社会的認知・行動や自己抑制能力への影響の研究結果は以下のような効果、 発展性をもつ。 (1) 自閉症患者などに見られる社会的認知能力障害 (他者の表情読み取りや顔記憶能力の低下) の神経内分泌学的メカニズムの解明による適切な治療法の発展。 (2) アルツハイマー病や痴呆症などによって引き起こされる記憶障害 (おきたことが思い出せ ない、または予定を思い出せず計画が実行できない、など) の神経内分泌学的メカニズムの 解明による予防法や治療法の発展。加齢によっておきる記憶障害のうち、日常生活の困難に 直接むすびつくタイプに関する神経内分泌基盤が解明されたため、診断・治療へのステップ となると考えられる。 (3) (凶悪犯罪を行う者などに見られる) 反社会的人格障害において特徴的な、自己抑制の低下、 衝動性の神経内分泌学的メカニズムの解明によるその治療法、診断法の発展。特に薬物中毒 や、いわゆる ｢キレる｣ といった現象は、自己抑制の欠如・衝動的行動の一例であるので、 その神経内分泌基盤の解明による治療法・診断法の進歩は重要であると考えられる。この研 究では、久里浜アルコール症センターの協力も得て完了した。

✻ 研究報告 ✻

成果報告書サマリーで報告した各研究成果に関して以下に詳述する。 (1) [ホルモンと認知機能] 従来は記憶機能の神経内分泌学的研究は、おもに海馬が担っている回顧記憶 (過去の出来事 を想起できるように記憶する能力) に注意が集まっており、前頭葉や帯状回が担っている展 望記憶 (未来の予定に関する記憶) に関する神経内分泌機構はまったく不明であった。展望 記憶は、日常的に大変重要である。たとえば、指定時刻に会議に出席する際に、展望記憶が 低下していると、行き忘れてしまうことになる。本研究では、ストレスホルモンが回顧記憶 と展望記憶にどのように影響しているかを認知心理学実験により解明し、ストレスホルモン は、おもに回顧記憶に影響し、展望記憶にはあまり影響しないことから、PTSD の治療に最 近応用されつつある、低濃度 glucocorticoid 投与療法が、比較的少ない副作用で処方可能で あることを示した。 (2) [社会的ストレスと社会感情] 実験者 3 人の前で被験者に自己紹介や暗算 (合計 10 分間) をしてもらい、他人から自分の 能力が評定されている状況で誘発されるコルチゾール急性上昇 (社会的ストレス反応) と 社会不安・自律的感情反応性との関連を見出した。具体的には、不安が高いものほど、スト レス負荷前のコルチゾール濃度が高く、逆に社会的ストレス反応が鈍っていることを見出し た。これは従来の考えとは異なっている。また、自律的感情反応が高い者にも同様の傾向が 見出された。 (3) [ホルモンと衝動的行動] ストレスホルモンや男性ホルモン (テストステロン)、さらにニコチン・アルコールなどの 中毒薬物や唾液中アミラーゼによって衝動性・自己抑制能力がどのように制御されるのか、 ホルモン定量と心理学的行動選択課題 (時間・確率割引課題) をもちいて解明した。具体的 には、コルチゾール、テストステロン、またアミラーゼが高い被験者ほど、衝動性が低いと いうことを発見した。これは、覚醒水準が低いことが衝動性と関連しているのではないかと いう、パーソナリティ心理学の仮説を、世界ではじめて神経内分泌学的に証明し、また脳内 でテストステロンが女性ホルモンに変換されることによって衝動性が低下する可能性を示 したものである。反対に、中毒 (依存) 性の高いニコチン摂取者 (喫煙者) において、ニコ チン摂取量が多いほど、衝動性が高く、しかし危険愛好性はニコチン摂取量に関連しないこ とを見出した。これは、薬物依存の主要な症状が衝動性にあること、またそれは内分泌基盤 をもつことを意味している。また、入院中の断酒アルコール症患者において、入院時の衝動 性が、断酒入院 3 ヶ月後も同程度 (しかしわずかに低下) であることをはじめて見出し、内

分泌基盤などによって決定されている衝動性が、アルコール症の主要な原因であるというこ とを見出した。 (4) [衝動的行動の数理モデル] 衝動性・自己抑制能力をになう心理・神経メカニズムを数理モデルによって解明した。具体 的には、衝動性や自己抑制の大きさを、ミクロ経済学のパラメータで定量化し、そのパラメ ータの変化を引き起こす神経生物学的・心理学的過程を数理モデル化することに成功した。 たとえば、待ち時間の長さが、心理物理学的な法則 (ウェーバー則) にしたがって対数変換 されていることにより、自己抑制が低下することを証明した。また、危険愛好行動の大きさ を示すパラメータを情報理論によって定式化し、将来の行動神経内分泌学的研究の数学的枠 組みを提案した。現在、この点に関するホルモンデータも収集中であり、今後の発展につな がる研究成果であると考えられる。 まとめ

本研究成果は、すでに国際英文ジャーナル (たとえば NeuroEndocrinology Letters や Brain Research Bulletin など) に掲載済み (19 本) であり、大変重要な成果であるとともに、国際的 なインパクトも大きいと考えられる。今後は、以上の成果を踏まえて、PTSD の治療、対人恐 怖症の診断・治療、薬物依存や衝動性の障害の診断・治療がおこなわれていくことと考えられ る。実際、University of Arkansas (米国) の薬物依存研究センター教授の Warren Bickel らから、 本研究計画実施者に対する共同研究の申し込みもあり、世界的に本研究成果の影響があらわれ はじめていることと考えられる。

本研究成果の刊行 (投稿) に関する一覧表 (査読論文のみ)

1. Taiki Takahashi, Hidemi, Oono and Mark H. B. Radford “Empirical estimation of consistency parameter in intertemporal choice based on Tsallis' statistics” PHYSICA A: STATISTICAL MECHANICS AND ITS APPLICATIONS (in press)

2. Taiki Takahashi, Aizo Furukawa, Tomohiro Miyakawa, Hitoshi Maesato and Susumu Higuchi “Two-month stability of hyperbolic discount rates for delayed monetary gains in abstinent inpatient alcoholics.” NeuroEndocrinology Letters (in press)

3. Takahashi T, Ikeda K, Fukushima H, Hasegawa T. “Salivary alpha-amylase levels and hyperbolic discounting in male humans.” NeuroEndocrinology Letters (in press)

Takahashi T, Oono H, Radford MHB “Comparison of probabilistic choice models in humans.” Behavioral and Brain Functions (in press)

4. Takahashi, T., Sakaguchi, K., Oki, M., Honma, S., & Hasegawa, T. “Testosterone levels and discounting delayed monetary gains and losses in male humans.” NeuroEndocrinology Letters (in press)

5. Takahashi T “Hyperbolic discounting may be reduced to electrical coupling in dopaminergic neural circuits.” Medical Hypotheses (in press)

6. Takahashi T, Sakaguchi K, Oki M, Hasegawa T “Sex hormonal modulation of hyperbolic discount factor in men.” NeuroPsychoEconomics (in press)

7. Takahashi T “Non-reciprocal altruism may be attributable to hyperbolicity in social discounting function.” Medical Hypotheses (in press)

8. Takahashi T “Time-estimation error following Weber-Fechner law may explain subadditivite time-discounting” Medical hypotheses (in press)

9. Ohmura Y, Takahashi T, Kitamura N, Wehr P “Three-month stability of delay and probability discounting measures” Experimental & Clinical Psychopharmacology (in press)

10. Takahashi T. “Queuing theory under competitive social foraging may explain a mathematical equivalence of delay and probability in impulsive decision-making.” Med Hypotheses. 2006 Mar 28;

[Epub ahead of print]

11. Inukai K, Takahashi T. “Distinct neuropsychological processes may mediate decision-making under uncertainty with known and unknown probability in gain and loss frames.” Med Hypotheses. 2006 Mar 28; [Epub ahead of print]

12. Takahashi T “A mathematical framework for probabilistic choice based on information theory and psychophysics.” Med Hypotheses. 2006 Mar 1; [Epub ahead of print]

13. Nakayama, Y., Takahashi, T., & Radford, M. H. B. (2005) Mood-congruent effects and the impact of stress hormone on prospective and social memory. The Annals of the Hokkaido Psychological Society, 28,19-32.

14. Takahshi T. “Social memory, social stress, and economic behaviors”. Brain Research Bulletin (2005) Nov 15;67 (5):398-402.(Ranked in the HOTTEST article list)

15. Takahashi T “Loss of self-control in intertemporal choice may be attributable to logarithmic time-perception.” Medical Hypotheses (2005) 65 (4):691-693.(Ranked in the HOTTEST article list)

16. Ohmura Y, Takahashi T, Kitamura N “Discounting delayed and probabilistic monetary gains and losses by smokers of cigarettes”, Psychopharmacology 2005 Nov;182 (4):508-515.

17. Nakayama Y, Takahashi T, Radford MHB “Cortisol levels and prospective and retrospective memory in humans.” 2005 Oct;26 (5):599-602. NeuroEndocrinology Letters

18. Taiki Takahashi, Koki Ikeda, Miho Ishikawa, Nozomi Kitamura, Takafumi Tsukasaki, Daisuke Nakama, and Tatsuya Kameda (2005) “Anxiety, reactivity, and social stress-induced cortisol elevation in humans.” NeuroEndocrinology Letters Volume 26 No. 4, 26 (4):351-354.

19. Takahashi T, Ikeda K, Ishikawa M, Kitamura N, Tsukasaki T, Nakama D, Kameda T. “Interpersonal trust and social stress-induced cortisol elevation”. NeuroReport (2005) 16:197-199.