【玉川大学・神戸大学共同研究成果】"助け合う脳"向社会行動に関わる新たな脳構造・脳機能の特徴を発見 －科学雑誌"eNeuro"に論文を発表－
玉川大学
玉川大学脳科学研究所（東京都町田市・所長：坂上雅道）の高岸治人（たかぎし はると）教授、松田哲也（まつだ てつや）教授、および神戸大学大学院人間発達環境学研究科（兵庫県神戸市・研究科長：近藤徳彦）の石原暢（いしはら とおる）准教授らの研究グループは、向社会行動に関わる新たな脳の構造的・機能的特徴を発見しました。この成果は、人間の利他性や協力行動の進化を解き明かすうえで、重要な手がかりとなる可能性があります。本研究成果は、2025年2月27日付で学術誌「eNeuro」に掲載されました。
＜掲載論文名＞
Multimodal imaging for identifying brain markers of human prosocial behavior
和訳： マルチモーダルMRIを用いたヒト向社会行動の脳マーカーの同定
著者名：Toru Ishihara, Hiroki Tanaka, Toko Kiyonari, Tetsuya Matsuda, & Haruto Takagishi
掲載誌：eNeuro (DOI: 10.1523/ENEURO.0304-24.2025)
これまで、単一の脳画像指標や向社会行動を個別に検討する研究は多くありましたが、脳の構造と機能、そして多彩な向社会行動との関連を包括的に捉えた研究は十分ではありませんでした。そこで本研究では、構造・機能・拡散の3種類のマルチモーダルMRI指標と15種類の経済ゲームを用いて、多角的に解析を行いました。自然災害時の相互支援や募金といった助け合いに見られる、人間に特有の利他性や協力行動の脳内メカニズムを明らかにすることは、向社会行動の進化的起源の解明に大きく寄与する可能性があります。また、この成果は教育分野やメンタルヘルスなど幅広い領域への応用も期待される点で、社会性研究と脳科学の新たな接点を示す重要な発見といえます。
＜この研究のポイント＞
・ 多様な向社会行動の測定：20～60代の成人217名を対象に、囚人のジレンマゲームや信頼ゲームなど15種類の経済ゲームを匿名環境下で実施し、実際の行動にもとづいて利他性や協力性を評価しました。
・ マルチモーダルMRIによる総合的な脳評価：構造MRI・安静時機能MRI・拡散MRIを用いて、脳の解剖学的構造や神経線維の走行の特徴、左右脳半球間を含む機能的・構造的ネットワークを調査しました。
・ データ解析手法：複数の行動指標と脳画像指標を同時に解析できる「多重正準相関分析」を用い、行動データと脳画像データの多対多関係を包括的に解明しました。
・ 主な発見： 向社会性が高い人ほど、
・ 左右脳半球間の機能的・構造的ネットワークが強く、脳梁（左右脳を結ぶ主要な白質束）が大きい
・ 皮質厚が厚く、ミエリン（神経線維を覆う絶縁物質）の密度が低い
・ 脳ネットワークにおいて「高い局所効率」と「短い経路長」（いずれもネットワークの効率性を示す指標）を持つ
さらに、こうした傾向は特に、社会性に関わる脳領域（側頭頭頂接合部など）で顕著に見られました。
【実験方法】
本研究では、20～60代の成人217名を対象に、囚人のジレンマゲームや信頼ゲームなど合計15種類の経済ゲームを匿名環境下で実施し、向社会行動を測定しました。各ゲームでは、金銭的報酬を用いて他者への協力や公平性、罰行動など多様な向社会行動を客観的に評価しています。
さらに、同一参加者に対して構造MRI（T1・T2強調画像）、安静時機能MRI、拡散MRIといったマルチモーダルMRIデータを収集し、得られたデータの前処理を米国Human Connectome Projectのパイプラインにて行いました。これにより、360の皮質領域と41の皮質下領域それぞれの皮質厚やミエリン密度、機能的・構造的ネットワークなど、多種多様な脳画像指標（計5441項目）を得ることができました。
最後に、これらの脳画像指標と、15種類の経済ゲームから得られた行動指標（108項目）を用いて、多重正準相関分析により多対多の関係を包括的に解析し、向社会行動と脳画像指標との関連を検討しました。
【実験結果】
向社会性が高い人ほど左右の脳半球をつなぐ機能的・構造的ネットワークが強く、特に脳梁（左右脳を結ぶ白質束）の体積が大きい傾向が見られました。
さらに、皮質厚が厚く、ミエリン密度が低い（非髄鞘成分が増加している可能性を示す）という特徴も確認され、主に社会性に関わる領域（側頭頭頂接合部など）で顕著でした。これらの領域が、向社会行動において重要な役割を果たしていると考えられます。
加えて、脳のネットワーク特性を示すグラフ理論指標においても、高い局所効率と短い経路長（いずれも情報伝達の効率の高さを示す指標）が向社会行動と正の関連を示しました。一方、攻撃や罰行動の傾向が高い場合には、これらの脳指標との関連は弱く、対照的なパターンが観察されました。
総じて、ヒト特有の向社会行動を支える神経基盤として、左右脳間の結びつきの強さ、社会性に関わる脳領域における効率性、および脳の解剖学的特徴が重要な手がかりとなることが明らかになりました。
本研究の主要な結果. A. 向社会行動と強く関係する大脳皮質の解剖学的特徴と機能的・構造的ネットワーク指標。寒色は向社会行動と負の相関、暖色は向社会行動と正の相関があったことを示す。B. 向社会行動と脳梁体積の関係。上段は前後方向に5分割した各脳梁部位の体積と向社会行動の関係。下段は脳梁の解剖学的位置（赤色部分）。
今後は、これらの神経基盤の加齢や発達段階による変化に着目し、とりわけ小児期や思春期における脳梁やミエリン密度の変化と向社会行動との関連を検証することで、教育や臨床応用へのさらなる発展が期待されます。
【論文情報】
＜タイトル＞
Multimodal imaging for identifying brain markers of human prosocial behavior
＜著者名＞
Toru Ishihara, Hiroki Tanaka, Toko Kiyonari, Tetsuya Matsuda, & Haruto Takagishi
＜掲載誌＞
eNeuro (DOI: 10.1523/ENEURO.0304-24.2025)
【著者情報】
石原 暢（いしはら とおる） 神戸大学 大学院人間発達環境学研究科 准教授
田中大貴（たなか ひろき） 玉川大学 脳科学研究所 特任助教
清成透子（きよなり とうこ） 青山学院大学 社会情報学部 教授
松田哲也（まつだ てつや） 玉川大学 脳科学研究所 教授
高岸治人（たかぎし はると） 玉川大学 脳科学研究所 教授 ＊責任著者
【研究支援】
本研究は、日本医療研究開発機構（AMED）の戦略的国際脳科学研究推進プログラム「国際MRI研究連携によるAYA世代脳発達および障害のメカニズム解明（研究開発代表：笠井清登）」、および脳神経科学統合プログラム（個別重点研究課題）「脳コネクトーム・遺伝子・個体差の種間比較からみた脳老化機構（研究開発代表：林 拓也）の支援により実施されました。
【研究内容に関するお問い合わせ】
玉川大学 脳科学研究所
教授 高岸治人（たかぎしはると）
TEL：042-739-7438
E-mail: takagishi@lab.tamagawa.ac.jp
【取材に関するお問い合わせ】
学校法人 玉川学園教育情報・企画部 広報課
東京都町田市玉川学園6-1-1
TEL：042-739-8710 FAX：042-739-8723
E-mail：pr@tamagawa.ac.jp
国立大学法人 神戸大学 総務部 広報課
兵庫県神戸市灘区六甲台町１−１
Tel: 078-803-5106 Fax: 078-803-5088
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