新たな研究により、不安と、脳が身体内部の信号をどう知覚するかとの関連が明らかになった。
心臓の鼓動が速くなること、呼吸が速くなること、手のひらに汗をかくことは、脳が脅威の可能性に備えるための反応だ。
しかし、不安の度合いが高い人では、こうした反応が悪循環を招くことがある。
新たな技術を用いて、研究者たちは不安と脳・身体の相互作用との関連について理解を深めている。初めて、脳が呼吸状態の変化をどう知覚し、予測するかを示し、不安と、脳が身体内部の信号をどう知覚するかとの関連を定量化した。
心臓の鼓動が速くなること、呼吸が速くなること、手のひらに汗をかくこと――いずれも不安の症状だが、脳が潜在的な脅威に備えて身体を準備させる反応でもある。こうした症状は、人間にとって正常で一時的な経験だ。しかし、不安の度合いが高い人では、悪循環を招く。心拍数や呼吸など、身体の変化を知覚することで、そもそものきっかけとなった不安感が強まる。これまでは技術的な限界から、脳のどこでこの悪循環が起きるのか、また不安の度合いが高い人ではどう変化するのかを正確に調べることが困難だった。今回初めて、研究者たちは、脳で処理される特定の身体信号が、不安の度合いによってどのように異なるかを示した。
不安と、呼吸の知覚の歪み
煙探知機が火災の可能性を知らせる警報を鳴らすように、脳の奥深くにある、いわゆる前部島皮質のひだは、呼吸、心拍、胃腸の痛みなど、身体内部の感覚がどのように知覚されるかを符号化する。影響力のある科学理論によれば、この脳領域は身体のモデルを作り、身体信号を予測して解釈する。その目的は、身体の健全性を脅かすものを予測し、身体への危害が差し迫っていると検知した際に警報を鳴らすことだと考えられている。これは、メンタルヘルスの問題を理解するうえで特に重要だ。たとえば、不安は前部島皮質の予測信号の変化と関連するという仮説が長年唱えられてきた。この考えは、最近、学術誌「Neuron」に掲載された研究の筆頭著者、オリヴィア・ハリソンによって確認された。彼女のチームは、不安の度合いが高い状態が続く人では、呼吸抵抗の変化に対する予測反応が前部島皮質で変化していることを発見した。同時に、不安の度合いが高いことは、身体信号の知覚の変化とも関連していた。
現在、ニュージーランドのオタゴ大学の研究員であるハリソンは、チューリッヒ大学とETHチューリッヒの共同生物医学工学研究所の一部であるトランスレーショナル・ニューロモデリング・ユニットの研究チームおよびクラース・ステファン教授とともに、博士研究員としてこの研究を完了した。不安の度合いが低い参加者と中程度の参加者60人を対象とした彼女の研究は、前部島皮質が身体の状態のモデルを構築するという考えを支持する証拠を示した初めての研究だ。論文の共著者であるステファンは、次のように述べている。「脳が身体を守るためにモデルを積極的に構築する仕組みを理解することは、精神疾患に対する偏見をなくす助けになります。この見方から、不安は個人の経験に応じた適応反応として理解できることが分かります」と彼は言う。
画期的な技術が研究成果の鍵に
新たな技術により、神経科学者たちは研究で呼吸抵抗を制御できるようになり、初めて、予測や脅威を示す身体感覚に関連する脳活動を観察できた。また、脳内のこうした予測や知覚が不安によってどのように変化する可能性があるかも観察できた。脳と身体の相互作用に関する研究や、高水準のスポーツに携わるなかでの自身の観察に着想を得て、オリヴィア・ハリソンはMRI対応の呼吸回路を開発した。この装置は、オックスフォード大学のBreathe Oxfordチームと行った彼女の先行研究に基づいている。その後、オックスフォード大学の物理学者兼医療エンジニア、セバスチャン・リーガーと協力し、ハリソンは呼吸回路を自動化した。
この発明により、実際のデータで検証されていなかった既存の理論を、これまでより高度な方法で検証できるようになった。研究チームはこの新技術を使って「呼吸学習課題」を開発し、呼吸に関する予測や予測誤差に関連する動的な脳活動を調べた。研究者たちは認知の計算モデルを用いて、呼吸に関する学習とメタ認知（思考過程への気づき）の両方を正式に評価した。これは、この研究分野で試行ごとの学習を計算論的に評価した初めての事例となる。
身体の声に耳を傾ける
この研究の成果は、不安と、脳が身体内部の信号をどう知覚するかとの関連を定量化するうえで、いくつもの初めての発見を示しているが、未解明の問いも多く残る。「自分の身体と『調和している』と思っているかもしれません」とハリソンは言う。「しかし、私たちが確認したのは、不安が実際には呼吸の変化に気づく能力の低下と関連しているということです」。不安の初期症状を知覚できないこと、つまり「意識をそらす」ことが、こうした症状を長引かせ、不安をさらに強める可能性がある。そのため、この研究の成果は、不安によって脳と身体のコミュニケーションが損なわれる仕組みについて、初期段階の理解をもたらす。
研究者たちはまだすべての答えを得ていないが、ハリソンは、東洋医学では何世紀にもわたって、メンタルヘルスを改善する手段として呼吸が用いられてきたと指摘する。また、ヨガ、瞑想、運動を実践すると落ち着きを感じる人が多い一方で、科学者たちはこうした実践の根底にある仕組みをまだ理解していないと述べる。脳と身体のつながりへの理解が深まれば、いずれ不安の治療が改善され、人々が自分の身体を異なる形で知覚するための手段を得て、不安の悪循環を断ち切れるようになると、彼女は期待している。
