主観的幸福感の脳神経科学

【背景】
■主観的幸福感研究の出発点
▼幸福は人生の究極の目標
古代ギリシャの哲学者アリストテレスや、近代の哲学者パスカル、さらにアメリカ独立宣言など、東西を問わず多くの思想家や社会が「幸福は人生の究極の目標である」と位置づけてきました(Genecov et al., 2024; Kesebir & Diener, 2008)。
▼主観的幸福感は測定できる
心理学の実証研究により、質問紙を使って主観的幸福感を高い信頼性と妥当性で測定できることが示されています(Lyubomirsky & Lepper, 1999; Zager Kocjan et al., 2022)。
・人々は幸福の源泉について個人差が大きいものの、自分が幸福か不幸かについて共通の理解を持ち、正確に評価できる
・主観的幸福感は、感情的要素(ポジティブ感情をネガティブ感情より多く経験する傾向)と認知的要素(人生満足度の評価)の両方を含む(Lyubomirsky, 2001)
▼幸福は単なる結果ではなく原因でもある
主観的幸福感は、良い人生環境の結果というだけでなく、より良い精神的・身体的健康などのポジティブな結果をもたらす要因でもあることが分かっています(Lyubomirsky et al., 2005; Paddon & Kampman, 2023)。
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■fMRIによる神経基盤の発見
▼fMRI研究の登場
※fMRI(機能的磁気共鳴画像法)：脳の血流変化を測定することで、間接的に神経活動を調べる技術
主観的幸福感の神経メカニズムを探るため、これまでにfMRIを用いた安静時(何も特定の課題をしていない状態)の脳活動研究が行われてきました(Sato et al., 2019)。
▼fALFFという指標
研究者たちは「fALFF(fractional amplitude of low-frequency fluctuation)」という指標を計算しました(Zang et al., 2007; Zou et al., 2008)。
※fALFF：脳の自発的な活動の揺らぎ(変動)を数値化したもの。特定の低周波数帯(0.01-0.1 Hz)における信号の強さを測定する
▼楔前部の発見
この研究により、右側の楔前部(precuneus)という脳領域のfALFF値が低いほど、主観的幸福感が高いという関係が明らかになりました。
※楔前部：頭頂葉の内側にある脳領域で、自己意識や記憶に関わる
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■楔前部と心理機能の関連
先行研究により、楔前部の活動が様々な心理機能と関連することが分かっています。
▼うつ病との関連
・うつ病のエピソード中、安静時の楔前部の血流が増加する(Cao et al., 2024; Guan et al., 2022; Jing et al., 2013; Smith et al., 2009; Wei et al., 2015; Zhang et al., 2021)
・精神的健康が改善すると、楔前部の活動が減少する(Dumas et al., 2012; Guan et al., 2022; Nie et al., 2022; Yang et al., 2019)
→これは、主観的幸福感とうつ病が心理的連続体の両端にあるという考え方を支持(McGreal & Joseph, 1993; Spinhoven et al., 2015, 2021)
▼ネガティブな自己意識
楔前部の活動は、ネガティブな自己参照的(自分自身に関する)精神活動と関連しています(Johnson et al., 2009, 2006; Kim et al., 2020)。
▼マインド・ワンダリング
※マインド・ワンダリング：課題とは無関係に、過去や未来についての考えが思い浮かぶこと(心のさまよい)
楔前部は、このマインド・ワンダリング状態で活動することが分かっています(Christoff et al., 2009; Mason et al., 2007; Weissman et al., 2006; Fox et al., 2015)。
▼執着的な体験
楔前部は、反芻思考(同じネガティブな考えを繰り返し考えること)や渇望など、何かに執着する体験とも関連します(Burkhouse et al., 2017; Cooney et al., 2010; Dong et al., 2020; Yoon et al., 2023; Zhou et al., 2021)。
▼心理学研究との一致
これらの神経科学の知見は、心理学研究の結果とも一致しています：
・幸福な人ほど自己省察が少ない(Abbe et al., 2003; Lyubomirsky & Ross, 1999)
・マインド・ワンダリングが少ない人ほど幸福度が高い(Killingsworth & Gilbert, 2010; Webb et al., 2021)
・執着が少ない人ほど主観的well-beingが高い(Gupta & Agrawal, 2022; Sahdra et al., 2016)
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■神経電気活動研究の必要性
▼fMRIの限界
fMRIは脳活動の間接的な測定法です。BOLD信号(血中酸素レベル依存性信号)という血流変化を測定しているため、実際の神経活動そのものは分かりません。
▼電気信号データの重要性
神経の電気信号データは、以下の点で重要です：
・心理的・精神医学的特性をより直接的に解明できる(Newson & Thiagarajan, 2019; Perrottelli et al., 2021; Strafella et al., 2022)
・細胞レベル・神経伝達物質レベルのメカニズムについて洞察が得られる
▼動物研究からの知見
動物を用いた研究により、パルブアルブミン抑制性介在ニューロン(特定の種類の神経細胞)の機能不全が、自発的なガンマ帯域(>30 Hz)活動の増加につながることが示されています(Cho et al., 2015; Guyon et al., 2021; McNally & McCarley, 2016)。
※ガンマ帯域：30Hz以上の高周波数の脳波
※NMDA受容体：グルタミン酸という神経伝達物質を受け取る受容体
※GABA：抑制性の神経伝達物質
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■これまでの脳波研究の状況
▼主観的幸福感の脳波研究は少ない
これまで、感情的・認知的well-beingと神経電気活動の関連を調べた研究はいくつかありましたが(Alessandri et al., 2015; Cannard et al., 2021; Hagemann et al., 1999など)、主観的幸福感そのものを調べた研究は非常に少ない状況でした。
・例外的な研究として、Day et al. (2019)が主観的幸福感を評価したものの、前頭部のアルファ波非対称性との有意な関連は見られませんでした
▼間接的な証拠
ただし、以下のような間接的証拠がありました：

1. サルとヒトの研究で、刺激に対するfMRI信号がガンマ帯域活動に対応することが示されている(Conner et al., 2011; Engell et al., 2012; Lachaux et al., 2007; Logothetis et al., 2001; Mukamel et al., 2005)
2. サルとヒトで、安静時のガンマ帯域活動の低周波変動が、fMRI信号の自発的変動と同じパターンを示す(Leopold et al., 2003; Foster et al., 2015; Keller et al., 2013; Liu et al., 2010; Nir et al., 2008)
3. 前述のように、fMRI研究で楔前部の自発的変動と主観的幸福感の負の関連が報告されている(Sato et al., 2019)
   ▼研究の仮説
   これらの知見を総合して、本研究では「右楔前部のガンマ帯域活動の自発的変動が、主観的幸福感スコアと負の関連を示すのではないか」という仮説を立てました。
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   ■本研究の独自性
   ▼MEGの利用
   本研究では、MEG(脳磁図)という技術を使用しました。
   ※MEG：脳の電気活動が作り出す微弱な磁場を測定する装置
   MEGの利点：
   ・健康な参加者から非侵襲的に神経電気活動を記録できる
   ・EEG(脳波)よりも空間解像度が高い
   ・特に高密度チャンネル(本研究では400チャンネル)を使用すると精度が向上
   ▼新しい知見への期待
   本研究により、主観的幸福感の神経電気的相関が初めて明らかになり、その背後にある心理的・細胞的・神経伝達物質のメカニズムについて、新たな洞察が得られることが期待されました。

■研究方法
▼参加者
・51名のボランティア（女性26名、男性25名）
・平均年齢：22.3±4.4歳
・全員が右利き
・IQ（知能指数）：平均121.7±8.6で正常範囲内
・精神疾患のない健康な成人
除外基準：
・質問紙に回答できない
・MRI検査を受けられない
・精神疾患がある
→精神疾患の有無は、心理士による構造化診断面接で確認
▼主観的幸福感の測定
日本語版「主観的幸福感尺度」(Subjective Happiness Scale)を使用：
・4項目の質問で構成
・各項目は1〜7点で評価
・4項目の平均点を算出（点数が高いほど幸福）
・この尺度の信頼性と妥当性は日本人参加者で確認済み(Shimai et al., 2004)
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▼実験の手順
参加者は「開眼安静課題」を3分間実施：
・黒い背景に小さな白い十字が画面中央に表示される
・参加者は十字を見つめてリラックスし、特定の内容について考えないよう指示される
なぜ目を開けた状態で測定？
・目を閉じると眠気や睡眠が促進される効果がある(Putilov, 2016)
・先行研究で、閉眼安静状態では55%のデータで眠気が検出され、覚醒状態から眠気状態への変化が神経活動のスペクトルパワーに影響することが報告されている(Strijbis et al., 2022)
・開眼条件の方が、ソースレベル（脳の発生源レベル）での信頼性が高い(Ding et al., 2022)
測定時間を3分にした理由：
・安静時MEGのガンマ活動を記録するための、エビデンスに基づいた最小推奨時間(Wiesman et al., 2022)
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■研究結果
▼主観的幸福感の評価
参加者の主観的幸福感スコア：
・平均±SD：4.6±0.8
・範囲：1.8〜6.0（1〜7の範囲の70%をカバー）
・先行研究の標準化データ（平均±SD：4.7±1.1; Shimai et al., 2004）と良好に一致
性差：
・女性の方が男性よりわずかに高い傾向（4.8±0.6 vs 4.4±0.9）
・統計的有意差はなし（t(46)=1.81, p=0.078）
・これは大規模サンプル（>1000人）で性差がないと報告している先行研究と一致(Esteban-Gonzalo et al., 2020; Extremera & Fernández-Berrocal, 2014)
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▼主観的幸福感とfALFFの関連
4つの周波数帯域（シータ、アルファ、ベータ、ガンマ）のfALFF値について、重回帰分析を実施（共変量：性別、年齢、全スケールIQ）。
主要な発見：
・ガンマ帯域（30-60 Hz）のfALFF値と主観的幸福感スコアの間に有意な負の関連
・場所：右楔前部（x=6, y=-62, z=66のMNI座標）
・統計値：T43=4.43, PSVC-FWE=0.018
・クラスターサイズ：23ボクセル/184 mm³
・偏相関係数：-0.56
意味：
・ガンマ帯域活動の自発的変動が大きいほど、主観的幸福感が低い
・逆に、ガンマ帯域活動の自発的変動が小さいほど、主観的幸福感が高い
先行研究との比較：
・この発見の焦点は、先行fMRI研究で報告された焦点の1つに近い位置（x=9, y=-72, z=57; Sato et al., 2019）
他の脳領域：
・左楔前部、両側前帯状皮質、中前頭回を含む他の脳領域では、どの周波数帯域でも有意なクラスターは見られず
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▼4つの周波数帯域の詳細な結果（x=6, y=-62, z=66での値）
シータ帯域（4-8 Hz）：
・T(43) = 3.28, 偏相関 = -0.45
・未補正p = 0.001, SVC-FWE補正p = 0.276（有意でない）
アルファ帯域（8-12 Hz）：
・T(43) = -1.37, 偏相関 = 0.21
・未補正p = 0.912, SVC-FWE補正p = 0.789（有意でない）
ベータ帯域（12-30 Hz）：
・T(43) = -0.58, 偏相関 = 0.09
・未補正p = 0.717, SVC-FWE補正p = 0.971（有意でない）
ガンマ帯域（30-60 Hz）：
・T(43) = 4.43, 偏相関 = -0.56
・未補正p < 0.001, SVC-FWE補正p = 0.018（有意）
・決定係数R² = 0.319（全共変量を含む）
→ガンマ帯域のみが統計的に有意な関連を示した
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▼追加解析の結果
共変量なしの解析：
・同じ右楔前部の位置で有意な負の関連を確認
・T46=4.19, PSVC-FWE=0.032
幸福感×性別の交互作用を含めた解析：
・同じ右楔前部の位置で有意な負の関連を確認
・T42=4.16, PSVC-FWE=0.038
外れ値を除外した解析：
・レバレッジ > 0.21の2つの外れ値を除外
・依然として有意な負の関連（x=8, y=-62, z=68; T41=4.55, PSVC-FWE=0.014）
→共変量の有無や外れ値の影響に関わらず、結果は一貫して安定

■考察
▼主要な発見の意義
本研究は、主観的幸福感の神経電気的相関を初めて特定しました：
・右楔前部の安静時ガンマ帯域活動の自発的変動が少ないほど、主観的幸福感が高い
・これはfMRI研究の結果（BOLD信号の自発的変動と主観的幸福感の負の関連）と一致
・低周波変動のガンマ帯域活動がBOLD信号の自発的変動に対応するという基礎研究の証拠とも整合(Leopold et al., 2003)
先行EEG/MEG研究との関係：
・うつ病患者では後部または中心部の安静時ガンマ帯域活動が増加(Dai et al., 2022; Wang et al., 2022; Zhou et al., 2018)
・ガンマ帯域活動はうつレベルと正の相関(Zhou et al., 2018)
・うつ症状の改善後にガンマ帯域活動が減少(Kazemi et al., 2016)
・うつ病は主観的幸福感の連続体の反対側と考えられている(McGreal & Joseph, 1993)
従来のEEG/MEG研究の限界：
・先行研究では主観的幸福感の神経電気的相関が特定されていなかった
・Day et al. (2019)は主観的幸福感を評価したが、前頭部EEG活動との有意な関連なし
本研究との違い：
・先行研究：前頭葉電極からのセンサーレベル信号を解析
・本研究：全脳MEGデータからのソース再構成信号を解析
→方法論の違いが結果の違いを生んだ可能性

楔前部でのγ波だけが有意に幸福感に相関したとのことで、
α、β、θは関係なかった。というのは面白いですね。
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α波（アルファ）：
・楔前部では主観的幸福感と有意な関連なし
・ただし、前頭部のアルファ波非対称性は別の研究テーマ
θ波（シータ）：
・興味深い傾向あり（補正前p=0.001、偏相関-0.45）
・多重比較補正後は有意でなくなった
・より大きなサンプルでは有意になる可能性
・ガンマ波とは異なるメカニズムで関与している可能性
γ波（ガンマ）：
・唯一、多重比較補正後も有意
・最も強い関連（偏相関-0.56）
・理論的予測と一致
シータ波の傾向は無視できないものであり、今後の研究で追究する価値があると思われます。