- 人間の脳は進化の過程で、古い構造の上に新しい構造が層状に積み重なったとする 三位一体脳理論（triune-brain theory） は、心理学の教科書で事実のように掲載されているが、進化生物学的な根拠のない誤概念
- 感情や本能を担う「爬虫類脳」が内側にあり、言語や計画を担う新しい脳が外側を包むというモデルは、神経生物学者の間ではとうの昔に棄却されている
- 神経系の複雑性は複数の独立した系統で繰り返し進化しており、タコやコウイカのような頭足類、一部の昆虫も非常に複雑な神経系を備えている
- 解剖学的進化は地層のように層が加わる方式ではなく、既存の部位が変形する方式であり、大脳皮質は人間固有の産物ではなく、すべての脊椎動物が備えている
- 誤った進化観は、人間だけに固有の神経構造と認知機能を前提にしてしまい、種間のつながりの探究を妨げ、研究の方向性をゆがめかねないため、心理学から廃棄すべき
三位一体脳理論と心理学の誤概念
- 多くの心理学者は、新しい脊椎動物種が出現するとき、古く単純な構造の上に進化的により新しい複雑な脳構造が付け加えられたと信じている
- 基底核と辺縁系からなる「爬虫類脳（reptilian brain）」が、感情や本能的行動を担う古い核として、言語や行動計画が可能な、より新しい脳の内側に位置すると見なす
- このモデルの核心は、新しい種が登場するときに新しい要素が古い要素の外側に文字どおり層として積み重なるという点、そしてこの新しい構造が人間（または霊長類・社会性哺乳類）だけに与えられた複雑な心理機能と結び付くという点にある
- この理論の創始者は Paul MacLean（1964）で、人間は本質的に3つの脳を受け継いだと表現した
- 最も古い脳は爬虫類的で、2番目は下等哺乳類で、3番目で最も新しい脳は後期哺乳類で発達し、人間で頂点に達して象徴的言語能力を与えると主張した
- この信念は教科書に事実のように掲載されているが、進化生物学的な根拠はない
教科書と学界全般に広がった誤り
- 心理学で最も広く使われている入門教科書（Myers & Dewall, 2018）は、サメのような原始的な動物は単純な脳で基本的な生存機能だけを調節し、げっ歯類のような下等哺乳類はより複雑な脳で感情と記憶を、人間のような高等哺乳類は予測能力まで備えると記述している
- 脳の複雑性の増大は、古いシステムの上に新しいシステムが積み重なる方式だとして、地球の地形が古いものの上に新しいものを覆いかぶせることになぞらえている
- 2009〜2017年に出版された入門教科書20冊を標本調査した結果、脳の進化に言及した14冊のうち86%が上記のような不正確な記述を少なくとも1つ含んでいた
- 比較神経生物学者の合意を正確に反映した教科書はわずか2冊だけだった
- 社会的認知の分野では、この区分は自動性（automaticity）に関する二重過程モデルの土台となっている
- Dijksterhuis と Bargh（2001）は、新しい種が発達するとき既存の古い脳部位に新しい部位が加わるとして、「カエルと魚は今も私たちの中にいる」と記述し、人間はさらに抑制・調節システムを持つと見なした
- MacLean モデルは、性格（Epstein, 1994）、注意（Mirsky & Duncan, 2002）、精神病理（Cory & Gardner, 2002）、市場経済（Cory, 2002）、道徳性（Narvaez, 2008）など多くの分野に登場する
- Carl Sagan のピューリッツァー賞受賞作 The Dragons of Eden（1978）と Steven Johnson の Mind Wide Open（2005）もこの概念に大きく依拠しており、Sagan の本は非学術界の一般読者へ広めるうえで大きな役割を果たした
何が間違っているのか
- 第一の問題は、動物を「単純」から「複雑」へ一直線に並べる**自然の階梯（scala naturae）**の見方である
- 神経・解剖学的な複雑性は複数の独立した系統で繰り返し進化してきたため、これは非現実的である
- げっ歯類のようにそれほど複雑でない脳を持つ動物が、やや複雑な種へ、さらに人間へとつながったという直線的な進歩は事実ではない
- 正しい進化観は、動物が**共通祖先から放散（radiation）**したというもの
- この放散の過程で、複雑な神経系と精巧な認知能力が何度も独立に進化した
- タコやコウイカのような頭足類の軟体動物、一部の昆虫や節足動物も、非常に複雑な神経系と行動を備えている
- 非哺乳類の脊椎動物の中でも、一部のサメ、硬骨魚類、鳥類で脳の複雑性が独立に何度も増加した
- 複雑な神経構造の追加がそのまま行動の複雑性を与える（構造的複雑性が機能的複雑性を与える）という信念も誤りである
- 大きな脳がより優れた行動の複雑性と同一だという主張には議論があり、人間以外の動物も刺激に対して硬直的に反応するわけではない
- すべての脊椎動物の行動は、進化した意思決定回路に基づいて情報を統合する類似した神経基盤から生み出される
- 最も重要な問題は、解剖学的進化が地層のように既存のものの上へ新しい層が加わる方式だという含意である
- 実際の進化的変化は既存部位の変形によって起こり、コウモリの翼は新しい付属肢ではなく、前肢が複数の中間段階を経て変形したもの
- 大脳皮質は人間・霊長類・哺乳類だけの進化的新産物ではなく、すべての脊椎動物が皮質と進化的に関連した構造を備えている
- 皮質は脊椎動物よりもさらに古い可能性も指摘されている（Dugas-Ford ほか 2012; Tomer ほか 2010）
- 理性や行動計画と関連する前頭前皮質（prefrontal cortex）でさえ、人間固有の構造ではない
- 人間と非ヒト動物の間で前頭前皮質の相対的な大きさについては議論があるが、すべての哺乳類が前頭前皮質を備えている
MacLean 理論の起源と残存
- この誤概念は、1940年代に MacLean が**辺縁系（limbic system）**と名付けた脳部位の研究に由来する
- その後 MacLean は、人間は順次進化した3つの大きな部分からなる三位一体脳を持つと提案した
- 最も古い「爬虫類複合体」は運動・呼吸などの基本機能を、辺縁系は感情反応を、大脳皮質は言語と推論を担うと見なした
- MacLean の見解は、1990年の著書出版時点ですでに誤りだと理解されていた（Reiner 1990の批判）
- それにもかかわらず、現在の脊椎動物神経生物学の理解と一致しないにもかかわらず、心理学では今も広く通用している
- 引用分析の結果、神経科学者は MacLean の実証論文を、非神経心理学者は三位一体脳論文を引用する傾向がある
なぜ重要なのか
- 科学者として、実用的な結果の有無にかかわらず世界の真の状態に関心を持つべきであるため、誤った神経進化の理解は是正する必要がある
- 人間が固有の認知機能を与える固有の神経構造を持つという信念は、種特異的な説明に偏らせ、種間のつながりの認識を妨げる
- 特定の脳部位や機能を「特別」だと指定すると、研究でも特別に扱うようになる（Higgins 2004）
- 心理学全般の二重過程理論が代表例である
- Evans（2008）は、二重過程理論の共通テーマは進化的に区別される2つの認知システム（System 1 が System 2 に先行）だと整理した
- 進化的に古い動物的衝動と新しい合理的思考の区分は、意志力研究において「熱い」（即時・感情）選択と「冷たい」（長期・合理）選択の対比として現れる
- 古典的なマシュマロ実験で、満足の遅延（マシュマロを待ってから食べること）は、より強い意志力を意味する良い結果と見なされるが、これは熱い動物的衝動と冷たい合理的過程を対比するフロイト的精神力動から出発している
より正確な理解が開く統合的研究
- 意志力を長期計画対動物的欲求として枠付ける方式は、合理的な長期計画に必要な新しい神経構造を持たない動物には満足の遅延が不可能だという疑わしい結論につながる
- すべての動物は、機会費用のトレードオフを伴う行動の間で意思決定を行う
- したがって中核となる問いは、「なぜ人は時に快楽的な動物のように、時に合理的な人間のように振る舞うのか」ではなく、「動物が機会費用に関する決定を下す一般原理は何か」であるべき
- 進化生物学・心理学の生活史理論（life-history theory） は、すべての生物が繁殖成功を唯一の進化的駆動因としてトレードオフの意思決定を行う原理を説明する
- 信頼できる環境では2個目のマシュマロを待つことが有利だが、実験者が信頼できないなど報酬が不確実な環境では、1個のマシュマロをすぐ食べることが有利な場合がある（Kidd, Palmeri, & Aslin, 2013）
- 衝動性は、人間の合理性を動物的衝動が圧倒する道徳的失敗ではなく、不安定な環境への適応的反応として理解できる
- より正確な脳進化の理解に基づく研究は、意志力・抑制・将来価値の割引・満足の遅延を、進化・発達アプローチと統合する
- 逆境環境への曝露に由来する抑制の欠如が、その環境をうまく切り抜けるよう設計された認知的適応の一要素であり得るか、といった、従来の二重過程の観点では成り立たない問いを生み出す
結論
- 誤った脳進化の観念が持続する理由は、制御不能な感情に圧倒される人間の経験と合致するためである
- 理性対感情の闘争、プラトンの三分された魂、フロイト的精神力動、宗教的な人間観といった伝統的な見方とも一致する
- 入門教科書の一段落に圧縮できる単純な概念である点も、残存要因である
- それでも、これらの観念には神経生物学・進化理解上の根拠がまったくないため、心理科学者は廃棄すべき
1件のコメント
Hacker News の意見
この記事と関連する Wikipedia 項目 https://en.wikipedia.org/wiki/Triune_brain を読んでも、三位一体脳モデルの何が「間違っている」のかよく分からない
この記事の反論は、1) 進化は線形ではなく枝分かれする、2) 大きな脳が必ずしもより複雑とは限らない、3) 進化は新しい層を追加するだけでなく既存の脳構造も変える、という内容だが、どれも当然に思えるし、三位一体脳理論を実際に反証しているようには見えない
大脳基底核は爬虫類で進化し、辺縁系は哺乳類にもあり、新皮質はほかの霊長類・イルカ・ゾウのものと似た働きをする、というのは科学的に正しいのでは？ そして、こうした構造が特定の行動タイプに対応していることも見て取れる
三位一体脳仮説は「間違っている」というより、大まかな区分に有用な単純な分類のように見えるのだが、何が反論されているのか理解できない
だから、進化的に古い層が中心にあり新しい層が表面にあるという層状構造の見方は不正確
こうした信念は、人間の脳は「動物の脳＋何か」だから自動的に優れていて、逆に動物の脳は「人間の脳−何か」だから自動的に劣っている、という誤った仮定につながってきた。この記事はその両方に反論しているように思う
世界についてのモデルがどう機能するのか理解していないように見える。もちろん完璧ではないが、理解のための有用な枠組みにはなり得る
Newton の法則がもっと早く出てこなかった理由も、動く物体はいずれ止まり、気体の風船は上昇するという経験データを見て、「気体はほかの気体と一緒に上へ行きたがる」「固体は静止したがる」といった誤った結論を出した、影響力のある博学者たちのせいだったのだろう
Newton は宇宙空間で発射体が動く思考実験を通じて運動法則を導き出し、地球上では摩擦を別の力として計算に入れる想像力がなければ、Newton の法則はうまく観察されない
私たちの祖先を「原始爬虫類」と呼ぶか、同時代のいとこである現生爬虫類を、共通祖先から私たちと同じだけ長い時間をかけて分岐してきた「後爬虫類」と呼ぶべきなのかもしれない
ただし、その分野で働き始めない限り、たいていは大きな問題にはならない
「脳は小さな爬虫類が入ったタマネギではない」という風刺のように、三位一体脳モデルが完全に偽なら、そもそも新皮質を識別することすら簡単ではないはず。何が「新（neo）」で、何に対する「新」なのかを言えなければならないから
私たちがこうした脳領域について意味のある形で語れるという事実は、進化の過程で実際に連続性と積み重ねがあったことを意味しているように見える。もちろん記事に出てくる漫画のような形ではないし、そんなふうに真面目に語る人も見たことがない
とりわけ「主たる爬虫類」とも言える副腎皮質は腎臓の上にある。闘争・逃走反応はまず手・足・心臓へ向かう電気的リレーであり、頭蓋骨の中の脳と意識は、すでに末梢で起きていることを映し返す側に近い
全般的な健康の面でも、身体には動きが必要であり、すべての神経経路がある程度独立していて一種の「知能」を持つ、という点を理解することが重要
神経生物学者ではないので、あまり的外れな話にならないことを願うが、ジムで頻繁に運動していると、オーバートレーニングや、筋肉と腱は問題なさそうなのに神経経路が疲れて重量に耐えられないケースを観察できる
だから身体と心を切り離す見方はあまり有用ではなく、身体全体も心の一部だと考えることが非常に重要に感じられる
進化生物学の観点では事実ではないかもしれない。だが「原始的な脳」という表現を聞いたケースの90%では、より原始的な動物と共有する心理部分を議論するための修辞的装置として有用だった
記事に反論するつもりはなく、心理学者なら修辞的装置と実際の生物学の違いを学び、明確にすべきだという点には同意する
この記事は頭蓋骨内の脳の進化についての教科書的な説明に基づいているが、生存にとりわけ原初的な自律神経系はあまり扱っていないように見える
すべてのモデルは間違っているが、有用なモデルもある
モデルが間違っているかを問うのは筋の悪い問いで、重要なのはそのモデルが有用かどうかである
「すべてのモデルは間違っている」という言葉は、説明というよりレトリックに近いように見える
https://www.youtube.com/watch?v=rafVevceWgs&t=5117s&pp=ygUVZ...
結局のところ、私たちは光として伝播する空間の場、ホログラムに似たものについて語っているのだから。この世界で育つものが、本当に見たままのものだと思うだろうか。もちろん違う
だから、それらがいったい何なのかに答えようとするより、昔の神秘主義者のようにそのままにしておき、別の次元への扉を開いて直接体験するほうがよいのかもしれない
Sagan は多くの素晴らしい仕事をしたが、彼のキャリアで最大の混乱を生んだ過ちのひとつは、「哺乳類の脳の中にある爬虫類の脳」仮説を Cosmos で非常に説得力をもって説明したことかもしれない
効果的な科学教育者が教えた内容を後に科学が反証したとき、その影響を元に戻すよい戦略はまだない
これで脳が何ではないかは学んだが、私たちが皆経験する相反する衝動を説明する、生物学的・進化的に正しいモデルとは何なのか。
なぜある衝動には意志力が必要で、ストレス・アルコール・薬物の影響下で弱まる一方、別の衝動は強くなるのか。
id は自動的かつ無意識に湧き上がる基本的衝動で、ego は自我、つまり「私」であり、アイデンティティの物語が生まれる場所で、法廷で裁かれる対象でもある。superego は上から課され、行動を制限する規則だ
「相反する衝動」は自己制御の一形態として説明できると思う。たとえば魅力を感じる人を見たが、冷静さを保ち中立的な態度を維持したい場合、放っておけば顔が赤くなり、目が大きくなり、ぎこちなくなるかもしれない。このとき反対方向だが整合した感情、たとえば怒りや嫌悪を呼び出してバランスを保つ
私の犬にも似たような衝動をよく見る。リスを追いかけるのを私が嫌がると知っているので、リスを見ると興奮して警戒するが、そのエネルギーを別方向へ数歩走ることに向ける。これは id の「行け！追え！」と superego の「落ち着け、引っぱるな！」の間の橋のようなものだ
異なる動物分類群と比べたとき、私たちの脳がどれほど違うかを過小評価しがちで、収斂進化も多く起きている
たとえば、脳が音の方向を特定する方法のような低レベルの聴覚知覚でさえ、哺乳類と鳥類で独立に進化した: https://journals.physiology.org/doi/full/10.1152/physrev.000...
これは共通祖先に鼓膜耳がなかったためだ
だから三位一体脳は、脳で起きていることを説明する最良のモデルではない。強化学習のようなモデルも脳を完全には説明できないが、ドーパミンが報酬系をあふれさせ、予測報酬を乱して依存に寄与する、といった説明のほうが有用だと思う
インターネット上の誰かの意見にどれほど意味があるかはともかく、新皮質は概して、脳の他の部分に自分自身を制御させ、高レベルの介入だけをしているように思える
感情も、こうした低レベルの半自律的サブシステムのひとつだと思う。自律的な身体制御、バランス、各感覚も同じだ
新皮質は「Human」というビデオゲームをプレイするように高いレベルで操作するが、これらのサブシステムのあらゆる側面を直接制御できるわけではない。実のところ、複雑性を扱う方法もこうしたものであり、新皮質がすべてを制御できるなら、他のサブシステムが存在する理由はなくなる
「トカゲ脳」という思考フレームは、実際に真実で有用かつ重要な何かを伝えていると見なせる。ただし、「種分化した進化」をよく理解している人、つまり進化生物学者や、プロトタイプ継承を使うプログラミング言語を扱ったことのあるソフトウェアエンジニアにだけ直感的に腑に落ちるのだと思う。
私が理解した「トカゲ脳」という主張は、脳の中に「下位」の脳の完全なコピーがあるという意味でも、実装が進化的に保存された特定の構造物があるという意味でもない。
むしろ、脳アーキテクチャのある構成要素が脳の残りの部分に提供する API が、進化を通じておおむね保存されてきた、という意味に近い。構成要素の内部は進化しているかもしれないが、その構成要素と脳の残りの部分との構造的な境界が安定して維持されているため、生物学者は非常に異なる種の脳アーキテクチャの中にも同じ構成要素を認識できる、ということだ。
具体的に言えば、人間もシャコも、たとえば「扁桃体」を持っている。「扁桃体」の遺伝子コードはシャコと人間の間で変化しているかもしれないが、「ここに扁桃体を配置せよ」という、保存された脳設計の一部が今も存在するという意味である。
大げさなオブジェクト指向の比喩で言えば、HumanBrain があるオブジェクト指向クラスだとすると、それは約800段階の深さを持つ継承階層の下にあるサブクラスであり、そのルートは原型的な左右相称の脊椎動物神経索クラスだろう。
この継承階層では、各段階が特定の API を持つ脳の構成要素という新しい「機能」を導入できる。つまり、既知のインターフェース型を持つクラスメンバーであり、クラスの他の部分は自分の API はそのままに、実装だけを変えてその機能を活用できる。
この思考モデルにおける「トカゲ脳」という主張は、LizardBrain 段階そのものではなく、HumanBrain クラスに見られる1つ以上の脳機能が、継承階層の LizardBrain 前後の段階で導入され、その API がその後も安定して維持されてきた、という意味である。
実際のソフトウェアにも、このような種分化した進化に見えるほど800段階も深い継承階層があったのか気になるなら、https://en.wikipedia.org/wiki/LambdaMOO のプログラミングがまさにそれだった。通常のコードベースと違い、そして進化と同じように、LambdaMOO はアマチュアのコーダーたちが「所有する」個人オブジェクトが徐々に蓄積されたもので、各開発者は欲しい機能を持つ他人のオブジェクトを見つけ、自分の必要に合わせてフォーク、つまりプロトタイプ継承する形で機能を実装していた。誰もリファクタリングできる共通コードベースを持っていなかったため、次第に実際の生物学的プロセスに似ていった。
論文はまだ読んでいないが、タイトルが本当に良い。ここ数十年であまりにもありふれた「名詞を動詞化する：意味構成の推移性モデルに向けて」のような公式的なタイトルから離れた、うれしい変化だ。