自殺行動に関する意思決定神経科学の視点 エビデンスと仮説

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自殺

The decision neuroscience perspective on suicidal behavior: evidence and hypotheses

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5291285/

要旨

レビューの目的

自殺未遂は、生き残った人が後悔するのが普通である。さらに、自殺未遂者や自殺で死亡する人の中には、依存症やギャンブル依存症が多く含まれており、意思決定が損なわれているのではないかという疑問が生じている。意思決定神経科学の進歩により、自殺未遂者の意思決定プロセスを調査し、不利益な意思決定の神経基盤を明らかにすることが可能になった。

最近の研究成果

初期の研究では、自殺未遂とギャンブルタスクのパフォーマンス低下との関連性が指摘されている。最近、強化学習計算モデルを用いた機能的MRIにより、自殺未遂者の意思決定の障害は、前頭前野の期待値(期待報酬)信号の乱れと並行していることが明らかになった。行動学的研究では、遅延割引の増加を低致死率/計画性の低い未遂、複数回の未遂、自殺未遂と依存症の併発と関連づけている。このような行動傾向は、大脳基底核の完全性の変化と関連している可能性がある。対照的に、十分に計画された深刻な自殺未遂は、無傷であったり、遅延割引が減少していたりすることと関連していた。ある研究では、致死性の高い自殺未遂と社会的意思決定の障害とを関連づけている。

要約

この新たな文献は、意思決定におけるさまざまな障害(多くの場合は衝動性に広く関連している)が、自殺へのさまざまな経路を示すのではないかという考えを支持している。我々は、自殺しやすい人の社会的ストレス要因に対する攻撃的で自己破壊的な反応は、目標に向かった計算よりも自動化されたパブロフ的なプロセスの方が優勢であることを示唆している。

キーワード:自殺、遅延割引、強化学習、社会的意思決定、前頭前野突出部

序論

自殺の問題は、少なくとも古典的な古代から思想家たちの間では、主に道徳的なジレンマとして捉えられてきた。プラトン(『律法』IX)は、自殺は政治の世界では受け入れられない臆病で怠惰な行為であると考えていたが、道徳的な腐敗、司法命令、極度の不幸や恥などの例外的な状況を許容していた。一方、ストイクス派は、生命が自然に繁栄していない場合(キケロ、III)や、人が十分に生きていない場合でも、自殺は正当化されると考えていた(セネカ『書簡』、すべて引用[1])。これらの異なる立場に共通しているのは、自殺は自分自身と他者に結果をもたらす決断であると考えていることである。(表1)

表1 キーワード

主観値

経済学では、オプションに関連付けられている利益の尺度、理論的な共通の通貨は、異質な財を比較するために使用される。価値は動物の学習の期待された報酬に類似している。

遅れの割引

ヒトや他の動物における、遅延した報酬よりも即時の報酬を好むことについての形式的な説明。経済主体は通常、時間の関数として将来の報酬を指数関数的に割り引くのに対し(複利)人間は一般的に双曲線的な割り引きを示す。

パブロフ的学習と器質的学習

刺激-結果-行動-結果の連想の形成

条件付き応答(CR

条件付きの刺激によって引き起こされる生得的な、行動的に柔軟性のない反応

神経計算

環境入力を行動出力に結びつける脳によって実行される計算。Marr (1982)の分析レベルには、(i)解くべき問題を形式化した計算、(ii)問題を解くために使用される数学的手順を指定したアルゴリズム、(iii)ニューロンによってこの解決策がどのように実装されるかを記述した実装がある。

強化学習

実際に受け取った報酬と期待された報酬との不一致(予測誤差)が学習信号を表す、形式的で統計的な動物学習の説明

計算モデルに基づくfMRI

タスクfMRIでは、潜在的な神経計算を表す認知モデルを実験デザイン(例えば強化履歴)と行動に適合させる。予測誤差などの潜在的なプロセスを表すモデル予測信号を、単一被験者のBOLDデータに回帰させる。

前頭前野前頭前皮質(vmPFC; 図2

ヒトの前頭前野皮質の古始的な領域で、無顆粒性領域25/24,14c、粒状異常領域32,14rを含み、さらに新しい粒状領域14m、11mも含まれることがある [2]。領域14c、14r、および11mは内側眼窩前頭前野皮質(mOFC)を包含している。ヒトの画像研究では、主観的な価値表現がvmPFCにマッピングされている。


同時に、臨床家は、自殺の意思決定は、現在の危機、起こりうる結果、代替的な解決策などを限定的かつ浅く検討した後になされることが多いことを長い間観察してきた[3]。実際、自殺未遂は通常、生き残った人が後悔するものである[4]。ウィリアムズのエントラップメント理論[5]やバウマイスターの回避的自己からの逃避としての自殺の見解[6]のような自殺の現代的な説明では、自殺は解決不可能な問題からの逃避であると考えられている。自殺は、気分障害、依存症、精神病によって前駆される。しかし、これらの条件を持つ他の患者と比較すると、自殺しやすい患者は、自分の状況をどのように考え、どのような選択肢があるのかという点で異なっているように見える。ヘルマン・ヘッセの「自殺の誘惑」[7]という言葉は、ある狭い視点から見ると、ギャンブルや薬物の使用と同じように、自殺はやりがいのあるものに見えるのではないかという直感を伝えている。この概念は、自殺ノートの中の快楽とコントロールのテーマに現れている[8]。

意思決定におけるバイアスや歪みが結果(例えば、家族への影響や機会の喪失)や自殺への代替手段(助けを求める、待つ)を曖昧にしている場合、人はこの誘惑に屈する可能性が高くなる。この見解は、少なくとも3つの収束した証拠によって支持されている。

第一に、自殺はギャンブル [9] と依存症 [10] と関連しており、不利な決定によって定義される行動である。

第二に、自殺未遂の既往歴のある個人は実験室での意思決定の変化を示す [11-18]。

第三に、イメージングと深部脳刺激の研究では、自殺行動は皮質-大脳基底核回路における意思決定に関連する信号の混乱と関連している[19-25]。

前述のことは、精神疾患者の自殺幇助が社会的に受け入れられていることから判断すると、自殺はしばしば合理的であり、合理的な人は悲惨な状況下でも自殺を選択するだろうという代替的な信念(多くの人が受け入れている)[26]を根底から覆すものである。

自殺願望のある人の意思決定は何が違うのだろうか。診断、性格構成、年齢層によって自殺行動の表現に大きな違いがあることを考えると、より現実的な質問があるかもしれない。明確な意思決定の異常によって特徴づけられるサブグループがあるのだろうか?さらに、脳の構造や機能にどのような違いがあるのか?以下に、これらの疑問に対処するための仮説と選択された証拠を提示する。意思決定プロセスに関する研究は自殺についての新たな視点を提供しているが、文化、愛着、男性優位性など、重要な複雑性は現在のところその範囲を超えている。以下に検討した研究では、自殺者の大半を占める気分障害患者を対象とした。精神病における自殺行動の根底にあるメカニズムは異なる可能性が高く[27]、精神病患者の自殺行動における意思決定は、報酬学習と意思決定の欠損が統合失調症では顕著であるにもかかわらず、調査されていない[28-30]。

遅延ディスカウンティング:無計画な自殺行為における近視と現在の焦点

自殺とは、個人的な未来全体を拒絶することであり、多くの場合、無常である可能性が高い苦痛に反応して行われる。自殺傾向のある人のこのような近視は、特徴的な衝動性と関連している [31,32]。より正確な仮説は、自殺しやすい人は遅れを嫌い、目先の結果を過大に評価しているということである。このような嗜好は、現在の苦しみからの脱出を、残りの人生よりも主観的に価値のあるものにしてしまうのかもしれない。主観的価値の概念は、私たちの脳が遅延や報酬の大きさなどの異なる入力をどのようにして単一の通貨に変換し、代替的な選択肢の中から選択できるようにしているかを理解する上で中心的なものである。人間が遅延した結果の価値を割引く度合いは人によって異なり、割引率が高い場合(満足感を遅延させる意欲が低い場合)は、特徴的な衝動性、中毒、注意欠陥多動性障害と関連している [33,34]。この関連は自殺にまで及ぶのだろうか?これはもっともらしいが、すべての自殺行為が衝動的であるわけではなく、深刻な自殺行為の多くは十分に計画されたものである [35-38]。そこで、我々は、より高い遅延割引は、計画的ではない自殺行為と選択的に関連しているのではないかと仮説を立てた。自殺未遂の衝動性は必ずしも特徴的な衝動性によって説明されるわけではないが [35-38]、遅延割引は自殺行動の特徴とより特異的に関連しているのではないかと推論した。我々の晩期うつ病患者を対象とした研究では、医学的に重症度が低く計画性の低い自殺未遂の既往歴のある患者では、高い遅延割引率(すなわち、より小さな即時報酬を好む)が示された。高い割引率(遅らせる気がない)は、自殺念慮があり、自殺未遂の既往歴がない人にも見られた。興味深いことに、借金の返済に問題がある人では、遅延割引率が高く、通常自殺行動の原因として見られる金銭的な問題が、近視眼的な決定の履歴を反映している可能性を示唆している[39]。対照的に、より深刻で計画性の高い自殺未遂をした人では、満足感を遅らせる能力はそのままであり、さらに誇張されていた(図1;[40])。深刻で計画性の高い自殺企図をした人の遅延割引の低さは病的傾向であったのだろうか。低遅延割引は、強迫性パーソナリティ障害(OCPD [41])や制限的サブタイプの拒食症[42]で記述されてきた。興味深いことに、より計画的な自殺未遂の既往歴のある高齢者では、その後のfMRI研究で、即時選択と遅延選択の間の主観的価値の差に対する側方前頭前野反応が鈍化していることが示された [43]。1つの興味深い可能性として、OCPD、制限型拒食症、または計画的自殺未遂の患者は、自分の人生を過剰にコントロールしようと努力しているが、時間の内在的価値、すなわち機会費用[44,45]に鈍感であり、より良い代替手段のために放棄すべき行動に過剰な時間を投資しているということが考えられる。

図1 後期うつ病における将来の報酬の割引と自殺行動

(A)低致死率の自殺未遂者と自殺念慮者は、即効性のある報酬を好む傾向が最も強く、次いで非自殺者比較群の2群であった。対照的に、致死率の高い自殺未遂者は、より大きな報酬を待ちたいと考えていた。B)より大きな報酬を待つ意欲は、より計画的な自殺企図と関連していた。

以前に発表された,全文引用。Dombrovski AY, Szanto K, Siegle GJ, et al: Lethal forethought:delayed reward discountingは、老年期における高致死度と低致死度の自殺企図を区別する。生物学的精神医学 2011, 70: 138-144.


遅延割引と自殺行動との関連は、複数回の自殺未遂を経験した思春期の少女を対象とした同時期の研究[46]や、自殺未遂を経験したことのある依存症の人たちを対象とした研究[47]でも再現されている。自殺未遂者における遅延割引の増加は、自殺の危機が沈静化すれば解消する可能性があり [48]、状態的な要素の存在を示唆している。高齢の自殺未遂者における高い遅延割引は、大脳基底核の構造的完全性の乱れを反映している可能性もある[19]が、その後の研究では、高い遅延割引とコルチコ結合の完全性の低下が関連している[49]。さらに、高齢のうつ病患者では、遅延割引時の後帯状皮質と前楔前野における主観的な傍観的価値信号は、特徴的な衝動性によって調節されていた [43]。

vmPFCにおける期待値の計算障害

自殺はしばしば戦略的で意図的な選択であると考えられている [51]。しかし、臨床医は、自殺の危機における最後の藁は、口論、職場での問題、請求書など、驚くほど些細なものであることを知っている。それ以外の時には重要だと思われている抑止力が見過ごされていることから、自殺者は出来事や自分の行動の結果(または期待される価値)を推定できない可能性があることが示唆されている。これらの臨床観察と一致するように、自殺未遂者は、不確実で動的な環境において、瞬間から瞬間へのフィードバックに基づいた動的な意思決定を行う能力が損なわれていることが多い [13,14,16,20]。初期の研究では、自殺未遂者は繊細ではあるがメカニズムに特異的ではないアイオワ・ギャンブル・タスク(Iowa Gambling Task)で不十分な意思決定を行うことが明らかになった(メタアナリシスについては[16]を参照のこと)。その後の行動学的研究では、自殺未遂者の意思決定を解剖し、特定のバイアスを明らかにすることを目的とした。これらのバイアスの1つは、意思決定における重要な情報の無視である [12,14,52]。この行動の初期の例は、学習を伴わないケンブリッジ・ギャンブル・タスク(CGT)で見られた。CGTはルーレットに似ているが、2つの結果または「色」のうちの1つに賭けるように求められるが、結果の確率は6:4から9:1の間で操作され、被験者に明示的に示される。しかし、多数派の色に賭けるのではなく、高齢のうつ状態の自殺未遂者(自殺念願者ではないが)は、オッズを無視して約1/4の試験で少数派の色を選択した[12]。別の例は確率的反転学習(PRL)課題で見られ、最初に2つの選択肢が提示され、そのうち1つ目は頻繁に報酬が与えられる(80%)、2つ目はあまり報酬が与えられない(20%)。40回の試行の後、被験者は知らないうちに強化偶発性を反転させる。この課題では、時折誤解を招くような(確率的な)フィードバックがあるにもかかわらず、以前に強化された刺激にとどまることと、真の反転が起こったときに切り替えることとをトレードオフする必要がある。自殺未遂者は初期学習では障害を受けなかったが、反転後に新しい偶発性を学ぶことができなかった。自殺未遂者は、誤解を招くような負のフィードバックを1回受けただけで、新たに強化された選択肢から離れるか、以前に報われた選択肢を選択することを我慢して、その後の負のフィードバックを無視していた [14]。自殺未遂者における意思決定に関連する情報の無視は、前頭側頭側頭型認知症の行動変型患者[53-55]では前頭前野前頭前皮質(vmPFC; 図2a)が選択的に障害され、ヒト[56,57]や他の霊長類[58]ではvmPFCの病変がある場合に、価値に基づく意思決定の障害に類似している。なぜなら、ヒトのイメージング研究では、一般的な期待値(図2b;メタ解析は[59]参照)と特に学習値(図2c;メタ解析は[60]参照)が一貫してvmPFCにマッピングされているからである(ヒトのイメージング研究と比較した動物の電気生理学的実験と病変実験の比較レビューは[61]も参照)。これらの観察から、自殺行動を起こしやすい個体では、(i)実験室での意思決定に関連する情報と(ii)自殺危機における抑止力や代替解決策の両方を無視することが、vmPFCでの期待値信号の乱れと並行して起こるという仮説が導き出された。

図2

図2a. ヒトとマカクザルのベントロメドラル(上)と眼窩(下)の前頭前野表面の建築学的パーセル化。

前頭前野の前頭前皮質は、無顆粒性領域25/24,14cと粒状異所性領域32,14rを含み、粒状領域14m、11mも含まれることがある。領域14c、14r、および11mは内側眼窩前頭前皮質(mOFC)を包含する。

以前に公開された、フルカイト。Mackey S, Petrides M. ヒトとサルの脳における前頭前野の前庭側と側方の眼窩前頭皮質内の同等のアーキテクチャー領域の定量的な実証。神経科学のヨーロッパジャーナル2010,32:1940-1950。

図2b. ヒトのfMRI研究における主観的価値の表現。モダリティに依存しない単調な信号を持つ領域を検出するように設計されたコンジャンクション解析。

主観的価値の信号は、前頭前野と腹側線条体に最も一貫して見られる。これらの信号は,脳の他の場所ではポジティブな結果だけでなくネガティブな結果も大きくなると増加するサリエンス信号とは異なり,主観的価値の増加に伴って特異的かつ単調に追跡される.

以前に発表された、完全引用。オスカー・バルトラ、ジョセフ・T・マクガイア、ジョセフ・W・ケーブル。評価システム。主観的価値の神経的相関を調べる BOLD fMRI 実験の協調ベースのメタアナリシス.NeuroImage 2013, 76: 412-427

図2c. ヒトvmPFCにおける学習値の表現:強化学習モデルを用いたfMRI研究のメタ解析。

このメタ解析には、強化学習モデルを用いたヒトのイメージング研究が含まれている。学習された値の信号は,前頭前野の前頭前野にマッピングされた。

以前に公開された、フルカイト。Chase HW, Kumar P, Eickhoff SB, Dombrovski AY: Reinforcement learning models and their neural correlates. 活性化尤度推定メタアナリシス。Cognitive Affective and Behavioral Neuroscience 2015, doi:10.3758/s13415-015-0338-7.

図2d. 高齢のうつ病自殺未遂者のvmPFCにおける鈍化した値信号

自殺未遂の既往は、視床周囲vmPFC(関心のある報酬修飾されたvmPFC領域の後周側にある前生帯状体[BA 32,24,25])における期待される報酬に対する反応の弱さと関連していた。P<0.05,補正、うつ病群の状態をコントロール。xおよびzの値は、モントリオール神経学研究所の座標を示す。

以前に発表された、フルカイト。Dombrovski AY, Szanto K, Clark L, Reynolds CF, Siegle GJ:晩期うつ病における報酬シグナル,自殺未遂,および衝動性.JAMA精神医学 2013,70:1020-1030。


我々は、PRL課題[20]を用いた晩期うつ病における自殺未遂の機能的MRI研究において、この仮説を検証した。すべての参加者の値信号を推定するために、強化学習(RL)モデルを採用した。RLでは、各学習エピソード(トライアルなど)において、以前に期待された結果と実際に得られた結果との不一致によって期待値が更新される([62,63];紹介は[64]を参照)。このように、モデルを参加者と同じ強化履歴にさらすことで、我々はすべての参加者の各試行について学習値のユニークな推定値を得た。そして、これらの推定値を使用して、脳内の価値表現をマッピングした。ここでの計算モデルに基づくfMRIの利点は、単に刺激や実験条件に対する反応を登録するのではなく、学習の潜在的なプロセスをマッピングすることである。対照群では、値の信号はvmPFCと他の傍脳皮質領域で表現されていた。自殺未遂者では、vmPFCの値信号は鈍化していた(図2d)。さらに、意思決定との関連性を確認したところ、鈍化の程度は、スキャナー内でのPRLの忍耐的エラーや、スキャナー外でのCGTのオッズに対する賭けに応じて尺度が変化した。最後に、価値信号は、自殺企図が最も少ない患者と形質的衝動性が高い患者で最も鈍化していた [20]。vmPFCの価値信号の同様の鈍化は、破壊的行動障害を持つ青少年で報告されており[65,66]、これは外向性障害の一般的な特徴である可能性がある。これらの興味をそそる所見は複製を必要とする。多くの疑問が残っている:これらの障害は、不確実な環境で学習される価値に特有のものなのか、それともCGT所見で示唆されているように、あらゆる選択状況にまで及ぶのか。価値計算の異常はvmPFC/MOFCに内在するものなのか[56-58]、それとも上行性中肋・視床入力の障害による下流の結果なのか[67]。大脳基底核 [19,21,23,68,69] と自殺行動との関連は、後者の可能性を示唆している。

社会的意思決定。パブロフ型から器質的移行

自殺を試みる理由は複雑で多様であるが、離婚、家族の不和、あるいは孤立感などの社会的ストレス要因が主な役割を果たすことが多い [70-72]。さらに、社会的なつながりを強化することは、多くの自殺予防プログラムの重要な焦点である[73]。いくつかのケースでは、自殺未遂は怒りを表現したいという欲求によって動機付けられ、または衝動的な攻撃性と関連している[31,74,75]。他には、自殺は他者への負担を軽減したいという願望によって動機づけられることもある [77]。

いずれにしても、自殺を試みる人は、自死遺族の経験に反映されているように、対人関係の情報を自分の意思決定に統合する方法を過小評価したり、誤解したりしているようである [78]。自殺を完了した人の遺族は、しばしば対人反応性の問題や社会的支援の伝達の困難さを述べている。例えば、境界性パーソナリティ障害(BPD)では、対人過敏であり、しばしば社会的合図を歪めたり、他者に対する極端な意見を形成したり、他者の行動や顔の表情さえも悪意のあるものと誤認したりする [79]。親密な関係の中で認識された喧嘩っぽい行動は、自分自身の喧嘩っぽさを増強し、この関連性はBPDでは拡大される [80]。このような社会的認識と表現の偏りは、自殺クライシスの前段階にあるのかもしれない。

自己価値の評価や対人関係の質の評価において社会的情報を統合することの困難さは、より一般的に自殺における価値観に基づく意思決定の障害と関連している可能性がある。例えば、最後通牒ゲーム(ここでは社会的協力が重要である)では、致死率の高い自殺未遂者は、ゲームでの自分の勝利に不利であるにもかかわらず、不公平さを理由に他人を罰する傾向があることがわかっている[81]。意思決定の観点から、自殺における不適応な社会的行動の2つの注目すべき特徴がある:不利な結果に対する行動的鈍感性[80-82]と内的感情状態に対する感受性の高まり[80,81]である。これらはパブロフ系の特徴的な特性であり、目標指示行動に関与する道具的で意図的な意思決定システムとは区別される[83-86]。このように、社会的トリガーは適応学習と意思決定を妨げる強力なパブロフの条件付き合図であると我々は考えている。したがって、社会的葛藤に対する攻撃的、敵対的、自己破壊的な反応は、条件付き反応(CR)に対応する。条件付反応の柔軟性のなさと、行動の結果ではなく内的状態への感受性は、自己破壊的な行動と同様に、社会的情報の硬直的な誤推定を促進する。道具的意思決定におけるパブロフ的バイアスの強い証拠があるが(学習の文献ではパブロフから道具への移行と呼ばれている;[87][88]参照)自殺における社会的意思決定への拡張はまだ初期段階である。この方向性の大きな課題の一つは、何が自殺における社会的意思決定に特有のものであり、何が価値に基づく意思決定におけるより広範な混乱を反映しているのかを理解することであろう(規範的な文献での関連する議論については[89]を参照のこと)。

結論

自殺行動が、その結果や余命の価値を誤って予測することを伴う限り、自殺行動は予測と選択の障害である。我々は、(i)時間、(ii)リスクや不確実な報酬を伴う選択肢、(iii)社会的取引の価値についての極端な予測や誤った予測を伴う自殺行動のメカニズムについて、3つの仮説を議論してきた。遅延割引の増加と価値計算の乱れは衝動性と広く関連しており、学習と意思決定を司る皮質・視床筋ネットワークにおける衝動的な自殺行動の基質を研究するための理論的・生物学的根拠に基づいたアプローチを構成している。社会的意思決定における不均衡なパブロフ的影響の概念は、対人的脆弱性と社会的葛藤の自殺危機へのエスカレーションに関連している。

これらの仮説は、環境入力(報酬の大きさや遅延、実験室での強化履歴や実生活での経験)を利用して、選択を生成する神経計算を指している。このような計算の説明は、遅延ディスカウンティング(i)のような記述的なものでも、強化学習(ii,iii)のような機械論的なものでもよい。研究領域基準のような還元主義的なフレームワークは、複雑な現実世界の行動(例えば自殺)から実験室での瞬間的な行動、脳回路などの異なるレベルの分析を統合することを求めている。計算モデルはこれらのレベルをリンクさせ、ニューラルネットワークが環境からの入力に対して実行する操作の観点から行動を説明する。しかし、これは、自殺を含む行動に関する既存の心理学的な理論が回避されてきたことを意味するものではない。むしろ、私たちの課題は、自殺の臨床理論を計算モデルの形式的な言語に翻訳することである。

キーポイント

  • 意思決定神経科学の観点からは、自殺は予測と政策選択の障害である。
  • 自殺未遂の研究では、衝動性と広く関連した意思決定プロセスにおける2つの重要な変化が確認されている。(1) 大脳前頭前野における価値信号の鈍化に伴う意思決定関連情報の無視、(2) 大脳基底核の変化に伴う遅延割引の増加
  • 自殺しやすい人の社会的ストレス要因に対する攻撃的な反応や自己破壊的な反応は、目標に向かった計算よりも自動化されたパブロフ的なプロセスが優勢であることが原因であることを提案する。
  • 計算モデル化により、研究者は異なるレベルの分析を統合し、行動と基礎となる神経計算をリンクさせて、自殺傾向のある人の不利な意思決定の還元論的説明を展開することができるようになる。