デジタル革命が人間の脳と行動に与える影響 我々はどこに立っているのか?

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未来学・シンギュラリティー・人工知能
The impact of the digital revolution
on human brain and behavior
The impact of the digital revolution 
on human brain and behavior: where 
do we stand?

This overview will outline the current results of neuroscience research on the possible effects of digital media use on the human brain, cognition, and behavior...

Dialogues Clin Neurosci. 2020 Jun

マーティン・コルテ博士

概要

この概要では、デジタルメディアの使用が人間の脳、認知、行動に及ぼす影響の可能性に関する神経科学研究の最新の結果を紹介する。これは、個人がデジタルメディアを使用する時間が非常に長いことから、重要な意味を持っている。デジタルメディアには、遠距離でも仲間と簡単にコミュニケーションできることや、学生や高齢者のトレーニングツールとして利用されていることなど、いくつかの良い面もあるが、脳や心への悪影響も指摘されている。インターネットやゲームへの依存、言語の発達、感情信号の処理などに関連して、神経学的な影響が観察されている。しかし、これまで行われてきた神経科学的な研究の多くは、ソーシャルメディアの利用状況を自己申告によってのみ評価していることから、神経科学者は、スクリーン上で何が、どのくらいの時間、どのくらいの年齢で行われているかという点について、より精度の高いデータセットを含める必要があると主張している。

キーワード:依存症、思春期、扁桃体、注意、脳の発達、認知神経科学、デジタルメディア、言語発達、前頭前野

はじめに

今から111年前、E.M.フォースターは、食料供給から情報技術まで、すべてを謎の機械がコントロールするという未来のシナリオを描いた短編小説(The Machine Stops, 1909, The Oxford and Cambridge Review)を発表した。今日のインターネットやデジタルメディアの出来事を想起させる状況で、このディストピアでは、すべてのコミュニケーションが遠隔地で行われ、対面での会議も行われなくなっている。誰もが機械に依存するようになるため、機械が考え方を支配しているのである。この短編では、機械が動かなくなると、社会が崩壊する。

この物語は、デジタルメディアや関連技術が我々の脳に与える影響について、今日でも関連する多くの疑問を投げかけている。今号のDialogues in Clinical Neuroscienceでは、デジタルメディアの利用が脳機能にどのように、どのような手段で、どのような影響を与えるのかを、人間の存在の良い面、悪い面、そして醜い面から多角的に探っていく。

オンラインゲームやスマートフォン、タブレット、インターネットなど、デジタルメディアの利用は、世界中で社会を大きく変えている。英国だけを見ても、通信規制機関(Ofcom)が収集したデータによると、16歳から24歳までの95%の人がスマートフォンを所有しており、平均12分ごとにチェックしている。推定では、全成人の20%が週に40時間以上ネットに接続していると言われている。インターネットをはじめとするデジタルメディアが、我々の現代生活の重要な要素となっていることは間違いない。ウェブページ(http://www.internetworldstats.com/stats.htm)で2019年12月31日に発表されたデータによると、世界で45億7,000万人近くがインターネットにアクセスしている。この10年間で指数関数的に増加しており、その変化のスピードには驚かされる。我々の脳や心は、どのように、そしてどのようなコストやメリットが考えられるのであろうか。

実際、デジタルメディアの使用が、脳の機能や構造、さらには心身の健康、教育、社会的交流、政治などに及ぼす影響についての懸念が高まっている。2019,世界保健機関(WHO)は、子どものスクリーンタイムに関する厳しいガイドラインを発表した。そして-学校がスマートフォンの使用を制限することを許可する法律(Assembly Bill 272)を発表した。これらの行動は、デジタルメディアを集中的に使用することが、作業記憶能力の低下1~3,うつ病から不安障害、睡眠障害などの心理的問題4,5,画面上での読書中のテキスト理解度に影響を与えるという結果が発表された後に取られたものである6,7。後者は、複雑なストーリーや相互に関連する事実を印刷された本で読むと、同じテキストを画面上で読むよりも、ストーリーや詳細、事実間の関連性をよりよく思い出すことができるという、かなり驚くべき例である7-9。このような驚くべき結果が得られたのは、LED(Light Emitting Diode)スクリーン上の文字も、印刷された本の中の文字も同じであることを考慮すると、空間的な手がかりやその他の感覚的な手がかりと、事実の関連付けをどのように利用するかが関係していると考えられる。さらに、言語科学者のNaomi Baronは、Makinの記事に引用されているが10,デジタル環境がテキスト分析の表面的な関与につながるように、読書の習慣が異なると主張している。これは、デジタルメディアの利用者の多くが、1つの項目をチラ見したり、次の項目に移ったりするマルチタスクを行っていることに起因していると考えられるこのような習慣は、注意力を低下させ、注意欠陥多動性障害(ADHD)の診断件数が10年前よりも増加している一因となっている可能性がある1。これは単なる相関関係なのであろうか。それとも、デジタルメディアでのマルチタスクがADHDの発症率の増加に寄与している、あるいは原因となっていることを示しているのであろうか。スマートフォンを見ただけで(使ってもいないのに)ワーキングメモリの容量が低下し、認知タスクのパフォーマンスが低下するのは、ワーキングメモリのリソースの一部がスマートフォンを無視することに追われているからだという仮説を裏付ける2つの議論がある11。さらに、スマートフォンをマルチタスクで使えば使うほど、マルチタスクをほとんど行わない人に比べて、気が散りやすくなり、タスク切り替え試験の成績が低下するという結果も出ている11。この結果には異論もあるが(参考文献10参照)このような結果の違いは、デジタルメディア自体が心に良いものでも悪いものでもなく、デジタルメディアをどのように使うかということに関係しているのかもしれない。スマートフォンやその他のデジタルメディアを何のために使い、どのくらいの頻度で使うかが重要なパラメータであり、この議論では無視されがちな点である。

デジタルメディアの使用に関連する脳の可塑性

デジタルメディアの使用が人間の脳に大きな影響を与えるかどうかを解明するための最も直接的でシンプルなアプローチは、タッチスクリーン上での指先の使用によって、運動野や体性感覚野の皮質活動が変化するかどうかを調べることである。Gindratら12,13は、この方法を用った。指先の触覚受容体に割り当てられた皮質空間は、手の使用頻度に影響されることがすでに知られていた14。例えば、弦楽器奏者は、楽器を演奏する際に使用する指に割り当てられた体性感覚皮質の皮質ニューロンが多い15。Gindratら12,13は、タッチスクリーン搭載のスマートフォンの使用者と、タッチセンサーのない携帯電話のみを使用している対照者の親指、中指、人差し指の先端を触ったときに生じる皮質電位を、脳波を用いて測定した。その結果、タッチスクリーン携帯電話の使用者だけが、親指と人差し指の先端からの皮質電位の増加を示したことは注目に値する。これらの反応は、使用強度と統計的に高い相関があった。また、親指については、タッチスクリーンの使用状況が日々変化していても、皮質表現の大きさは相関していた。これらの結果は、タッチスクリーンを繰り返し使用することで、指先の体性感覚処理が変化することを明確に示しており、また、親指におけるそのような表現は、使用状況に応じて短期間(数日間)で変化することも示している。

以上のことから、タッチスクリーンを集中的に使用すると、体性感覚皮質が再編成されることがわかった。したがって、デジタルメディアの使用によって、大脳皮質の処理が継続的に形成されると結論づけることができる。今回は調査しなかったが、将来的には調査する必要があるのは、指先と親指におけるこのような皮質表現の拡大が、他の運動調整能力を犠牲にして起こったかどうかということである。これは、皮質空間と運動プログラムとの競合、あるいは全体的な運動不足(例えば、参考文献17参照)のために、運動技能がスクリーン使用時間と逆相関していることを考えると、非常に重要である。

発達中の脳への影響

運動能力への影響は、デジタルメディアの使用について考慮すべき1つの側面であり、他の側面としては、言語、認知、および発達中の脳における視覚的物体の知覚への影響が挙げられる。この点について、Gomezら18は、視覚系の発達の詳細がデジタルメディアの内容によって影響を受ける可能性があることを示したことは注目に値する。これを調べるために、機能的磁気共鳴画像法(fMRI)を用いて、子供の頃にゲーム「ポケモン」を集中的にプレイしたことのある成人被験者の脳をスキャンした。物体や顔の認識は、腹側視覚路の高次視覚領域、主に腹側頭葉で行われることがすでに知られている19。典型的なポケモンのフィギュアは、動物のような人間化されたキャラクターが混在しており、人間の環境では見ることのできないユニークなタイプの物体である。子供の頃にポケモンに親しんだ大人だけが、ポケモンのフィギュアに対して、腹側頭葉の顔認識領域に近い部分に、はっきりとした分布型の皮質反応を示したこれらのデータは、デジタルメディアの利用が、数十年後にもデジタルの図形や物体に対する独自の機能的かつ長期的な表現につながることを、原理的に証明している。驚くべきことに、すべてのポケモンプレイヤーが、ポケモンに対する腹側視覚野の同じ機能的トポグラフィーを示した。

また、これらのデータが、新しいクラスの物体に対する新しい表現を高次視覚野に追加する脳の驚異的な可塑性を単に示しているのか、あるいは、デジタルメディアを集中的に使用することによる物体表現が、皮質空間をめぐる競争の結果として、顔の認識や処理に悪影響を及ぼす可能性があるのかは、ここでは明らかではない。この点に関して、若年成人を対象とした共感性研究において、デジタルメディアの利用時間と他の人間に対する認知的共感性の低下との間に相関関係があることが報告されていることは注目に値します20,21。他の人が何を考えているかについての洞察力の欠如(心の理論)によるものなのか、顔認識の問題によるものなのか、あるいは(ネット利用時間が長すぎるために)仲間との接触がないことによるものなのかは、現時点では明らかではない。なお、ネット利用時間と共感性に相関がないと報告した研究もあることを強調しておきたい(レビューは、参考文献22および23を参照)。

もう一つの関心事は、言語に関連するプロセス(意味論や文法)の発達が、デジタルメディアの集中的な使用によって何らかの影響を受けるかどうかである。この点で気になるのは、就学前の子どもたちが早期にスクリーンを多用すると、言語ネットワークに劇的な影響を及ぼす可能性があることだ。これは、高度な拡散テンソルMRI24,25で示されている(図1)。拡散テンソルMRI24,25(図1)は、脳内の白質の完全性を推定する方法である。さらに、就学前の子どもたちを対象に、認知課題のテストも行った。これは、米国小児科学会(AAP)が推奨するスクリーンメディアを反映した15項目の観察者用スクリーニングツール(ScreenQ)を用いて、標準的な方法で測定した。ScreenQのスコアは、年齢、性別、世帯収入を考慮した上で、拡散テンソルMRIの測定値および認知機能テストのスコアと統計的に相関させた。その結果、幼児期の集中的なデジタルメディアの使用と、白質路の微細構造、特に脳のBroca領域とWernicke領域の間の微細構造の統合性の低下との間に、明確な相関関係が認められた(図1)。Grosseeら26やSkeideとFriederici27が述べているように、言語理解力や言語能力は、これらの繊維路の発達と高い相関関係がある。さらに、年齢や平均的な世帯収入が一致していても、実行機能や識字能力の低下が観察された。また、デジタルメディアの使用は、実行機能に関する行動評価のスコアが有意に低いことと相関していた。著者らは次のように結論づけている25。「家庭、保育園、学校などの環境で、スクリーンを使ったメディアの使用がどこにでもあり、子どもたちの間で増加していることを考えると、これらの知見は、発達中の脳、特に幼児期のダイナミックな脳の成長段階における脳への影響を明らかにするために、さらなる研究が必要であることを示唆している」と。この研究は、言語領域間の繊維路が十分に発達していないと、読解力が損なわれる可能性があることを示している。子供の読解力が学校での成功を予測する優れた要因であることを考えると、ScreenQのスコアが学校での成功と相関するかどうか、また、従来の本での読書と、スクリーンや電子書籍、ウェブページでの読書との比較を調査することも有益である。

図1 就学前児童の脳の拡散テンソル磁気共鳴画像で、スクリーンを用いたメディアの使用と白質統合性との関連を示している

幼稚園児の脳の拡散テンソル磁気共鳴画像。白質ボクセルは、ScreenQスコア(スクリーンメディアの使用状況、すなわちデジタルメディアをどれだけ集中的に使用したかを示す)と、分画異方性(FA)の低下、および放射状拡散性(RD)の上昇との間に、統計的に有意な相関関係を示しており、これらは全脳画像の解析において繊維路を示している。すべてのデータは、世帯収入レベルと子どもの年齢でコントロールされている(P > 0.05,ファミリーワイズエラー補正済み)。カラーコードは、相関の大きさまたは傾き(ScreenQスコアが1ポイント上昇するごとの拡散テンソル画像パラメータの変化)を示す。参考文献24からの引用:Hutton JS, Dudley J, Horowitz-Kraus T, DeWitt T, Holland SK. 就学前年齢の子どもにおけるスクリーンベースのメディア使用と脳白質の整合性との関連。

 

言語領域の発達以外にも、電子メディアの利用によって読書習慣が変化する可能性がある。この変化は、新しい読者や読書障害のある人に影響を与えるかもしれない。28 ここでは、子どもたちが、音声、イラスト、アニメーション形式の類似した3つの物語を聞き、その後、事実の想起テストを行う際に、fMRIを用いた。視覚的知覚、視覚的イメージ、言語、デフォルト・モード・ネットワーク(DMN)小脳関連の各フォーマット間で、ネットワーク内およびネットワーク間の機能的結合性を比較した。イラストは音声に比べて、言語ネットワーク内の機能的結合性が減少し、視覚、DMN、小脳ネットワーク間の機能的結合性が増加した。これは、絵や視覚的イメージによって言語ネットワークの負担が減少したことを示唆しているまた、アニメーションでは、他のフォーマット(特にイラスト)に比べて、すべてのネットワーク間の接続性が低下しており、ネットワークの統合性を犠牲にして視覚的知覚に偏っていることが示唆された。これらの結果から、就学前の子どもの脳の機能的ネットワークの結合性は、アニメーションと従来の物語の形式で大きく異なることが示唆され、この年齢では言語の足場として絵入りの絵本が有効であることが強調された。さらに、深読みはデジタルメディアの影響を受ける可能性がある29。このような読書パターンの変化は、若年成人の深読みスキルの発達を脅かす可能性がある。

脳の発達にとって特に重要な時期は思春期であり、感情や社会的側面に関わる脳領域が集中的に変化する時期である。ソーシャルメディアは、思春期の若者が直接会うことなく、一度に多くの仲間と交流することを可能にするため、思春期の脳に大きな影響を与えるかもしれない。実際、これまでに発表されたデータによると、思春期の若者は感情の処理方法が異なり、それはソーシャルメディアの利用強度と高い相関関係があることがわかっている。このことは、感情を処理する扁桃体の灰白質体積で示されている(図2)。30,31 このことは、オンライン・ソーシャル・ネットワークにおける実際の社会的経験と脳の発達との間に重要な相互作用があることを示唆している32。感情の先行性、仲間への適合性、受容感度などにより、特に10代の若者は、フェイクニュースやショッキングなニュース、ありえない自己期待にさらされたり、デジタルメディアの好ましくない使用により感情の制御に関して脆弱になったりする可能性がある33。ここで欠けているのは、個人的な直接的な交流ではなく、オンラインでのソーシャルネットワークの大きさによって、思春期の脳の形成が異なるかどうかを明らかにするための縦断的研究である。

図2 人間の脳の磁気共鳴画像と、灰白質体積(GMV)とソーシャルネットワークの相関関係を示す分析結果

灰白質体積(GMV)とソーシャルネットワークサイト(SNS)依存症スコアの相関を示す解析結果

描かれているのは、ボクセル・ワイズ・ベースド・モルフォメトリー(VBM)の可視化である。

ボクセル・ワイズ・ベースド・モルフォメトリー(VBM)を3つの異なるビューで可視化したもの。(A)レンダリングされた脳、(B)コロナルビュー、(C)サジタルビュー。
SNS中毒スコアは、両側の扁桃体のGMVと負の相関を示し(青色の部分)GMVと正の相関を示した。

SNS依存症スコアは、前/中帯状皮質(ACC/MCC、黄色の領域で示す)のGMVと負の相関があった。画像はX線写真で表示されている

(D-F) 散布図では、前/中帯状皮質(ACC/MCC)のGMVと正の相関を示している。(D-F) 散布図は、(D)ACC/MCC、(E)左扁桃体、(F)右扁桃体におけるGMVとSNS依存症スコアの相関パターンを示す。参考文献57から引用


余談であるが、暴力的なゲームが人間の行動に大きな影響を与えるという証拠は、より明確に定義されている34最新の論文のメタ分析によると、暴力的なビデオゲームへの曝露は、攻撃的な行動の増加、および共感性の減少と向社会的行動の低下の非常に有意なリスク要因であることが示されている34。

シナプス可塑性

上述の研究は、デジタルメディアの集中的な利用によって脳の可塑性が高まるという考え方を支持するものである。詳細には驚くべき効果が観察されているが、全体的には、脳は使用状況に応じて、つまり学習、習慣、経験によって、機能的・構造的な接続性を変化させることが以前から明らかにされている35,36。この効果が人間の認知や健康の質に及ぼす影響を判断するためには、むしろ、デジタルメディアを多用することによって、我々の脳が特定の認知モードで働き、おそらく重要な他のモードが犠牲になっているかどうかが問題となる。脳の機能的・構造的な接続性を調整する能力の影響は、人間を対象とした多くの神経画像研究で実証されている37。他にも、Maguire39によるロンドンのタクシー運転手を対象とした研究や、(前述の)ピアニスト14やジャグラー40を対象とした研究では、集中的に使用することで新しいシナプス結合の成長が促される(「使う」)と同時に、使用頻度の低いニューロンのシナプス結合が排除される(「失う」)ことが示されている41,42。

細胞レベルでは、この現象はシナプス可塑性と呼ばれており、KorteとSchmitzがレビューしている35。現在では、人間の大脳皮質や海馬、そして皮質下の領域の神経細胞は、高い可塑性を持っていることが広く認められている。つまり、集中的なトレーニングなどによって神経細胞の活動パターンが変化すると、シナプスの構造だけでなく、シナプスの機能も変化するということである。活動に依存したシナプス可塑性は、シナプス伝達の有効性を変化させ(機能的可塑性)シナプス結合の構造と数を変化させる(構造的可塑性)35,43,44。シナプス可塑性は、経験に応じて生後の脳を調整するための基盤を構築し、学習・記憶プロセスの細胞実装であることが、1949年にDonald O. Hebbによって示唆された。ヘブは、使用、訓練、習慣、学習などによる神経細胞の活動の変化は、単一の神経細胞ではなく、神経細胞の集合体に記憶されると提唱した41。この方法による可塑性は、神経細胞間のシナプスを変化させることでネットワークレベルで起こるため、活動依存性シナプス可塑性と呼ばれる。また、ヘブの定理には重要な法則があり、シナプス前後の神経細胞が一致した活動(連合性)を示すとシナプス強度が変化し、神経細胞集合体の入出力特性が変化すると予測されている。これらが再び一緒に活性化されて初めて記憶されるのである。重要なのは、ある強度の脳活動に対するシナプス反応が増強されることである。詳しくはMageeとGrienbergerを参照のこと45。このことは、デジタルメディアやソーシャルネットワーク、あるいは単にインターネットの利用を含め、日常的に行われる人間のあらゆる活動が脳に刻印されることを意味している。人間の認知機能の良い面、悪い面、あるいは醜い面は、その活動自体にかかっているのか、あるいは他の活動を犠牲にして行われているのかによる。この点について、マルチタスクモードと細胞シナプス可塑性を関連づけて、Sajikumarら46は、狭い時間内に同じニューロン集団に衝突する3つの入力を活性化すると(マルチタスクをしようとする人間の場合のように)入力が恣意的に強化され、必ずしも最も強い入力ではなくなることを示した。つまり、特定の脳領域のニューロンネットワークへの入力が処理能力の限界を超えると、関連する事実の記憶が損なわれる可能性があるということである。

デジタルメディアが脳の老化に与える影響

デジタルメディアの使用、文化、相互作用の影響や考えられる否定的または肯定的な側面は、総消費時間や関係する認知領域に依存するだけでなく、年齢にも依存する可能性がある。そのため、Huttonら25が報告した未就学児への悪影響は、成人の利用で見られるもの(中毒など)や、高齢者で見られる影響とは全く異なる可能性がある。したがって、デジタルメディアを使って高齢者の脳をトレーニングすることは、未就学児のスクリーンタイムや成人の恒常的な気晴らしとは異なる結果をもたらすかもしれない。

老化は遺伝的に決まるだけでなく、ライフスタイルや、脳の使い方・鍛え方にも左右される(参考文献47)。デジタルメディアを用いたある成功例では、コンピュータゲームによる反応抑制のトレーニングにより、高齢者の注意力が向上した48。ここでは、タブレットを用いたトレーニングをわずか2カ月間行っただけで、対照群と比較して、側面抑制に関する有意な認知効果が観察された。これらの効果は、おそらく構造的な可塑性のプロセスを介したものであり、トレーニング課題の実行時間に依存していた:トレーニング時間に比例して結果が向上した。この結果は、ゲームベースのデジタルトレーニングプログラムが高齢者の認知機能を向上させる可能性があることを示しており、注意力のトレーニングが前頭葉の活動の増加を介して行われることを示した他の研究とも一致している50。他の研究では、コンピュータトレーニングが高齢者(65歳以上)の脳を鍛えるための可能な手段であり、脳トレーニングプログラムが健康的な認知機能の加齢を促進するのに役立つことが示され、これらの結果を支持している51,52(参考文献53も参照)。今後、高齢者がデジタルメディアを利用することで、若年期にデジタルメディアやマルチタスクを集中的に利用した後に低下する注意力などの認知能力を維持、あるいは向上させることができるかどうかを探るのは興味深いことである。

依存症のメカニズムとデジタルメディアの使用

古典的な薬物使用障害に加えて、行動的な中毒も分類されている。54 WHOは現在、国際疾病分類第11改訂版(ICD-11)にインターネット使用障害(IUD)またはインターネットゲーム障害/インターネット中毒(IGD)を含めているが、将来的には行動的な中毒として「スマートフォン使用障害」も含める可能性がある(https://icd.who.int/browse11/l-m/en)。依存症は、慢性的な再発性疾患で、物質やギャンブルなどの行動を求めて使用する強迫観念を特徴としている。また、特定の行動や薬物の摂取を制限することができなくなり、薬物や行動を得ることができない状況では、主に否定的な感情(不安、苛立ち、不快感など)が現れる。神経学的には、依存症は、前頭条虫と前帯状疱疹の回路の全体的なネットワークの変化によって特徴づけられる。これらは、IGD/IUD依存症の特徴でもある。55 IGDに関連する脳の機能的・構造的変化に関する体系的でより詳細なメタ分析については、Yaoら56およびD’Hondtら57による以下のレビューを参照してほしい。

また、脳の解剖学的変化とSNS(ソーシャル・ネットワーキング・サイト)依存症との間に相関関係を見出した研究があることも注目に値する58。これは特に、ソーシャルメディアとの激しいやりとりが、依存症行動に関与する脳領域の灰白質の変化と相関関係があることを示している。また、他の研究でも、ソーシャルメディアの利用が脳の神経構造に大きな影響を与えることが報告されている(参考文献32)。これらのデータの意味するところは、神経科学や心理学の研究は、オンライン中毒障害や、ゲームやソーシャルネットワークの利用に関連したその他の不適応行動の理解と予防にもっと注意を向けるべきだということである。

電子機器による神経強化

ここまではデジタルメディアについて説明してきたが、電子機器全般は、人間の脳を直接刺激するために使用することもできる。ここで難しいのは、人間の脳は単純なチューリング・マシンではなく59,使用しているアルゴリズムも明確ではないことである。このため、デジタル技術によって脳を再プログラムし、特定の脳領域を単純に刺激することで認知能力が向上するとは考えにくい。しかし、パーキンソン病、うつ病、依存症などの治療オプションとしての深部脳刺激は別の話である60-62。さらに、いわゆるブレイン・マシン・インターフェイス(BMI)に関する研究では、運動機能や人工的な道具(例えば、ロボットやアバターの四肢)の同化に関して、脳の体性感覚表現への組み込みが可能であることが示されている63。これは、ニューロンが活動に依存したシナプス可塑性のプロセスを通じて人工機器の表現を学習することが一因となっている63。このことは、実際に、電子技術によって自己意識が変化し、外部機器を組み込むことができることを示している。Nicolelisらは最近、BMIデバイスを使用する訓練を受けた麻痺患者の身体感覚をこのように拡張することで、アバターの人工的な身体の動きを操縦できるようになり、臨床的に意義のある回復につながることを実証した64。

このことは、人間の脳がデジタル機器の二進法やアルゴリスムまで模倣できることを意味するものではないが、デジタル機器やデジタルメディアが人間の精神的なスキルや行動に大きな影響を与える可能性があることを強調している(カーが深く考察している65)。この影響は、オンラインのクラウドストレージや検索エンジンが人間の記憶パフォーマンスに与える影響によっても強調されている。この仮定のもとでは、自分の脳の記憶機能(主に側頭葉)だけに頼らなければならないと考えていた被験者に比べて、パフォーマンスが低下したことが、fMRI分析で明らかになっている66。

これらの結果は、単純な検索をインターネット上のクラウドストレージに委託し、自分の脳の記憶システムではなく検索エンジンに頼ることは、事実を確実に記憶したり思い出したりする能力を低下させることを示唆している。

これらの結果は、我々の脳の記憶システムではなく、インターネットのクラウドストレージに委託し、検索エンジンに頼ることで、事実を確実に記憶し、思い出す能力が低下することを示唆している。

人間の幸福度とマルチタスキング

デジタルメディアや電子機器の影響としては、中毒や神経強化が挙げられる。マルチタスクは、注意力、集中力、ワーキングメモリの容量などに影響を与えることがよくある11。一連の実験では、慢性的なヘビー・メディア・マルチタスカー(MMT)とライト・メディア・マルチタスカー(MMT)の間で、情報処理スタイルに系統的な違いがあるかどうかが検討された。6,67 その結果、ヘビー・メディア・マルチタスカーは、無関係と思われる外部刺激や記憶システム内の表現からの干渉を受けやすいことがわかった。これは、無関係な刺激からの干渉を排除する能力が低下しているためと考えられる。Uncapherら6は、マルチメディアを多用することの影響を次のようにまとめている。「アメリカの若者は、起きている間の活動の中で最も多くの時間をメディアと過ごしている。そのうちの29%は、複数のメディアを同時に利用している(つまり、メディアマルチタスク)。MMTの多くが、脳がまだ発達していない子どもや若年層であることを考えると、MMTの神経認知プロファイルを理解することは非常に急務である。”

一方で、21世紀の環境下で効果的な学習を行うためには、どのような情報処理が必要なのかを理解することも当然重要になる。ヘビーデジタルMMTは、記憶機能の低下、衝動性の増大、共感性の低下、不安感の増大を示す証拠が増えている5。神経学的には、前帯状皮質の体積が減少している。さらに、現在のデータでは、デジタルメディアの使用中に異なるタスクを素早く切り替えること(マルチタスク)が、学業成績に悪影響を及ぼすことが示されている6。しかし、因果関係の方向性が明確ではないため、そもそも前頭前野の活動が低下し、注意力が低下している人では、メディアのマルチタスク行動も顕著に現れる可能性があるため、これらの結果の解釈には注意が必要である。ここでは、縦断的な研究が必要である。オンライン・ソーシャルメディアが我々の自然な社会的スキル(共感から他人の心の理論まで)に与える全体的な影響は、デジタルメディアが我々の思考や社会的シグナルの感覚的処理にどのように、またどの程度影響を与えるかを経験することができるもう一つの領域である。数ある研究の中でも、ここではTurkle5による研究を紹介したい。Turkleは、ソーシャルメディアやその他の種類の仮想環境のヘビーユーザーであるティーンエイジャーや大人にインタビューを行った。この研究の成果の一つは、ソーシャルメディアやバーチャルリアリティ環境を極端に利用すると、不安のリスクが高まり、実際の社会的交流が少なくなり、社会的スキルや人間的な共感性が欠如し、孤独に対処することが困難になるというものであった。さらに、インタビューを受けた人々は、インターネット利用やデジタル・ソーシャルメディアへの依存に関連する症状を報告している。何百人、何千人もの人々と「常につながっている」という精神的な習慣は、密接にコミュニケーションできる相手の数を劇的に増やすことで、社会的相互作用に関連する脳領域に確かに過剰な負担をかけているのかもしれない例えば、チンパンジーは50人と定期的に交流しているが、これが我々の脳が達成できる限界なのかもしれない。このような進化上の制約とは対照的に、我々はソーシャルメディアによって、神経生物学的な限界をはるかに超えたグループと、ほぼ継続的に接触している。このような大脳皮質の過緊張は、どのような結果をもたらすのであろうか。不安や、注意力、認知力、さらには記憶力の低下?それとも、我々は適応できるのであろうか?今のところ、答えよりも疑問の方が多い。

まとめ

脳は、その使い方によって影響を受ける。デジタルメディアを集中的に使用することで、神経細胞の可塑性のプロセスによって人間の脳が変化することを期待するのは大げさなことではない。しかし、これらの新しいテクノロジーが、人間の認知(言語能力、IQ、ワーキングメモリの容量)や社会的文脈における感情処理をどのように変化させるかについては、あまり明らかではない。これまでの多くの研究では、人間がオンラインで何をしているのか、何を見ているのか、スクリーンタイム中にどのような認知的インタラクションが必要なのか、といったことが考慮されていないという限界がある。過去10年間で、デジタルメディア利用の影響を明らかにしようとする研究が250件以上発表されているが、これらの調査のほとんどは自己申告式のアンケートを使用しており、人々がオンラインで経験する多種多様な活動をほとんどの場合考慮していなかった。しかし、利用のパターンやオンラインでの総利用時間によって、その人の健康や行動に与える影響は異なる69。研究者は、デジタルメディア利用に関するより詳細な多次元マップを必要としている。言い換えれば、望ましいのは、人々がオンラインにいるとき、あるいはデジタル画面を見ているときに何をしているかをより正確に測定することである。全体として、現状では、ほとんどの場合、因果関係と純粋な相関関係を区別することができない。重要な研究が開始されており、70,71,思春期脳認知発達研究(ABCD研究)が挙げられる。この研究は米国国立衛生研究所(NIH)が主導しており、脳や認知機能の発達に影響を及ぼす環境的、社会的、遺伝的、その他の生物学的要因の影響を調べることを目的としている。ABCD研究では、米国内の9歳から10歳の健康な子供1万人を募集し、成人になるまで追跡調査を行う。詳細は、ウェブサイト(https://abcdstudy.org/)を見てほしい。この研究では、脳の発達を可視化するために、高度な脳イメージングを行う。本研究では、脳の発達を可視化するための高度な脳イメージングを行い、自然と育成がどのように相互作用し、それが心身の健康、認知能力、教育の成功などの発達上の成果にどのように関係するかを明らかにする。この研究の規模と範囲により、科学者たちは、個々の発達の軌跡(脳、認知、感情、学業など)や、デジタルメディアの使用が発達中の脳に与える影響など、それらに影響を与える要因を特定することができる。

今後、すべてのユーザーが自ら知識を配信する側に回る頻度が高まることで、確かな知識の獲得や、それぞれが自分の考えを深め、創造性を発揮することに対する大きな脅威となる可能性があるかどうか。それとも、これらの新しいテクノロジーは、より洗練された認知と想像の形態への完璧な架け橋となり、現時点では想像もつかないような新たな知識のフロンティアを開拓することを可能にするのだろうか?人間が文字を読めるようになったときのように、脳の回路構成がまったく異なるものになるのであろうか。このように、デジタルメディアが人間の幸福に及ぼす影響を判断・評価するためには、まだまだ多くの研究が必要であるにもかかわらず、単なる相関関係から因果関係を見分けるために、神経科学は非常に大きな助けとなるのである。

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