異なる学習異常と異なる内容の妄想様信念の相関性研究

研究背景

妄想（delusions）は精神病性疾患（統合失調症、双極性感情障害、うつ病および一部の神経学的・自己免疫疾患など）の主要な特徴の一つです。臨床的に妄想は固定された誤った信念として現れますが、異なる内容の妄想の現象学と脳内および心理メカニズムとの関連性はまだ完全には明らかになっていません。計算精神医学（computational psychiatry）の発展は、妄想のメカニズムをより良く説明するための新しい研究経路を提供しました。しかし、既存の予測誤差理論は異なる内容の妄想を説明する上でまだ不十分です。

研究目的

本研究は、異なる認知タスクにおける学習を比較することで、妄想様信念と学習メカニズムの関係、特に予測誤差信号がこのプロセスで果たす役割を理解することを目的としています。具体的には、確率的逆転学習（probabilistic reversal learning, PRL）タスクとKaminブロッキング（Kamin blocking）タスクを使用し、これらのタスクと妄想様信念の関係を探索しました。

論文出典

この研究はRosa Rossi-Goldthorpe、Steven M. Silverstein、James M. Goldらの複数の学者によって共同で行われ、主にYale University、University of Rochester Medical Center、University of Maryland School of Medicineなどの機関から参加しています。この論文は2024年4月18日に「Brain」誌に発表され、オープンアクセス記事です。

作業フロー

研究対象と方法

研究対象は452名の個人で、そのうち181名が臨床高リスク群（clinical high-risk、CHR）、161名が援助希求対照群（help-seeking control、HSC）、110名が健康対照群（healthy control、HC）でした。COVID-19パンデミックの影響により、データ収集作業はすべてリモートで行われました。すべての行動タスクはインターネットプラットフォームを通じて実施され、研究助手が参加者のタスク完了を全面的に指導しました。また、研究はすべての参加機関から倫理承認を得ており、すべての参加者から書面による同意を得ています。

行動タスク

ブロッキングタスク

ブロッキングタスクは3つの段階に分かれています：学習段階、ブロッキング段階、テスト段階。参加者は架空の患者の様々な食物アレルギーの因果関係を学習する必要があります。モデルは古典的なRescorla-Wagner（RW）学習ルールを使用して重み行列を更新し、各試行に適用しました。複合刺激試行では、重みはすべての出現した手がかりの組み合わせです。

確率的逆転学習タスク

PRLタスクでは、参加者は3つのデッキから選択し、報酬確率が最も高いデッキを見つける必要があります。タスクは2つの段階で構成され、合計160試行があります。モデルは階層ガウスフィルター（Hierarchical Gaussian Filter, HGF）を使用してフィッティングを行い、このモデルは複数の階層の学習率パラメータを通じて参加者のタスク環境の変化に対する信念を記述します。

データ分析

反復測定分散分析を用いて、グループ間のWin-switch率（win-switch rate, WSR）とHGFパラメータを比較しました。特定の学習メカニズムと妄想内容の関連を見出すために、研究チームはブロッキングタスクとPRLタスクにおける行動パフォーマンスとモデルパラメータの間の関連を分析しました。

主な結果

確率的逆転学習

結果は、PRLタスクにおいて、高い偏執（paranoia）が不規則な勝利後の切り替え行動（erratic win-switchingとも呼ばれる）と有意に関連していることを示しました。モデルパラメータでは、偏執は変動性（volatility）処理のより低い学習柔軟性と関連していました。

Kaminブロッキング

高い偏執を持つ個人はブロッキングタスクでより高い「アレルギー」反応を示し、ブロッキング手がかりの学習が不十分であることを示唆しています。同時に、彼らは対照手がかりの学習にも欠陥がありました。対照的に、非偏執的な妄想様信念が強い個人は、ブロッキング手がかりの学習には異常があるものの、対照手がかりの学習は完全に保たれていました。

結論

本研究の結論は以下の通りです： 1. 偏執とその他のタイプの妄想様信念は異なる学習メカニズムを含んでいます。この発見は、妄想内容が異なる学習障害を通じて形成される可能性があることを示しています。 2. 偏執的な個人はタスク環境の変化に対する学習柔軟性が低い一方で、非偏執的な妄想様信念が強い個人は特定の選択的学習欠陥を示しました。

科学的価値と応用価値

本研究は異なるタイプの妄想を理解するための新しい視点を提供し、予測誤差と妄想内容の間の複雑な関係を明らかにしました。行動タスクと計算モデルを使用することで、本研究は妄想のメカニズム説明に理論的サポートを提供するだけでなく、将来特定の妄想内容に対する治療法開発の潜在的な応用価値も提供しました。

研究のハイライト

1. 本研究は初めて2つの異なる認知タスクを使用して学習異常と妄想内容の関係を探索し、偏執と非偏執的な妄想様信念の学習メカニズムにおける顕著な差異を明らかにしました。
2. 研究は行動データと計算モデルを組み合わせ、妄想内容の形成についてより包括的で深い理解を提供しました。
3. 研究結果は、偏執が変動性処理のより低い柔軟性と関連し、非偏執的な妄想様信念が特定の選択的学習欠陥と関連していることを示し、これは将来の妄想治療に重要な指針を提供しています。

課題の展望

将来の研究では、異なる妄想内容の心理的および神経学的メカニズムレベルでの差異をさらに探索し、計算モデルの妄想予測と介入における応用の可能性を探ることができます。さらに、異なる症状次元の詳細な区分は、個別化された精密治療により多くの根拠を提供することができます。