進化論によれば、大脳辺縁系は私たちの脳の中で最も古い部位のひとつである。三位一体脳モデルなどの理論によれば、大脳辺縁系は感情脳または感情神経系とも呼ばれている。
神経科学分野の研究により、行動や情動反応における大脳辺縁系の役割や、大脳辺縁系がどのように私たちの行動を形成しているかについての洞察が得られている。大脳辺縁系は大脳辺縁葉とも呼ばれる。
大脳辺縁系は、ネットワークシステムのように機能する脳領域である。大脳辺縁系は、相互に連結された多くの部分を持ち、記憶形成に重要な役割を果たすだけでなく、さまざまな感情的衝動を制御する役割を担っている。大脳辺縁系の主な構成要素には、海馬、扁桃体、視床、視床下部などがある。その位置は大脳皮質の下にある。
大脳辺縁系に関する最初の経験的理論のいくつかは、古代ギリシャの哲学者アリストテレスによるものである。彼は、知性と感情の中心は心臓にあり、記憶は感情や情動に基づいて学習を生み出すと述べた。その後、大脳（脳）の機能と自律神経系を発見した神経解剖学者で、アエリウス・ガレヌスとしても知られるガレノスが登場する。ガレノスは脳が知性の中心であると考え、アリストテレスと対立した。
中世になると、神経解剖学と神経生理学はさらに進歩した。重要な発見は、いくつかの脳の構造を、視覚認識やその他の感覚などの機能と結びつけることであった。大脳辺縁系という言葉は、19世紀ごろの現代に生まれた。この時代の著名で影響力のある人物は、チャールズ・ダーウィンとアメリカの心理学者ウィリアム・ジェームズである。
ダーウィンは2つの重要なアイデアを書いた。1つ目は、人間の感情は動物に類似しており、動物で観察されるような情動行動を表現しているということであった。もうひとつは、感情は文化や社会規範とは無関係に、普遍的で明確なものであるというものだった。一方、ジェームズは、感情は単に身体全体で起こっている物理的変化に反応したものであり、それが脳に中継されることで、個人が自分の感情を解釈できるようになると提唱した。1978年は、フランスの解剖学者ポール・ブロシャによって「辺縁葉」という言葉が初めて作られた年である。これはラテン語で縁を意味する言葉からの翻訳である。
20世紀に入っても、大脳辺縁系理論の研究は続いている。神経回路の解明、解剖学的境界の解明、行動反射の解明などは、大脳辺縁系に関して現在研究されている分野のほんの一部に過ぎない。
例えば、最近の研究では、感情の調節における前庭（平衡）系と大脳辺縁系との関連を理解することが進められている。前庭系は身体のバランスと健康に不可欠である。前庭刺激技術は、ストレスを効果的に緩和し、感情的な幸福に貢献する可能性がある。したがって、前庭刺激技術は情動に影響を与える可能性があります。この総説では、感情とは心の覚醒状態であり、刺激部位によってこれらのテクニックが特定の感情状態に影響を与える可能性があることについて、さらに詳しく述べている。19世紀に躁病や高揚した覚醒の治療に用いられた回転椅子の例を挙げている。著者らは、この分野の研究が、薬物や他の療法に代わるストレス関連障害の治療法としての前庭刺激を支持していることを示唆している。しかし、このような手技の効果をもたらすメカニズムはまだ解明されておらず、治療効果を最適化するために不可欠であるとしている。
思春期は大脳辺縁系が発達する重要な時期であり、重要な変化が起こる。例えば、扁桃体がさらに発達し、ホルモンの変化と相まって、怒り、恐怖、攻撃性などの激しい感情が生じることがある。さらに、青年期に入ると、大脳辺縁系は前頭前野の支配下に置かれるようになる。この領域が完全に発達するのは25歳になってからで、推理、問題解決、衝動のコントロールに不可欠である。前頭前皮質が発達するのは、大脳辺縁系が未発達であるため、10代は気分屋であるという認識がある生物学的な理由である。
大脳辺縁系には海馬があり、これはギリシャ語のタツノオトシゴに由来する。これはギリシャ語でタツノオトシゴを意味する。海馬は脳の非常に深いところにあり、学習や、空間記憶や空間ナビゲーションといった記憶の特定の側面に関係している。
記憶の面では、記憶の符号化：情報を符号化し、保存し、呼び出すことができるようにするプロセスが、その主要な機能のひとつである。例えば、記憶の符号化によって、私たちは昨日どこで昼食を食べたかを思い出すことができる。記憶の統合は、海馬が担っている記憶のもうひとつの側面であり、より安定した、長期にわたる記憶の形成を可能にしている。
大脳辺縁系には扁桃体も含まれる。扁桃体はアーモンドのような形をしており、喜び、不安、怒り、恐怖などの情動反応をつかさどる。扁桃体は記憶に関与し、脳の海馬の近くにある。特に、記憶はしばしば強い感情的な結びつきと結びつき、ずっと長く残る傾向があるため、記憶がいかにしっかりと保存されるかに関わる。
記憶と恐怖の結びつきは扁桃体を介しており、恐怖に関連した新しい記憶の形成を助けることができる。恐怖を通して学習することで、記憶の定着など、前に述べた概念が容易になる。
扁桃体は非常に強い感情を生み出すことができる脳の領域である。非公式には、扁桃体によって引き起こされる反応は「闘争か逃走か」と呼ばれ、神経系と相まって、進化の観点から生存への脅威に対する自然な生理的反応である。これらの反応によって引き起こされるストレスには、警戒、抵抗、疲労の3つの段階がある。特に、扁桃体基底側部に関する研究が多い。
大脳辺縁系には視床があり、嗅覚（におい）の処理を除き、全身の感覚の中継基地としてよく知られている。視床下部と組み合わさって、情動反応性の変化をつかさどっている。情動反応性とは、外的な出来事が激しい情動を引き起こすことを指す。
その一例が視床下部である。視床下部は睡眠など、身体に不可欠な衝動をコントロールしている。十分な睡眠がとれないと、視床下部の他の部位が反応する。これらの領域は、怒り、不快感、嫌悪感などの感情に関連している。したがって、睡眠や感情コミュニケーションなどの重要な恒常性維持過程と、これらの過程の混乱との間には、明確な関連がある。
二次的あるいは付属的な大脳辺縁系構造は、重要な構成要素とみなされるには、他の領域ほど強い関与の証拠がない脳領域にとって不可欠である。
帯状回は鼻に近接した構造である。この近接性は、匂いや光景を以前の感情の快・不快の記憶と結びつけるのに役立つ。さらに、痛みに対する情動反応も不可欠な機能である。恐怖回避や不快感といった痛みの側面は、この領域で処理される。最後に、攻撃的行動や衝動性も、議論の余地はあるが、関連している。
大脳基底核は、他の大脳辺縁系構造に近接しているため、二次的な大脳辺縁系領域である。大脳基底核は運動計画と実行における重要性でよく知られている。しかし最近では、報酬と強化、嗜癖行動、習慣形成における役割が示唆されている。うつ病や統合失調症などの精神疾患には、大脳基底核と大脳辺縁系との結合の破綻が関与している可能性がある。その結果、神経調節療法への示唆さえなされている。
最後に、帯状回は、感情の処理や行動の調節とともに、自律神経運動機能の調節を助ける構造である。脳の両半球の前頭皮質、側頭皮質、後頭皮質とつながっているため、脳内の位置が鍵となる。具体的には、感覚入力と感情を調整する。例えば、指を刺して痛みを感じるようなものだ。また、痛みに伴う情動反応を扱い、攻撃的な行動を制御する。
大脳辺縁系の追加構造として、さらに多くの領域を含めることができ、この領域の複雑さを示唆している。これらには、中隔、扁桃核、眼窩前頭皮質、大脳皮質、嗅覚皮質などがある。また、皮質下構造も考慮する必要がある。
ある研究グループは、MRI（磁気共鳴画像法）を用いて、犯罪的サイコパスによる感情処理の異常を調べた。その結果、感情処理の異常は否定的な価の刺激に対して最も頻繁に起こること、また感情刺激の処理と評価に他の人よりも多くの認知資源を必要とすることがわかった。脳については、前帯状回と後帯状回、下前頭回、扁桃体・海馬形成、腹側線条体に異常が見られた。特に、これらの領域での情動関連活動の欠如が異常と関連していた。したがって、大脳辺縁系の障害が存在した。
大脳辺縁系」は記憶の役割に関わる。具体的には、生存に適応できるように行動を組織化するという意味での記憶である。前節で述べたように、情動処理は記憶、情動、目標指向行動を組み合わせたものである。長期記憶とは脳に何年も保存される記憶のことで、長期記憶には大きく分けて2つのグループがある。
長期記憶には大きく分けて2つのグループがある。1つ目は、生涯を通じて起こりうるエピソード的な出来事に対する明示的／宣言的な記憶である。もうひとつは、運動技能や認知技能の学習や記憶に重要な暗黙的／手順的記憶である。グループによって、大脳辺縁系の異なる領域が関与する。まず、海馬は内側側頭葉と呼ばれる別の脳領域と連携している。もうひとつは大脳基底核で、これももうひとつの重要な脳領域である小脳と連携している。
扁桃体は、情動記憶機能の記憶形成、統合、検索において単独で働くわけではない。大脳辺縁系は、宣言的記憶形成、記憶統合、文脈的恐怖記憶形成、痕跡条件づけ、条件付き弁別学習のいずれにおいても、神経回路として働いている。
報酬回路が活性化すると、電気信号と化学信号が現れる。このシステム内の細胞は、これらの神経シグナルを感知し、受け取ってコミュニケーションをとる。これらの不可欠な神経信号のひとつは、神経伝達物質であるドーパミンの放出であり、非常に研究されている化学メッセンジャーである。ドーパミンがそれぞれの部位から放出されると、そのシグナルを受け取った受容体に伝わり、その受容体と結合することで、さらなる反応が可能になる。ドーパミンの急増は、学習と適応のための自然な報酬に反応して起こる。
アヘン、アンフェタミン、コカインなどの娯楽用薬物は、正常なドーパミンシグナル伝達を阻害し、不健康な行動を引き起こす可能性があるからだ。例えば、コカインを使用すると、ドーパミンが短時間で強力に放出され、多幸感などの症状が現れる。このような症状は非常に強く、使用したいという欲求が強くなることもある。ドーパミンは主に扁桃核から放出されるが、これは二次的／補助的な大脳辺縁系構造として議論されている。
セロトニンは、中毒に重要な役割を果たすもう一つの神経伝達物質である。セロトニンは幸福感や幸福感をもたらすため、一般に幸福物質として知られている。セロトニンはドーパミンと相互作用し、時間の経過とともに、脳はドーパミンに対する感受性が低下する。そのため、同じ快感を得るためには、より多くの薬物やその他の物質を使用しなければならなくなる。禁断症状は、物質の使用を中止したときによく見られる。禁断症状は不安、イライラ、抑うつなどの感情を引き起こす。これらはセロトニンレベルの低下に起因し、大脳辺縁系に大きな影響を与える。
注意しなければならないのは、中毒は娯楽用物質や違法物質に限ったことではないということである。オピオイド危機がその一例であるように、中毒は処方薬によく見られる。依存症になりやすい体質は、神経伝達物質のバランスが崩れ、異常なレベルになることによって引き起こされることがある。遺伝的要因、ストレス、トラウマ、薬物乱用は、大脳辺縁系によって補足される中毒の一因となる可能性がある。
大脳辺縁系は非常に敏感な領域であるため、システムの混乱が起こりうることは明らかである。特に外傷や加齢が原因で起こることがあり、いくつかの障害や行動につながることがある。大脳辺縁系は、心的外傷後ストレス障害（PTSD）やアルツハイマー病のような認知・記憶障害など、最も複雑な神経行動障害のいくつかに関与している。
大脳辺縁系の障害に関する研究の多くは、大脳辺縁系の病変や損傷に起因している。例えば、統合失調症患者に関する研究が行われ、対照群や非統合失調症患者と比較した前帯状回における違いが示された。統合失調症患者では、前帯状回がかなり小さく、灰白質の体積が減少していることがわかった。脳の灰白質は、脳の白質に信号を送る結合の深い部分として機能している。一般に、認知症とアルツハイマー病患者の両方で、帯状皮質領域の早期萎縮または拡大が認められている。この部位の変性や破壊は、これらの症状の強い予測因子である。
報酬、動機づけ、中毒に関する前節に加え、前帯状皮質（ACC）の前帯状回という部分も、中毒に関連する認知機能の神経回路において重要な鍵を握っている。これには意思決定、認知抑制、情動、動機づけなどが含まれる。この領域は、物質使用障害と闘っている人々の神経調節の標的となっている。
したがって、この領域の損傷が、環境の特定の特徴に反応する能力に影響を与えることは明らかである。その結果、攻撃的な行動や内気、感情表現の減少につながる可能性がある。精神分裂病の特徴として、顔が平坦で感情が欠如して見える「平坦効果」がある。この症状の患者は、発症当初から顔の感情認識テストに失敗することが多い。これは大脳辺縁系構造の破壊の影響を示している。
慢性ストレスは身体的、精神的健康の両方に有害な影響を及ぼす可能性がある。慢性ストレスは複数の要因から生じ、心身の状態を永続的に変化させます。慢性ストレスの一形態としての生活上のトラウマは、大脳辺縁系で広く研究されています。ある研究では、視床下部、特に視床下部-下垂体-副腎（HPA）軸について検討された。これは、視床下部、下垂体、腎臓の上にある副腎という3つの構造間の直接的な影響とフィードバック相互作用の複雑な集合である。
これは神経内分泌系であり、これらの構造体がそれぞれ放出するホルモンが、血液を介して神経系に影響を与えることを意味する。それぞれが放出するホルモンが次のホルモンにつながり、連鎖的に作用する。消化、エネルギーの貯蔵と消費、一般的な気分などのプロセスに影響がある。
この研究では、生涯トラウマがHPA軸に大きな影響を与え、生涯トラウマが特定の辺縁系領域をより敏感にする可能性があることがわかった。具体的には、海馬と扁桃体を含む辺縁系領域である。この発見は、扁桃体がストレスホルモンの分泌を誘発するストレス反応に対して、HPA軸に影響を与える役割を担っていることを発見した研究と一致している。その結果、ストレスとHPA軸の機能を調節することに問題が生じ、健康状態の悪化につながる危険性がある。その一例が、記憶の定着障害である。これは、大脳辺縁系の調節障害が大きく影響することを示す明確な例である。
リラクゼーション法はストレス解消に効果的であることが証明されている。特に、あらゆる種類の瞑想の中で、慈悲に基づく瞑想は、大脳辺縁系を落ち着かせる上で最大の効果を示している。 カルナ瞑想としても知られる慈悲の瞑想は、仏教哲学にルーツを持ち、参加者を人間の思考に導くことに焦点を当てている。この瞑想の重要な要素は、すべての人間に内在する慈悲の心を目覚めさせることである。
特に、脳とマインドフルネスに関する研究では、大脳辺縁系の一部である扁桃体に焦点が当てられている。ストレスの多いビジネスマンを対象に行われた研究では、マインドフルネス瞑想を8週間続けたところ、実践していない人に比べて扁桃体の大きさが縮小したことが観察された。したがって、ストレス軽減は扁桃体のこうした構造的変化と相関関係があった。
どのような瞑想でも、ストレスを軽減する簡単で迅速な方法として用いることができる。心と体を結びつける補完医療として、深いリラクゼーションと静謐な心を生み出す鍵になる。各セッションで特定のことに集中することで、身体的・感情的な幸福感を高めることができる。集中した注意力、ゆったりとした呼吸、静かな環境という要素は、集中し、現在に存在するために理想的である。
前のセクションで述べたように、セロトニンのバランスが崩れると、さまざまな障害を引き起こす可能性がある。瞑想、運動、健康的な食事、ヨガは、セロトニンを自然に増やすことができる。特に運動は、気分を高めるエンドルフィンを分泌する。エンドルフィンはセロトニンとよく似ており、ポジティブな感情をもたらします。自然の中で過ごすことも、ストレスの軽減や気分の改善など、さまざまな健康効果がある。これらはすべて、大脳辺縁系を落ち着かせるのに役立つことが証明されている。
大脳辺縁系は、多くの部分が相互に結びついた複雑なネットワークである。大脳辺縁系には4つの主要な構成要素があり、さらに皮質下構造と大脳皮質という副次的ともいえる構造が多数ある。大脳辺縁系は歴史的に、情動状態に関係する脳内のシステムとして紹介されてきた。しかし、学習や新たな記憶の形成に関わることについては、まだ解明されていない。この記事では、大脳辺縁系と情動反応、記憶、報酬、動機づけ、依存症への影響について、さらに詳しく説明する。
さらに、大脳辺縁系の混乱と慢性ストレスの影響についても、大脳辺縁系をリラックスさせるための戦略とともに議論した。その目的は、大脳辺縁系を幅広い観点から紹介し、それが身体的・精神的健康の要素として、どのように幸福に寄与しているかを認識することであった。最終的には、大脳辺縁系をコントロールし続けるためには、ストレス対処法が重要である。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3236374/
大脳基底核と大脳辺縁系とのつながり：不安障害および感情障害の神経調節療法への示唆
瞑想の種類によって脳の異なる部分が鍛えられる｜ニューサイエンティスト
機能的磁気共鳴画像法で明らかになった犯罪的サイコパスの感情処理における辺縁異常
人生のトラウマと視床下部-下垂体-副腎軸機能を関連付けるストレスに対する辺縁反応- PMC
感情を制御する前庭系と大脳辺縁系の関連を理解する - PMC
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