同じ選択肢に直面しても、なぜ人によって異なる選択をするのだろうか。標準的な意思決定モデルは、その変動性をノイズのある証拠の蓄積や注意の移行で説明する。しかし、7月4日にNature Communicationsに掲載された研究は、より深い変動性の源を示唆している。それは、選択肢を見る前に起こる、自発的なサブ秒単位の神経活動の変動である。
グルノーブル神経科学研究所とパリ脳研究所の研究者らは、閉ループ頭蓋内ブレイン・コンピュータ・インターフェースを用いて、前島皮質における高周波活動の一過性バーストが、感情的気づきと内受容感覚に長い間関与しているとされる領域であるが、複雑なオファーを受け入れるか拒否するかに直接バイアスを与えることを実証した。この効果はミリ秒単位で発生し、意識的な熟考よりもはるかに速い。
「私たちは、広帯域ガンマ活動の自発的変動を検出し、それを使って刺激提示をトリガーする閉ループBCIを開発しました」と、グルノーブル神経科学研究所の責任著者ジュリアン・バスタン氏は述べた。「これにより、オファーが表示された瞬間の脳状態が決定に影響を与えるかどうかを、参加者がタイミングを制御できない状態で問うことができました。」
実験の仕組み
研究チームは、てんかんモニタリング中の患者に頭蓋内電極を埋め込み、前島皮質から直接、ミリ秒精度で局所電場電位を記録できるようにした。彼らは、広帯域ガンマ活動（70-150 Hz）をリアルタイムで監視する閉ループシステムを設計した。活動が事前に設定された閾値（高いか低いかのいずれか）を超えると、システムは快適要素と不快要素を組み合わせた多属性オファーを提示した。参加者はその仮想的なオファーを受け入れるか拒否するかを決定した。
重要な変数は、前島皮質における高いまたは低いオファー前神経活動の瞬間にオファーが表示されたかどうかであった。参加者自身はタイミング操作に全く気づいていなかった。
結果は顕著だった。前島皮質で高い広帯域ガンマ活動が先行したオファーは、参加者が通常拒否するであろう不快な要素が含まれている場合でも、有意に受け入れられる可能性が高かった。高いオファー前活動の後には、オファー提示後に同じ信号の一過性の抑制が続き、オファーに対する島皮質の反応がその直前の状態によって変調されたことが示唆された。
「これは、あたかも脳が中立のベースラインから各決定を開始するかのように扱う現在の神経計算モデルに挑戦するものです」と、筆頭著者のクラリッサ・バラタン氏は述べた。「私たちは、内在的な脳状態、つまりサブ秒単位の自発的変動が、選択行動を直接形成することを示しています。」
なぜ前島皮質なのか
前島皮質は、身体からの信号（心拍、呼吸、内臓感覚）と情動・認知情報を統合する皮質領域である。内受容意識（身体の内部状態の感覚）や、嫌悪、痛み、不公平感といった否定的感情の処理に一貫して関与していることが示されてきた。しかし、価値に基づく意思決定におけるその役割は議論されてきた。選択肢の価値を計算しているのか、予測を信号しているのか、あるいは身体状態の選択への影響を媒介しているのか。
今回の新たな結果は、特定の役割を支持している。前島皮質の自発的活動レベルは、その後の選択情報がどのように処理されるかに影響を与える「ゲイン」または「バイアス」を設定する。高いオファー前活動は、快適要素と不快要素が混在したオファーを受け入れるように脳をより受容的にする。これはおそらく、島皮質の内受容信号が接近と回避のバランスを瞬間的に変えるためである。
「これは選択肢の価値を計算するという役割とは大きく異なります」と、意思決定神経科学の専門家であるパリ脳研究所の共著者マティアス・ペシリオーネ氏は述べた。「島皮質は、何かがどれほど良いか悪いかを脳に伝えているのではありません。進行中の内部状態に基づいて、受け入れるか拒否するかの全体的な傾向を変えている可能性があります。」
意思決定神経科学への影響
この発見は、タスクベースのfMRIや電気生理学的研究で長い間ノイズとして退けられてきた自発的神経活動が、意味のある情報を運び、行動に因果的影響を及ぼすという認識の高まりに加わる。意思決定モデルにとって、これは根本的な課題を提起する。ドリフト拡散モデルのような標準的枠組みは、決定が中立状態から始まり、時間とともに証拠を蓄積すると仮定している。しかし、開始状態が十数の脳領域でのサブ秒変動に基づいて試行ごとに異なるのであれば、モデルは決して中立ではない初期条件を説明する必要がある。
閉ループBCIアプローチ自体も注目に値する。受動的に記録し、脳活動と行動を事後的に相関させるのではなく、このシステムは因果関係を積極的に調査した。脳活動を使って刺激提示をゲートすることで、相関観察を因果的操作に変えたのである。このアプローチは、他の脳領域や認知領域に拡張され、知覚、記憶、運動制御に対する進行中の神経ダイナミクスの因果的影響をマッピングすることができる。
注意点と限界
この研究は、臨床モニタリングのために電極を埋め込まれたてんかん患者を対象に行われたため、一般化可能性について疑問が生じるが、前島皮質の記録は発作発症に関与しない健康な組織からのものであった。課題は実際の報酬や罰ではなく仮想的な多属性選択を含んでおり、効果量は統計的に有意であったものの、控えめであった。閉ループシステムは前島皮質活動のみを検出したため、他の領域（前頭前皮質、線条体、扁桃体）との相互作用がどのように完全な意思決定プロセスを形成するかという疑問は未解決のままである。
それでも、一つの脳領域におけるサブ秒の変動が決定を測定可能なほど変えることができるという発見は、脳を各試行で新たに開始する意思決定マシンとして扱うモデルに対する明確な挑戦である。
出典： Baratin C, Pessiglione M, Kahane P, Robin A, Minotti L, Becq GJPC, Bastin J. Closed-loop readout of anterior insula high-gamma activity steers value-based decisions. Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-75265-5
雅子 訳