脳は既知の宇宙で最も複雑な物体である。 約1000億個の神経細胞が、数百種類の神経伝達物質やペプチドを、マイクロ秒から一生というタイムスケールでダイナミックに放出する。 この複雑さを考えると、神経生物学者はたった一つの受容体を研究することに生産的なキャリアを費やすことができる。 マー（1977）は、精神的プロセスは、計算（プロセスの目標）、アルゴリズム（方法）、実装（ハードウェア）の3つのレベルの分析で研究されるかもしれないと提案した。 この分離は、同じ計算目標とアルゴリズムが人間の脳でもコンピュータでも達成できることを意味し、物理的媒体（ニューロンかシリコンか）は無関係である。 この概念は、認知科学運動の基本であり、その実践者たちに、脳を無視してもよいという許可を与えた。 しかし、この考え方には大きな疑問が投げかけられている。 高度な計算（例えば、チェスの次の一手を決めるなど）は、事実上無限の方法で行うことができる。 計算目標を達成するコンピュータモデルを構築しても、それが人間が行うのと同じ方法で達成されるかどうかについてはほとんどわからない。 ハードウェアは、可能なモデルの空間に対して重要な制約を与えます。
心を理解するために脳を研究する必要があるかどうかという議論は、現在、世界中の何千人もの科学者や学者のネットワークの中で行われています。 新たなコンセンサスは、実装が重要であるということのようである。 興味深いことに、逆の質問も神経生物学者から出されており、「脳を理解するために心を考える必要があるか」という問いに対して、肯定的な答えが多く、また増えてきています。 私はよく自分自身に、また時には他の人にも繰り返しますが、「人間のパフォーマンスを理解したければ、人間のパフォーマンスを研究しなさい」。 しかし、脳のデータは、行動に関する最も注意深い研究からは得られない、心に関する情報を提供してくれる。 つまり、脳データは、無数のありそうもない認知のモデルを制約する物理的な根拠を与えてくれるのである。 脳データは、どのような精神的プロセスが類似の、あるいは異なる神経生物学的プロセスに関与しているかを直接示す窓を与えてくれるので、生物学を利用して「自然をその接合部に刻み」、精神プロセスの構造を理解することができる（Kosslyn, 1994）。 また、脳機能は、注意と感情といった「リンゴとオレンジ」のようなプロセスを直接比較対照するための共通言語を提供します。 この共通言語は、基礎と臨床、ヒトと非ヒトといった異なるタイプの研究間で知識を統合するための基礎となる。
ニューロイメージングの一般的な利用法は他の場所で雄弁に語られているので、ここでは機能的磁気共鳴画像（fMRI）が私の研究でいかに有用だったかといういくつかの例に焦点を当てる（Jonides、Nee、& Berman、2006参照）。 また、どのような方法にも限界があるため、神経画像データから心理学的推論を行う際の落とし穴についても述べる。
私にとっての一つの利用法は、情動と実行制御過程の構造、および情動と非情動の状況下で認知制御がどのように作用するかを理解することであった。 同僚と私はこう問いかけました。 痛みは悲しみや怒りといった否定的な感情とは異なるのか，それとも共通のテーマによる変種なのか。 メタアナリシスでは、痛みと否定的感情は異なる脳ネットワークを活性化するが、前帯状皮質や前頭葉皮質の活動などの特徴を、注意などのより広いクラスのプロセスと共有していることがわかった（Wager & Barrett, 2004; Wager, Reading & Jonides, 2004）。 これとは対照的に、様々な種類の否定的感情は、大きく重複したネットワークに関与している。 このように、痛みは否定的感情とは異なるように見えるが、共通点から、注意の高まりなどの基礎的なプロセスを共有している可能性が示唆されている。 しかし、決定的な答えは得られていない。推論は、主に課題間のパフォーマンスの相関関係（または感情のための生理学的反応）に基づいている。 しかし、パフォーマンスデータは比較的情報に乏しく、2つのタスクの完了にかかる時間がほぼ同じであっても、反応の選択に関与するプロセスが同じかどうかについてはほとんどわからない。 生理的反応も、同様の特異性の問題に悩まされている。 もし2つのタスクが同じ脳領域を同じ程度に活性化するならば、それらは同じようなプロセスを含む可能性が高い。 この論理は、脳の活性化パターンの類似性に基づいて、精神過程の構造を評価する方法を提供する。 この原理に基づく研究で、我々は多様な「実行制御」タスクが共通の脳基質を含むかどうかを検討した（Wager, et al.、2005）。 メカニズムに関する疑問はより困難であるが、ニューロイメージングはここでも有益な情報を提供することができる。 痛みのfMRI研究において、私と同僚は、プラセボによって引き起こされる痛みの緩和への期待が、前頭葉皮質と中脳の痛み緩和メカニズムに関与することを発見しました（Wager et al.、2004年）。 前頭葉の活性化は、知覚・運動と感情プロセスの両方を形成する認知的文脈を維持するための共通基盤を示唆し、中脳の活性化は、オピオイド鎮痛システムの関与を示唆するものである。 期待値が痛みに影響を与えるメカニズムに関するこのような直接的な証拠は、脳を研究しない限り得ることは困難である。 自己申告が不正確な場合、画像は刺激の中枢処理を収束的に直接測定することができる。 認知報告バイアスに関連した興味のない理由で期待が痛みの報告に影響を与えるかもしれない一方で、期待が進行中の痛みの処理に影響を与えるという証拠は、それが痛みの経験を形成するという収束的な証拠を提供するものである。 脳活動の局所的なレベルは、心理的なタスクの類似性に関して参考にならない場合がある。 2つの異なるタスクは、同じ領域を含むが、異なるニューロン集団を使用するか、領域間の接続の異なるパターンを含むかもしれない。 2つの類似したタスクは、同じ領域を含むが、同じタイプの計算を含むかもしれない。 例えば、海馬の活動からエピソード記憶の検索を、扁桃体の活動から恐怖を、「視覚野」の活動から視覚処理を推測することである（Barrett & Wager, 2006; Poldrack, 2006; Wager et al, in press）。 これらの推論は、これらの領域のそれぞれを活性化する可能性のあるプロセスの範囲を無視し、推論における誤りを含んでいる。 「もし記憶があれば海馬」というのは、「もし海馬があれば記憶」というのとは違うのだ。 視覚野」を含め、1つのプロセスに特化した脳領域が少ないということは、感情経験や思考内容を評価するためのゴールドスタンダードとして、未だに自己報告が用いられていることを意味する（Shuler & Bear, 2006）。 これは、例えば、ブランド嗜好や政治的信条を脳スキャンから評価したいと考える人々にとって、重大な挑戦である。 (4448＞これらの問題は重大ですが、完璧な方法というものはありません。 上記の問題の多くは、データの取得と分析方法の進歩、脳の構造と心理的機能の間のマッピングに関するより多くのデータの蓄積、およびどのような推論が妥当であるかについてのより微妙な見解によって解決されつつあります。 この分野が成熟するにつれて、ニューロイメージングがいつ、どのように心について情報を提供できるのか、より冷静な見解に変わっていくと私は信じています。 すでに学んだことはかなりのものであり、分野を超えた加速度的な統合により、これまで以上に洗練された真実味のある心のモデルが生み出されつつあるのです。 情動の構造。 神経画像研究からの証拠。 Current Directions in Psychological Science, 15, 79-83.
Jonides, J., Nee, D.E., Berman, M.G. (2006).「感情の構造：神経画像研究からの証拠」． 機能的ニューロイメージングは心について何を教えてくれたか？ 多くの例と少ないスペース Cortex, 42, 414-427.
Kosslyn, S. M. (1994)。 システムをその関節で彫る。 イメージと脳において。 心的イメージの議論の解決。 Cambridge, MA: MIT Press.
Marr、D.とPoggio、T. (1977). 計算を理解することから神経回路を理解することへ。 Neurosciences Res Prog Bull, 15, 470-488.
Poldrack, R.A. (2006). ニューロイメージングデータから認知過程を推測することは可能か？ Trends in Cognitive Sciences, 10, 59-63.
Shuler, M.G., Bear, M.F. (2006). 一次視覚野における報酬タイミング. Science, 311, 1606-1609.
Wager, T.D. and Barrett, L.F. (2004). 感情から制御へ。 動機づけと調節における島皮質の機能的特殊化」
Wager, T.D., Reading S., Jonides, J. (2004).From affect to control: the functional specialization of the insula in motivation and regulation. 注意の移動に関する神経画像研究。 メタアナリシス。 Neuroimage, 22, 1679-1693.
Wager, T.D., et al.（2005年）。 fMRIで明らかになった反応抑制の共通成分と独自成分。 Neuroimage, 27, 323-340.
Wager, T.D.他 (in press). 機能的ニューロイメージングの要素. J. Cacioppo and R.J. Davidson (Ed.), Handbook of Psychophysiology.に掲載された。 Cambridge, MA: ケンブリッジ大学出版局
Wager, T.D., et al.（2004）。 痛みの予期と経験におけるfMRIのプラシーボ誘発性変化。 Science, 303, 1162-1167.
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