認知制御

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認知心理学:注意*意思決定·学習·判断·記憶·動機·知覚·推論*思考-認知processesCognition-OutlineIndex

認知制御は、実行機能と同義の用語であり、実行システムを参照してください、そしてその役割は、内部的に生成された目標や計画に従って思考や行動を導くことである脳のプロセスの緩く定義されたコレクションを記述するために心理学者や神経科学者によって使用されます。 多くの場合、認知制御は、外部環境の刺激によって自動的に誘発される可能性のある応答を上書きする必要がある場合に呼び出されます。 例えば、チョコレートケーキのおいしい部分のような潜在的に報酬を与える刺激と、示されることで、自動応答はかみ傷を取ることであるかもしれない。 しかし、この行動が内部の計画と矛盾する場合（食事中にチョコレートケーキを食べないことを決めたなど）、認知制御がこの反応を阻害する可能性があ 認知制御が実装される神経メカニズムは、認知神経科学の分野で進行中の議論のトピックです。

Historical perspective

認知制御とその神経基盤に関する研究は過去5年間で著しく増加しているが（医学引用インデックスPubmedは、1995年から2006年までの検索用語”認知制御”の引用数が着実に増加していることを明らかにしている）、それが位置する理論的枠組みは新しいものではない。 1950年代、イギリスの心理学者ドナルド・ブロードベントは「自動」と「制御された」プロセスを区別し、認知制御が密接に同盟している選択的注意の概念を導入した。 また、最近の起源の用語自体はありません：1975年に、米国の心理学者マイケル-ポズナーは、”注意と認知制御”と題する本の章を出版しました。 1980年代のMichael Posner、Joaquin Fuster、Tim Shalliceなどの影響力のある研究者の研究は、認知制御に関する最近の研究の基礎の多くを築いた。 例えば、ポズナーは、環境の選択された側面に注意を集中させる責任がある注意システムの別個の”執行”ブランチがあることを提案した。 英国の神経心理学者Tim Shalliceも同様に、注意は「監督システム」によって規制されており、計画や意図に基づいてスケジューリング行動を支持して自動応答を上書きすることができると示唆した。 この期間を通して、この制御システムは、脳の最も前方部分、前頭前野（PFC）に収容されていることが合意された。

Miller&Cohen’s(2001)model

最近では、2001年にEarl MillerとJonathan Cohenが”An integrative theory of prefrontal cortex function”と題された影響力のある記事を発表し、認知制御はPFCの主要な機能であり、制御は外部環境のタスクまたはゴール関連の要素によって関与している感覚または運動ニューロンの利得を増加させることによって実施されると主張している。 重要な段落では、彼らは主張しています：

‘我々は、PFCが認知制御において特定の機能を果たすと仮定しています: 目標とそれを達成するための手段を表す活動のパターンの積極的な維持。 それらは、視覚的プロセスだけでなく、他の感覚モダリティだけでなく、応答実行、記憶検索、感情評価などを担当するシステムにも影響を与え、脳の残りの大部分にわたってバイアス信号を提供します。 これらのバイアス信号の集約効果は、与えられたタスクを実行するために必要な入力、内部状態、および出力間の適切なマッピングを確立する経路に’

MillerとCohenは、色、個人、オブジェクトなどの複数の表現間の競争の観点から視覚的なシーンの知覚を概念化する視覚的注意の以前の理論に明示的に描画します選択的な視覚的注意は、特定の選択された特徴または表現を支持してこの競争を”バイアス”するように作用する。 たとえば、あなたが赤いコートを着ている友人のために忙しい鉄道駅で待っていると想像してください。 あなたは選択的にあなたの友人を識別することを期待して、赤いオブジェクトを検索するためにあなたの注意の焦点を狭めることができます。 DesimoneとDuncanは、脳が選択的にこれらのニューロンからの出力が下流の処理段階に到達する可能性が高く、結果的に行動を導くように、赤色に応答するニューロンの利得を増加させることによってこれを達成すると主張している。 MillerとCohenによると、この選択的注意メカニズムは、実際には認知制御の特別なケースに過ぎず、感覚領域でバイアスが発生するものです。 MillerとCohenのモデルによると、PFCは入力（感覚）または出力（応答）ニューロン、および記憶または感情に関与するアセンブリを制御することができます。 認知制御は、PFCと感覚、辺縁、および運動皮質の両方との間の相互接続によって媒介される。 このように、彼らのアプローチの中で、用語”認知制御”は、バイアス信号がタスクに適した応答を促進するために使用され、制御は、このような選択的注意、エ

実験的証拠

認知制御に関与する神経構造に関する実験的証拠の多くは、StroopタスクやWisconsin Card Sortingタスク（WCST）などの実験的タスクから来ています。 例えば、Stroopタスクでは、人間の被験者は、矛盾するインクの色で提示された色名（例えば、緑のインクで”赤”という言葉）を読むように求められます。 このタスクを実行するには、比較的学習された自動動作（単語の読み取り）を抑制しなければならないため、インクの色を命名するという練習不足のタス 最近の機能的神経イメージング研究は、PFCの二つの部分、前帯状皮質（ACC）と背外側前頭前野（DLPFC）は、このタスクを実行するために特に重要であると考えられて しかし、機能的神経イメージング研究だけでは、与えられた（活性化された）脳領域がタスクパフォーマンスにとって重要であることを証明することはで

Pfcニューロンの文脈感受性

認知制御におけるPFCの関与に関する他の証拠は、マカクザルのような非ヒト霊長類における単細胞電気生理学的研究に由来し、（後脳の細胞とは対照的に）多くのPFCニューロンが刺激と文脈の組み合わせに敏感であることが示されている。 例えば、PFC細胞は、そのキューが左方向のサッカードを行うべきであることを知らせる条件で緑色のキューに応答するが、別の実験的文脈では緑色のキューには応答しない可能性がある。 認知制御の最適な展開は常に文脈依存であるため、これは重要です。 MillerとCohenが提供した例を引用すると、米国の居住者は、道路を横断するときに左に見えるように、過度に学習された応答を持つ可能性があります。 しかし、「文脈」が彼または彼女が英国にいることを示している場合、この反応は、異なる刺激応答のペアリングを支持して抑制されなければならない（ この行動レパートリーは明らかに行動を合図するために文脈（米国、英国）と刺激（道路）を統合することができる神経系を必要とする（左を見て、右を見て）。 現在の証拠は、PFCのニューロンがこの種の情報を正確に表しているように見えることを示唆しています。 サルの単一細胞電気生理学からの他の証拠は、運動応答の制御に腹外側PFC（劣った前頭前野凸性）を関与させている。 例えば、NoGo信号への発射速度を増加させる細胞や、「そこを見ないでください！” .

感覚領域における注意バイアスの証拠

人間の被験者を含む電気生理学および機能的神経イメージング研究は、注意バイアスの根底にある神経機 ほとんどの研究では、視覚皮質や聴覚皮質などのバイアスの「部位」での活性化を探しています。 初期の研究では、イベント関連電位を用いて、被験者が空間の適切な（対側）側に出席するように指示されたときに、左右の視覚野に記録された電気的脳応答が増強されることを明らかにした。 機能的磁気共鳴イメージング（fMRI）や陽電子放出断層撮影（PET）などの血流ベースの神経イメージング技術の出現により、視覚野の色、動き、顔応答領域を含む多くの感覚領域における神経活動が、被験者が刺激のその次元に出席するように指示されたときに強化され、感覚新皮質におけるゲイン制御を示唆していることが実証された。 例えば、典型的な研究では、Liuと同僚は、赤または緑のいずれかで提示された左または右に移動するドットの配列を被験者に提示した。 各刺激の前に、指示キューは、被験者が色またはドットの方向に基づいて応答する必要があるかどうかを示しました。 色と運動は、すべての刺激アレイに存在していたにもかかわらず、被験者が色に出席するように指示されたときに色に敏感な領域（V4）におけるfMRI活 いくつかの研究はまた、前頭皮質の領域が期待される刺激の発症前にアクティブになる傾向があるという観察と、刺激発症前にバイアス信号の

認知制御中のPFCと感覚領域間の接続性

認知制御の”バイアス”モデルの通貨が高まっているにもかかわらず、認知制御中のPFCと感覚領域間の機能的 確かに、唯一の直接的な証拠は、前頭皮質の一部が損傷している研究から来ており、対応する効果は、感覚ニューロンの応答において、病変部位から遠く しかし、この効果が制御が必要な状況に固有のものであるかどうかを検討した研究はほとんどありません。 FMRI応答の相関など、遠隔の脳領域間の接続性を測定するための他の方法は、前頭皮質と感覚領域がワーキングメモリなどの認知制御に関与すると考えられる様々なプロセス中に通信するという間接的な証拠をもたらしたが、認知制御中にPFCと脳の残りの部分との間の情報の流れを確立するためには、より多くの研究が必要である。

トップダウン抑制制御

制御の促進機構または増幅機構を除いて、多くの著者は、応答制御、記憶、選択的注意、および感情の領域における抑制機

より最近の貢献

Miller&Cohenの記事の出版から経過した6年間で、前頭前野における認知制御プロセスに関する他の重要な証拠が記載されている。 広く引用されているレビュー記事の一つは、認知制御が従事する可能性が高い状況におけるPFCの内側部分の役割を強調しています–例えば、エラーを検出 このレビューは、他の多くの人と同様に、内側と外側のPFCの間の相互作用を強調し、それによって後部内側前頭皮質は認知制御の増加の必要性を伝え、実際に制御を実施する背外側前頭前野の領域にこの信号を送る。 別の著名な理論は、前頭皮質の垂直軸に沿った相互作用が、前PFC、背外側PFC、および運動前皮質の間の相互作用の”カスケード”は、それぞれ過去の文脈、現在の文脈、およ

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