「慣れ」という概念は、人類と同じくらい古いものです。
「確かに、ソクラテスよ、彼はリシスの賛美で文字通り我々の耳を塞いでしまっている。”
さらに古い例を挙げると、
「まだライオンを見たことのないキツネが、森の中で初めてライオンに出会ったとき、恐怖のあまり死にそうになった。 2回目に出会ったときは、最初ほどではなかったが、やはりとても怖かった。 三度目に彼に会ったとき、彼はとても大胆になり、彼のところに行って、彼と親しく会話を始めた。
19世紀末から20世紀初頭にかけて、アメーバから人間まで幅広い生物の様々な反応に対する慣れの現象を実験的に研究、あるいは少なくとも観察することが文字通り爆発的に普及しました。 Harris(1943)やJennings(1906)などがあります。 この文脈で「慣れ」という言葉を最初に使ったのが誰なのかはわかりませんでしたが、20世紀初頭には広く使われていたようです。 Humphrey (1933)は、学習に関する古典的なテキストの中で、この現象を説明するために、「順応」、「収容」、「負の適応」、「疲労」といったさまざまな用語が使われていることを指摘しています。 Harris (1943) はその古典的なレビューの中で、「extinction」と「stimulatory inactivation」という用語をこのリストに加えています。
「引用した用語のどれも、このタイプの反応低下には特に適していませんが、ここではずっと「慣れ」という用語を使用します。 他の用語はすべて、事実に照らし合わせて正当化されない説明を暗示しているか、あるいは別の関連でより有効な使用法があることを除けば、この用語を支持する意見はほとんどありません。 おそらく最も一般的に使われている負の適応という言葉は、反応の減少が能動的なプロセスであることを否定しているように思える。 一方、習慣化は、他のタイプの行動には通常適用されないこと、現象の根底にある特定または一般的なメカニズムを知らないことを意味していること(これについてはまだほとんど完全に無知である)、さらに、私たちが話しているようなタイプの行動修正について言及する際に自由に使用されていること、などの利点がある。
外からの刺激によって習慣化された反応が回復する「不馴化」または「脱馴化」という現象は、Holmes(1912)がウニで早くから研究していました。
「この現象は、幼い赤ちゃんに簡単かつ可愛らしく示すことができます。 まばたきは数回行われますが、6回目か7回目の刺激でだいたい収まります。 慣れが生じているのだ。 その後、ゆりかごに鋭い衝撃を与え、もう一度手を叩き、数を数えて適切な間隔を保つ。 子供が再びまばたきをするのが観察されるだろう。 これは、ゆりかごを叩くことで、生物の側で新たな調整が必要になり、慣れの効果とは矛盾してしまうという説明のようです。
ハンフリーは次のような説明をしています:
「平衡状態の確立に関わる独特のプロセスはこのようにして無効になり、慣れを再確立しなければなりません。 時間の経過による慣れの解消と、別の刺激による慣れの解消は、基本的には同じである。なぜなら、それらはそれぞれ、確立された平衡状態が変化した条件によって狂うことを伴うからであり、その変化とは、一方では環境エネルギーの増加であり、他方では減少である」。 (p.142
このようにハンフリーは、脱馴化とは馴化の過程を実際に取り除くことであり、元の馴化されていない状態に戻すことであると主張し、少なくとも1960年代まではこのような見解が続いていました。
シェリントン(1906)は、その古典的なテキスト「神経系の統合作用」の中で、脊髄犬の引っかき反射と屈曲反射の疲労を分析しました。 彼は、繰り返し刺激された部位に隣接する皮膚部位への刺激も疲労を示すことから、反射疲労のメカニズムとして感覚受容体の順応を除外することができた。実際、彼は刺激の一般化の現象を説明し、皮膚部位が離れているほど疲労が少ないことを示した。 同様に、疲労した筋肉の反応は、別の反射によって活性化されると実際には正常であることを示し、筋肉の疲労を否定した。 要するに、疲労は中心的な現象だったのである。 彼はまた、弱い刺激を与えるとより急速に疲労するなど、いくつかのパラメトリックな特徴についても述べている(彼はこれを逆説的なものとしている)。
Proser と Hunter (1936) は、一連のエレガントな実験で、無傷のラットにおける驚愕反応と脊髄ラットにおける脊髄反射の慣れ (彼らは絶滅という用語を使用しました) を比較し、実際に共通の特性を示すことを示しました。
習慣化に対する現代の関心は、SharplessとJasper (1956) による脳波の覚醒の習慣化に関する非常に影響力のある論文から始まりました。 彼らは、短い音を繰り返し提示することで、通常は眠っている猫の皮質脳波の覚醒(埋め込み電極で記録)が徐々に短くなり、最後には消失することを発見しました。 刺激を中止すると、覚醒反応は数分から数時間かけて自然に回復します。 さらに、慣れさせる刺激とは著しく異なる強い突然の刺激を与えると、元の刺激に対する脳波の覚醒が不慣れになります。 SharplessとJasperの実験で興味深かったのは、脳波の覚醒馴化が刺激の特性によって特異的に変化することである。 睡眠中の動物の脳波覚醒反応が、500サイクルの音を提示して覚醒が起こらないところまで慣れていれば、1000cpsの音でも強い脳波覚醒が起こる。 しかし、500cpsの音に慣れた後に600cpsの音を提示すると、脳波の覚醒は起こらないのである。
猫の脳波覚醒に似たヒトのα遮断反応は、ソビエト連邦のSokolovらによって、触覚、聴覚、視覚刺激に馴化することが示されました(Sokolov, 1960)。 GlickmanとFeldman(1961)は、感覚刺激に対する脳波の覚醒の慣れには、おそらく末梢の受容体は関与していないことを示しました。 彼らは、動物の中脳網様体に埋め込んだ電極から電気刺激を与えて、皮質の脳波覚醒を誘導した。
SharplessとJasperの研究を受けて、行動可塑性の基本形である「慣れ」に大きな関心が寄せられました。
SharplessとJasperの研究を受けて、行動可塑性の基本的な形態である「慣れ」に大きな関心が寄せられました。 多くの研究者が、1次の感覚核から大脳皮質まで、CNSのほとんどのレベルで、さまざまなタイプの刺激に対する誘発反応の慣れを報告しました。 誘発反応の慣れを報告した最初の実験は、Hernández-Peón、Scherrer、Jouvet(1956)によるもので、聴覚系のいくつかのレベルでクリック刺激に対する反応を記録した。 2秒に1回のクリック刺激を長時間にわたって与えたところ、聴覚系の第一中継部である蝸牛核の誘発反応が習慣化することが報告された。
Wordenらの慎重な研究(Worden and Marsh, 1963; Marsh, Worden, and Hicks, 1962参照)により、蝸牛核でのクリック誘発反応は慣れを示さないことが示されました。 それどころか、聴覚系の最初の中継核である蝸牛核の反応の振幅は、音刺激の物理的特性によって厳密に制御されている。 ケージの床面では、音響的な要因により、音の強さが弱くなることが多い。 動物がだんだん退屈になって床に頭をつけた場合、音の強さが弱くなるので、クリックに対する蝸牛核の誘発反応は減少する。
馴化の基本的な特性のいくつかは、上述の古典的な作品(Harris, 1943; Humphrey, 1933; Jennings, 1906; Prosser and Hunter, 1936)に記述されています。 1966年、ThompsonとSpencerは、慣れに関する当時非常に広範な行動学の文献を調査し、行動的慣れが示す9つの基本的なパラメトリック特性または特徴を特定しました。 ウィリアム・アルデン・スペンサーと私は、オレゴン州ポートランドのリード・カレッジで学部生として一緒になり、親しい友人になりました。 彼はオレゴン大学の医学部へ、私はウィスコンシン大学の大学院へ進学しました。 その後、オールデンはNIHでポスドクになり、エリック・カンデルと一緒に海馬の生理学に関する先駆的な研究を行いました。 一方、私はウィスコンシン大学医学部のクリントン・ウールジーのもとで神経生理学のポスドクとして数年間過ごしました。 オールデンはその後、ピサ大学のモルッツィの研究室でさらにポスドクをしました。 その頃、私はオレゴン大学医学部の精神科の助教授に就任していました。 オールデンは、オレゴン大学医学部の生理学教室の助教授に就任した。
以前、私たちは最初の共同プロジェクトを計画しました。
以前、私たちは最初の共同プロジェクトとして、「脊髄コンディショニング」を計画していました。 これは当時、非常に論議を呼んだ現象でした。 しかし、当時は、ジョン・エクルズと彼の多くの仲間たちの研究により、哺乳類の脊髄の回路と生理について、神経系の他の領域よりも多くのことが知られていました。 当初は、無条件刺激として後肢の足蹠(あしせき)刺激を用いました。 しかし、一連のショックを与えるたびに、屈伸反射が劇的に慣れていきました。 これは非常に強力な現象だったので、古典的条件付けの代わりにこれを研究することにしました。 後に後輩と私は、脊髄コンディショニングが本物の現象であることを立証しました(例えば、Patterson et al. オールデンは優秀で創造的な人物であり、優れた神経生理学者であった。
以下に、初期の文献からのいくつかの裏付けとなる証拠とともに、馴化のパラメータを挙げます。 短期的またはセッション内の慣れ (特性 1、2、4、5、6、7、8) に焦点を当てていたことに注意してください。
「1.特定の刺激が反応を誘発する場合、その刺激を繰り返し適用すると、反応が減少する (慣れ)。
「反応の習慣化の例は、刺激が定期的に提示されるすべての行動研究で見つけることができるでしょう。 回転後眼振(Griffith, 1920; Wendt, 1951)から、驚愕(Prosser & Hunter, 1936)やガルバニック皮膚反応(GSR-Davis, 1934)まで、さまざまな反応(Harris, 1943を参照)について、それ自体、馴化をテーマとした初期の実験では、パラメトリックな特性が研究されました。
2.刺激を止めておくと、時間の経過とともに反応が回復する傾向があります(自然回復)。
「自然回復は上述の研究のほとんどで報告されており、ある反応の減少が慣れの一例であることを示す最も一般的な方法となっています(Harris, 1943)。 自然回復の時間経過は多くの変数に大きく影響され、必ずしも所定の反応の特徴ではありません。 無傷のラットの音に対する習慣化された驚愕反応は、テストの詳細に応じて、10分で回復することもあれば(Prosser & Hunter, 1936)、24時間で回復しないこともあります(J.S. Brown, Personal communication, 1964)。
「3.馴化訓練と自然回復を繰り返すと、馴化は連続してより速くなる(これは馴化の増強と呼ばれるかもしれない)。
「Humphrey (1933)はシェルタップに対するカメの足の引き抜きの研究でこの効果を指摘し、Konorski (1948)は方向付け反応についてこの効果を説明しています。
「4.他の条件が同じであれば、刺激の頻度が速いほど、慣れはより速く、より顕著になります」
この例は、初期の反射研究 (Harris, 1943) だけでなく、刺激の飽和と好奇心に関する最近の研究 (Glanzer, 1953; Welker, 1961) でも数多く指摘されています。)
「5.刺激が弱ければ弱いほど、馴化はより急速に、より顕著に起こります。
「この関係は、単純な反射 (Harris, 1943) から複雑な探索行動 (Welker, 1961) まで、ほとんどのタイプの反応に特徴的です。
6.馴化トレーニングの効果は、ゼロまたは漸近的な反応レベルを超えて進行する可能性があります。
反応が消失した後、または安定した馴化レベルに達した後に追加の馴化トレーニングを行うと、回復が遅くなります。 ゼロ以下」の慣れを研究した実験は比較的少ないのですが (Humphrey, 1933; Prosser & Hunter, 1936, Wendt, 1951)、この観察結果は、刺激の提示回数と慣れの程度の関係の延長線上にあると見なすことができます。
「7. 与えられた刺激に対する反応の慣れは、他の刺激への一般化を示します」
「Coombs (1938) は、異なるタイプの聴覚刺激に対する GSR の慣れの一般化を実証し、Porter (1938) は、光と音の刺激に対する GSR の慣れのクロスモーダルな一般化を実証しました。 Mowrer(1934)はハトの回転後眼振の馴化の一般化を示しました。 最近の研究では、CramptonとSchwam(1961)が、猫の視神経眼振の慣れが、異なる角度の加速度に対して一般化することを報告しています。
「この現象は、馴化そのものと同様にどこにでもあるもののようで、馴化が起こったことを示すためによく使われます。 パブロフ(1927)は、このプロセス(すなわち、抑制解除)を、消滅した条件付き反応(CR)に関連して最初に記述した人物ですが、習慣化された方向付け反応にも適用しました。 Humphrey (1933)は、下等脊椎動物の不慣性を広範囲に研究しました。 哺乳類の反応のうち、習慣化できるものは基本的にすべて不慣れにすることができます(Harris, 1943)。 不慣らしのための刺激は必ずしも強いものである必要はありません。 実際、Sokolov (1960)やVoronin and Sokolov (1960)は、聴覚刺激の強度を下げることで、ヒトの習慣化された方向付け反応が不習化されることを報告しています。 不慣らしは、慣れのプロセスの中和と見なされ(Humphrey, 1933)、慣れと「疲労」を区別する最も重要な方法となっています。 Lehner (1941)は最も慎重なパラメトリック研究を行い、ラットの驚愕反応と人間の腹筋反射について、不慣れの習慣化が負の指数関数的な経過をたどることを示しました。 最近では、Hagbarth and Kugelberg (1958)とHagbarth and Finer (1963)が、人間の腹屈反射と脚屈反射についてLehnerの発見を検証し、拡張しました。
「行動馴化に関する文献を調べてみると、これほど多様な動物や反応における現象のパラメトリックな特性について、ほぼ完全に一致していることに驚かされます。 これらの9つの共通した特徴は、結果的に、上記のより一般的な定義に代わる、慣れの詳細な運用上の定義となります。 他の反応の減少がこれらの特性をどの程度満たすかによって、それが慣れと呼べるかどうかが決まるのである。” (Thompson and Spencer, 1966, pp.18-20).
この習慣化の9つの定義特性は、今回のシンポジウムでの主要な論点であり、後ほど扱います(Rankin??)。 DavisとWagner(1968)が刺激強度に関するパラメータに挑戦したことに注目してください。 Sherringtonは、弱い刺激が強い刺激よりも急速な「疲労」をもたらすというこの効果を記述し、逆説的であると感じたことを思い出してほしい。 DavisとWagnerは、ラットの音響的驚愕反応を用いて、強い刺激への慣れは、弱い刺激への慣れよりも、弱い刺激でテストしたときの絶対的な反応低下の程度が大きいことを発見した。 しかし、彼らは、馴化刺激とテスト刺激が同じ強さであれば、ThompsonとSpencerの特性番号5にしたがって、刺激の強さが小さくなるにつれて馴化の相対的な度合いが大きくなることも指摘しています。 つまり、重要なのは馴化の絶対的尺度と相対的尺度である。
Davis と Wagner (1969) は、独創的でやや複雑な研究で、トーンの強度を徐々に増加させたグループ (ラット-スタートル反応) は最も大きな慣れを示し、一定の大きな強度では慣れが少なく、一定の中間的な強度のグループでは慣れが少なく、大きな強度でテストしたときに顕著な反発が見られることを示しました。 彼らが指摘したように、これらの結果は単一プロセス理論では説明できませんでした。
脊椎屈曲反射を用いて、ThompsonとSpencerは、Sherringtonの以前の推測に従って、慣れの基礎となる減少過程の場所として、皮膚受容体、皮膚求心性神経末端および運動ニューロンの変化を除外することができました。 この減少過程は介在ニューロンで起こるに違いない。 彼らの最も重要な発見は、不慣れは慣れの崩壊ではなく、独立した感作の過程が重なっているという事実であった。 慣れの根底にある減弱過程は、不慣れによっても全く乱れないのです。 実際、屈伸反射では、不慣らし(感作)は常に運動ニューロンの興奮性の増加をもたらす。 哺乳類で検証されている範囲では、不慣れは実際には感作とは別のプロセスであるが、アリシアでは例外が指摘されている(Rankin and Carew, 1988)。
馴化のプロセスに関する理論、少なくとも仮説は、長年にわたって多数提案されてきました。 いくつかの例を挙げてみましょう。 刺激の飽和(Glanzer, 1953)、反応性抑制(Hull, 1943)、求心性神経細胞の抑制(Hernández-Peón, 1960)、コリン作動性抑制(Carlton, 1968)、古典的条件付け(Stein, 1966)などです。 実際には、これらの理論の多くは、より一般的な学習プロセスに関するもので、特に慣れを扱うために開発されたものではありませんでした。 これらの見解やその他の見解は、Groves and Thompson, 1970; Peeke and Herz, 1973 a&b; Thompson and Spencer, 1966など、多くの出版物で詳しく紹介されています。 ほとんどの場合、これらの理論は非協力的な事実と衝突しました。 しかし、3つの理論が比較的成功し、現在でも著名なものとなっています。 Eugene Sokolov (1960; 1963a, b) の「刺激-モデルコンパレータ理論」、Allan Wagner (1979) の「Konorskiのグノーシス仮説の修正」、Groves and Thompson (1970) の「デュアルプロセス理論」です。
ここでは、それぞれについて簡単に説明します。