行動の生物学的基盤

心理学は行動（人が行うこと）と心理過程（人が考えたり感じたりすること）を研究します。単元1では、これらが体のどこから生じるかを問います。

遺伝と環境要因が相互作用して行動や心理過程を形成する。遺伝とは、人が親から受け継ぐものである。環境とは、周囲で起こるすべてのことを指す。どちらか一方だけが単独で作用することはない。

• 遺伝と環境は相互作用する。例えば、遺伝的な傾向と栄養はともに身長に影響を与えることができる。
• 進化論的視点は、遺伝的な傾向が生存や繁殖の成功とどのように関連するかを問う。特定の行動の起源に対する妥当な物語は、それ自体では証拠にはならない。
• 双子・養子研究は、血縁関係や育ちの違いによる類似パターンの比較を行う。離れて育てられた一卵性双子間の類似性は遺伝的寄与を示唆するが、遺伝的要因と環境的要因を完全に分離するわけではない。

計算例（相互作用）。 典型的なケースとして、音楽音を識別する能力を持つ遺伝的傾向を持つ学生を想定する。授業、練習、楽器へのアクセスがこの能力の発展を助ける。学校が楽器を提供した後にパフォーマンスが向上する。遺伝的傾向は明示された遺伝的寄与であり、指導、練習、アクセスは環境的寄与である。機会は遺伝的傾向を発展させるのに役立つ。アクセスによる改善が、学生間の差がすべて環境的であることや、遺伝が最終的なパフォーマンスを固定することを意味するわけではない。パフォーマンスが良いからといって、単に遺伝的な能力があるとは結論づけないでほしい。

双子研究の結論を評価する。 離れて育てられた一卵性双子が行動的特徴で類似したスコアを示す。この類似性は遺伝的寄与と一致するものであり、特徴が完全に遺伝によって決まっていることの証拠ではない。彼らはprenatal条件を共有しており、類似した環境にさらされる可能性もある。家庭への配置はランダム実験ではない。他の親族や養子家庭との比較は、パターンに関する追加の証拠となるが、一人の行動を一つの原因に帰属させるものではない。

範囲注: 詳細な遺伝学、DNA、染色体メカニズムはこのコースの枠組みの外である。遺伝と環境の関係は評価対象となる。

神経系は情報を全身に伝達する。2つの主要な部分で構成されている。

中枢神経系（CNS）は脳と脊髄であり、体のあらゆるプロセスと相互作用する。

**末梢神経系（PNS）**は、中枢神経系（CNS）と身体その他との間で情報を伝達します。さらに以下のように分類されます：

• 体性神経系は、手を上げるような随意運動を制御する。
• 自律神経系は、心拍や消化のような不随意な機能を制御する。互いに拮抗する2つの枝分かれを持つ：交感神経系は身体を行動準備状態にする（「闘争または逃避」反応）、副交感神経系はその後の身体を鎮静化する。

計算例（経路選択）。 学生が意図的に手を上げ、発表前に心拍数が速くなり、回復中に心拍数が遅くなることに気づく。意図的な骨格運動は運動命令を伝える体神経系に関与する。心拍数は自律神経系のプロセスであり、交感神経系は覚醒を支援し、副交感神経系は回復を支援する。これらはPNS経路がCNSと相互作用している。イベント全体を単なる自発的または反射的であると分類するのではなく、特定の反応を分類せよ。心拍数の上昇だけで特定の感情が確定するわけではない。

この作業を行う2種類の細胞がある。ニューロンは情報伝達を行う。グリア細胞は構造、絶縁、通信、廃棄物輸送を提供する。これらはすべて行動と精神過程の基礎となる。

ニューロンは、信号を受け取る樹状突起、細胞体、そして信号を遠ざける軸索を持つ。多くの軸索は信号伝達を高速化させるミエリン被覆に包まれている。

神経伝達は一定の順序に従う：

• 休憩時、ニューロンは静止電位を維持しており、準備は整っているが発火していない状態である。
• 入力信号が閾値を超えると、ニューロンは脱分極を起こして発火する。
• 発火は全か無かの法則に従う：ニューロンは最大強度で発火するか、全く発火しない。強い刺激はより強くではなく、より頻繁に発火させるだけである。
• 発火直後、ニューロンが再び発火できない** refractory period（不应期/再発火不能期間）**が存在する。
• シナプス（ニューロン間の隙間）において、化学物質が次の細胞へ渡る。残った化学物質は**リウプテーク（再取り込み）**というプロセスによって取り戻される。

このプロセスへの障害は、多発性硬化症や重症筋無力症などの疾患を引き起こすことがある。

脊髄において、反射弓はそのシステムが一体となって機能することを示す。感覚神経は情報を運び込み、中間神経は脊髄内で接続し、運動神経は指令を運び出す - 意識に達する前に脊髄回路を通じて引き抜き reflex が開始され、信号は脳へも向かう。

神経伝達物質はシナプスを越える化学物質である。それぞれ固有の役割を持ち、作用する部位によって効果が異なる。メッセージは興奮性（発火の可能性を高める）か抑制性（発火の可能性を低める）のいずれかである。

試験対象となるのは以下のもののみ：ドパミン（報酬と運動）、セロトニン（気分と睡眠）、ノルエピネフリン（覚醒）、グルタミン酸（主要な興奮性伝達物質）、GABA γ-（主要な抑制性伝達物質）、エンドルフィン（痛み緩和）、** Substance P P**（痛みのシグナル伝達）、アセチコリン（筋肉運動と記憶）。

ホルモンは血液を循環し、脳を含む他の臓器に影響を与えることがあります。シナプス間通信とは異なる経路をとりますが、血液による伝達でも行動に影響を与えることは可能です。試験対象となるのは以下の5つのみです：アドレナリン、レプチン（飢餓感の減少）、グレリン（飢餓感の増加）、メラトニン（睡眠）、オキシトシン（絆形成）。

精神活性薬は神経伝達作用に働きかけることで行動を変化させることがあります。本課程で扱われる3つのメカニズムは以下の通りです：

• アゴニストは神経伝達物質の作用を促進または増強します。興奮性シグナルの入門例では、これにより発火が促されます。
• アンタゴニストは神経伝達物質の作用を阻害します。興奮性シグナルの場合、これを阻害することで発火への寄与が減少します。
• リウプテーク阻害剤は再取り込みをブロックし、シナプス内に伝達物質を残す。

解題例：シナプスの比較。 通常、ある神経伝達物質が受容結合部位に作用して発火を可能にする場合を考えます。仮想的な物質Xが同じ受容結合部位に作用する場合、これはアゴニストとして機能します。Yはその受容結合部位に結合するものの活性化せず、神経伝達物質の作用を阻害する場合、これはアンタゴニストです。Zは送側細胞への再取り込みを妨げ、直接受容結合部位でコピーするのではなく、シナプス間隙での利用可能な神経伝達物質を増加させます。影響を受けるステップを指定した上で、その結果を予測してください。

上記の例では明確に興奮性シグナルを用いています。抑制性シグナルを支援すると抑制が強まり、阻害すると抑制が解除されます。アゴニストが常に神経系全体の刺激を意味する同義語ではありません。受容結合部位、神経伝達物質、そして場所によって効果が異なります。本課程で扱う3つのメカニズムは、すべての可能な薬理作用の例示であり、それ以外はありません。

薬物の分類：刺激性薬物（カフェイン、コカイン）は神経活動を増加させ、鎮静剤（アルコール）は減少させる、幻覚剤（大麻）は知覚を歪ませる、オピオイド類（ヘロイン）は痛みを和らげる。反復使用により、同じ効果を得るために必要な量が増える耐容性や、使用中止時に離脱症状を伴う依存症が生じる可能性がある。

脳は下位構造から上へ順に研究される。なぜなら、下部構造が最も基本的な機能を担うからである。

• 脳幹（延髄を含む）は呼吸と心拍を制御する。
• 網様作動系は覚醒と覚醒度を制御する。
• 小脳は調整、平衡、および一部の手続学習を制御する。
• 辺縁系は大脳皮質の下に位置し、感覚の中継所である視床、飢餓・渇き・体温調節に関わる下視床、下垂体、新しい記憶の形成に関わる海馬、恐怖や感情に関わる扁桃体を含む。

大脳皮質は2つの半球と4つの葉に分かれる：後方の頭葉は視覚処理、側面の側頭葉は聴覚と言語処理、頂葉は触覚の体性感覚野を保持し、前頭葉は高次思考と実行機能を担う。

言語機能は主に左半球に位置します。ブロカ野が言語の生成を、ウェルニッケ野が理解を担います。

分裂脳研究では、重症てんかんの治療で** corpus callosum （連合繊維）が切断された患者を対象に、両半球が独立して機能することが示されています。研究者は情報を一度に一つの視覚視野**に提示しますが、各視野は対側の半球によって処理されるためです。

脳可塑性とは、脳が自ら配線を変更し新しい接続を形成する能力であり、損傷後の回復を支えます。研究手法にはEEGやfMRIスキャン、症例研究、および病変造成法が含まれます。

解題例：手法の選択。 睡眠段階を区別する迅速な電気パターンの特定にはEEGを選択します：頭蓋皮電極は微細なタイミングで電気パターンを記録しますが、正確な発生源の特定には限界があります。記憶課題と対照課題中に血中酸素信号がどこで変化するかを比較するにはfMRIを選択します：これは活動に関連する局所的な血中酸素変化を追跡するために一般的に使われます。有用な空間的詳細を提供しますが、各ニューロンの発火ではなく、より遅く変化する間接的なシグナルを測定しています。両方の手法は時間経過に伴う変化を追跡できますが、この記述だけでは両者を区別することはできません。課題中の局所変化だけでは、その領域が課題に必要であることや、具体的な思考内容を示すものではありません。研究目的とシグナルを対応付け、かつ限界を述べてください。

意識とは内外の出来事に対する知覚であり、そのレベルは変化します。

睡眠/覚醒サイクルは約24時間の昼夜リズムです。ジットラグやシフトワークはこれを乱します。

睡眠段階はEEGのパターンによって識別されます。NREM睡眠は段階1から3をカバーし、催眠感覚が眠りにつく際に生じます。REM睡眠は「逆説的睡眠」とも呼ばれ、体は最もリラックスしているにもかかわらず脳は覚醒状態のように見えるためであり、ほとんどの夢はこの段階で見られます。

夢に関する2つの受験対象理論があります：活性化・合成理論（脳がランダムな活動解釈を行う）と統合理論（夢は記憶処理を反映する）。睡眠そのものについては、記憶統合および回復理論によって説明されます。

注意: 夢の精神分析的理論は試験範囲外です。

睡眠障害は覚醒時の行動や健康を乱します：不眠症、ナルコレプシー、睡眠時無呼吸症、夢遊症（睡眠歩行）、およびREM睡眠行動障害などです。

感覚とは環境からの情報を検出し、脳が利用可能な神経信号へ変換することです。検出には一定の絶対閾値が必要です。

• 最小可感差とは、人が検出できる最小の変化のことです。
• 感覚適応とは、変化しない刺激に対する感度の低下であり、においに気づかなくなることです。
• 感覚相互作用とは、感覚器官が協力して働くことです。システネシアとは、ある感覚が別の感覚を引き起こす状態です。

視覚。 光はレンズの形状変化によって網膜上に焦点を結ぶ。このプロセスを調節作用と呼び、これが機能不全になると近視または遠視が生じる。杆状体は周辺部にあり、低照度下での形や動きを検知する。錐状体は黄斑にあり、色と詳細を検知する。色覚には二つの理論が必要である：三原色説（青、緑、赤の錐状体）と対抗処理説（残像を説明）。大脳の下面、頭葉と側頭葉の境界にある梭状体顔領域への損傷は、顔認識不能症、つまり顔盲症を引き起こすことがある。

聴覚。音は空気運動であり、波長が音调を与え、振幅が音量を与えます。音调知覚は位置説、ボレー説、および周波数説によって説明されます。音源定位は音がどこから来ているかを教えてくれます。難聴には伝導性難聴または感覚神経性難聴がある場合があります。

化学感覚。嗅覚は最初視床を経由しない唯一の感覚です。味覚には甘味、酸味、塩味、苦味、うま味、およびオレゴスタスが含まれます。これら2つは相互作用し、嗅覚がないと味は薄くなります。

触覚、痛覚、体の位置。皮膚受容器は触覚を変換します。「熱」は温冷受容器が同時に発火することで得られます。痛覚は体と脳で処理され、ゲートコントロール理論は注意が痛みを感じさせる程度を変える理由を説明します。幻肢感覚は脳の役割を示しています。前庭感覚は半規管を通じて平衡を制御し、本体感覚は体の動きの感覚です。

解題例：エビデンスに基づく一般化 (2025 AP心理学セット 1 記事分析)。 本研究は、ある大学で授業単位のために127名の学生を募集しました。年齢は18–39歳で平均年齢は21.21歳；女性は69%、男性は31%でした。この結果が65歳以上の成人にどの程度適用できるかを考察してください。

一つの支持される回答は以下の通りである：全参加者が大学学生の 18–39 歳であったため、結果は 65 歳以上の成人には適用されない可能性がある。この研究はその高齢層に関する直接の参加者証拠を提供していない。これは証拠の限界であり、高齢成人が異なる行動をとることを証明するものではない。サンプルサイズだけでは、あらゆる人口を代表していることを示すわけではない。誤情報条件への無作為割り当ては実験群を比較するために役立つが、大学サンプルをすべての成人の代表性のあるサンプルに変えるものではない。

公式のPart E基準は、特定の関連する被験者エビデンスによって裏付けられた一般化の主張を要求します。集団を名指し、被験者の特徴を選び、その関連性を説明してください。「バイアス」のような説明のないラベルや、サンプルサイズに関する記述だけでは不十分です。これはソースと採点基準に基づいて作成されたモデル回答であり、採点された学生の回答を引用したものではありません。

記事分析問題は短い研究要約を与え、その方法、変数、および何結論できるかを問う。以下の研究は練習のために架空のものである。

研究者は 60 人の成人ボランティアを無作為に割り当て、カフェイン入りのコーヒーかカフェイン抜きのコーヒーのいずれかを饮用させた（どちらであるかは知らせなかった）。30分後、光が現れた際にボタンを押すのに要したミリ秒数として、各人の反応時間が測定された。カフェイン群は平均して 25 ms 早く反応した（p = 0.02）。

(a) 研究方法を特定し、その理由を説明せよ。

(b) 従属変数の操作定義を特定せよ。

(c) 因果関係の結論を支持する設計の特徴ONEつを説明せよ。

(d) カフェインの影響が神経伝達とどのように関連するか説明せよ。

モデル回答。

• (a) 実験：研究者は独立変数（カフェインの有無）を変化させ、参加者を無作為に割り当てた。
• (b) 反応時間：光が現れた後にボタンを押すのに要したミリ秒数。
• (c) 無作為割り当てにより、睡眠や習慣といった他の要因がグループ間で均等に分散され、参加者が自身の条件に気づかないようにする（単盲検）ことで、期待効果も減少した。
• (d) カフェインは眠気を促す神経伝達物質であるアデノシンの受容体をブロックするため、神経活動が高く維持され、反応も速くなる。

• 指定された神経伝達物質とホルモンのみを学習してください。他のものについては試験で聞かれることはありません。また、内分泌腺については下垂体を除き範囲外です。
• 感覚と知覚を分けてください：感覚は検出と変換であり、知覚は解釈です（ユニット2）。
• 全か無かの原則とは、強度が神经元が頻繁に発火するかどうかによってコードされ、強さによって never にコードされないことを意味します。
• 書く前に構造と役目を対応させてください：海馬は記憶を形成し、扁桃体は恐怖を処理し、小脳は運動を調整します。
• 交感神経は興奮させ、副交感神経は鎮静させます。心拍数が速いという記述がある場合、交感神経系の名前を挙げてください。
• スキャンが何を示し、何を示せないかを述べてください。EEGは迅速な電気パターンを記録します；fMRIは一般的に活動に関連する局所的な血中酸素変化を追跡します。

語彙カードの意味

認知的プロセス（mental processes）：知覚、記憶、判断など、心が行う活動。 遺伝と環境（Nature and nurture）：遺伝的性質と経験の共同の影響。 双子・養子研究（Twin and adoption studies）：一緒に育ったか別々に育ったかを比較する研究により、遺伝と環境の影響を分離する手法。 末梢神経系（peripheral nervous system, PNS）：脳と脊髄の外側にある神経。 体性神経系（somatic nervous system）：骨格筋へ指令を送り、体の感覚信号を受け取る分節。 随意（voluntary）：意識的な命令によって行われること。腕を動かすような動作。 自律神経系（autonomic nervous system）：個々の行動を意図せず器官を制御する分節。 不随意（involuntary）：意識的な意思決定なく起こること。心拍のような機能。 交感神経系（sympathetic nervous system）：身体を緊急時の行動準備状態にする分節。 副交感神経系（parasympathetic nervous system）：身体を落ち着かせ、エネルギーを回復させる分節。 ニューロン: 神経系を通じて信号を伝達する神経細胞。 樹状突起: 神経細胞へ信号を受け取る枝分かれした線維。 静止電位: 細胞が活動していないときに、神経細胞膜の内外に生じる電位差。 脱分極: 膜内を負の値から正の方向へ変化させ、神経冲动の発生を可能にする。 全か無かの法則: 神経細胞は完全な強度で冲动を発生するか、全く発生しないかのいずれかである。 不応期: 一度の発火後に、次の発火が不可能になる、あるいはより強い刺激が必要となる短い期間。 多発性硬化症: 神経線維を取り巻く絶縁被覆（ミエリン）が障害される疾患。 重症筋無力症: 信号が正常な強さで筋肉を収縮させることができない疾患。 感覚神経: 感覚器官からの情報を中枢へ伝える神経細胞。 中間神経: 他の神経細胞をつなぐ神経細胞で、特に脊髄や脳内で機能する。 運動神経: 筋肉や腺へ指令を送出する神経細胞。 興奮性: 次の神経細胞が発火しやすくなる作用を持つ。 抑制性: 次の神経細胞が発火しにくくなる作用を持つ。 ドパミン: 報酬、運動、注意と関連している化学伝達物質。 セロトニン: 気分、睡眠、食欲と関連している化学伝達物質。 ノルアドレナリン: 覚醒度を高め、ストレス反応に関与する化学伝達物質。 グルタミン酸: 脳の神経細胞を興奮させる主な化学伝達物質。 GABA: 脳の神経信号を鎮静化する主な化学伝達物質。 エン多芬フィン: 痛みを軽減し、幸福感をもたらす天然の化学物質。 物質P: 痛みの信号を送る役割を持つ化学伝達物質。 レプチン：脂肪組織から分泌されるホルモンで、脳に満腹感を知らせる。 ゲスリン：胃から分泌されるホルモンで、空腹感を知らせる。 メラトニン：日中の睡眠と覚醒のリズムを整えるのに役立つホルモン。 オキシトシン：絆や出産、信頼に関係するホルモン。 アゴニスト：伝達物質を模倣し、受容体を活性化する薬物。 アンタゴニスト：受容体をブロックし、通常の伝達物質の作用を阻害する薬物。 再取り込み阻害剤：神経細胞間の隙間（シナプス）にある伝達物質の分解を防ぎ、長時間その場に留める薬物。 刺激薬：神経活動や体の興奮を亢進させる薬物。 鎮静薬：神経活動や体の興奮を抑制する薬物。 幻覚剤：知覚を歪ませ、外部刺激のない感覚を生じさせることができる薬物。 オピオイド系薬物：モルヒネなどの原料となるオピウムの関係薬で、痛みを和らげることがあるが、強い依存性があるもの。 後頭葉：脳の後部にあたり、視覚情報を最初に処理する領域。 側頭葉：脳の側面にあたり、聴覚や一部の記憶に関与する領域。 頂上葉：脳の上部側面にあたり、触覚や空間的配置を処理する領域。 体性感覚皮質：体の異なる部位からの触覚情報を地図のように表す脳の帯状領域。 前頭葉：脳の前方にあたり、計画、言語、自己統制に使われる領域。 実行機能：計画立案、タスクの切り替え、冲动の抑制といった認知的スキル。 ブローカ野：通常左側に位置し、流暢な発話を生成するために必要な領域。 ウェルニッケ野：通常左側に位置し、言語を理解するために必要な領域。 視野：目の動きを伴わずに、一度に見ることができる範囲全体。 損傷法：脳の特定の部位を破壊または損傷させ、その機能を研究する方法。 NREM睡眠：眼球の急激な動きがない睡眠段階で、做梦仍可发生。 入眠時幻覚：眠りかけに生じる、落下感などの短く鮮やかな感覚体験。 急速眼球運動睡眠（REM）：脳が活動しているにもかかわらず、ほとんどの筋肉が麻痺している睡眠段階。 活性化-合成説：夢は、無秩序な脳活動から物語を作り出そうとする脳の試みであるという理論。 記憶定着：新しい記憶を安定化し、持続させるプロセス。 回復説：睡眠によって体が修復され、エネルギーが補充されるという理論。 不眠症：入眠困難や睡眠継続困難が長期間続く状態。 ナルコレプシー：突然、抑えられない睡眠発作の障害。 睡眠時無呼吸症：睡眠中に呼吸が反復的に停止する障害。 夢遊症：睡眠中にあるまま歩行する状態。 REM睡眠行動障害：夢を見る際の通常ある筋麻痺が失われる状態。 変換：光などのエネルギーの形態を神経信号に変換すること。 絶対閾値：約半分の確率で検知される最小の刺激量。 感覚適応：一定かつ変化しない刺激に対する感受性の低下。 联觉：ある感覚が別の感覚体験を引き起こす状態（例：音を見える）。 水晶体：眼内の透明な構造で、入射光を屈折させる。 近視：遠方より近方の物体の方がはっきりと見える状態。 遠視：近方より遠方の物体の方がはっきりと見える状態。 黄斑：網膜の中心部にある小さな窪みで、最も鋭い視覚がある場所。 後像: 元の刺激がなくなった後も残る感覚。 顔失認症: familiarな顔を認識できない状態。 位置説: 音高は内耳のどの部分が刺激されるかによって決まるという理論。 ボレー理論: 聴覚神経細胞のグループが交互に発火することで音高を符号化するという理論。 周波数説: 音高は聴覚神経細胞の発火速度によって決まるという理論。 音源定位：両耳間の差を利用して音がどこから来ているかを判断すること。 伝導性難聴: 外耳または中耳の機械的経路に問題があるために生じる難聴。 感覚神経性難聴: 内耳または聴覚神経の損傷によって生じる難聴。 味覚: 味を感じる感覚。 うまみ: 食品中のグルタミン酸に関連する味わい。 オレオガスタス: 脂肪酸に対する提案された味覚の質。 ゲートコントロール理論: 脊髄からの信号が痛みの通路を開閉できるという理論。 幻肢: 欠損した肢体が残っていると感じ、時に痛みを伴う感覚。 半規管: 頭部の回転を検知する内耳内の液で満たされたループ構造。