覚醒と行動パフォーマンスの間の非線形関係を記述した最初の論文が出版されてからほぼ一世紀が経っている（Yerkes and Dodson1908）。 本研究は，ダンスマウスにおける識別学習に対するタスクの難しさとストレスの影響の分析であり，他のすべてから離れている。, この論文は、統計分析なしで（統計はまだ考えられていなかった）、グループあたり2匹のマウスという小さなサンプルサイズ（現代の基準では容認できないほど低いレベルの電力）で出版された。 彼らの研究の限界にもかかわらず、YerkesとDodsonの調査結果は、その後、猫（Dodson、1915）、ラット（Broadhurst、1957;TelegdyとCohen1971）、人々（Dickman、2002;BregmanとMcAllister1982;Anderson、1994）に複製され、”Yerkes-Dodson Law”（Young、1936;Eysenk、1955）として心理学の分野の辞書の一部となった。, 簡単に言えば、YerkesとDodsonは、マウスに単純な識別作業を与えたとき、そのパフォーマンスは覚醒の増加とともに直線的に改善することを見出した。 より困難なタスクでは、マウスのパフォーマンスは覚醒の増加と中等度で改善されたが、覚醒の最高レベルで彼らのパフォーマンスは、覚醒とパフォーマンスの間に全体的な非線形（反転U）形の関係を形成し、損なわれました。 覚醒-パフォーマンス曲線の形状に対するこのタスク依存の影響を図1に示します。,
タスクの難易度に基づくYerkes-Dodson法則の線形および非線形成分の図。 両方のタイプのタスクのパフォーマンスは、低レベルから中レベルの覚醒レベルへの変化に応答して増加すると見られる。 高い覚醒（または具体的には”活力”（Dickman、2002））の条件下では、被験者は単純な作業で高度のパフォーマンスを示すが、困難な作業ではパフォーマンスが損なわれる。 一般に、”単純なタスク”は、非常に明確な刺激に焦点を当てた注意を伴う訓練条件に適合するであろう。, このタイプのタスクでのパフォーマンスは、”武器フォーカス”や”フラッシュバルブメモリ”などの現象に代表されるように、高い覚醒条件下で強力で比較的正確な記憶を日常的に生成するだけでなく、覚醒シーンで発生する中心的なイベントのための強化された記憶を生成する(Christianson,1992;Conway et al.,1994;Safer et al.,1998;Pickel,1998)., 対照的に、分割された注意、ワーキングメモリ、覚醒源以外の手がかりへの注意、または差別タスクにおける刺激間の微妙な違いを伴うタスクは、”困難なタスク”の区別に準拠するであろう。 高レベルの覚醒は、典型的には、これらのタイプのタスクにおけるパフォーマンスを損なう（Leon and Revelle1985;Burke et al.,1992;Christianson,1992)。, 最終的に、タスクの難しさ、覚醒および記憶の間の複雑な関係の我々の理解は、タスクの難しさおよび覚醒の異なるレベルによる異なる脳記憶システムの,1997;Arnsten,1998;Diamond et al.,2001;Braver et al.,2001;Kensinger et al.,2003;Kensinger and Corkin2004;Birnbaum et al., 2004).,
Yerkes-Dodson法は認知研究に継続的な影響を与えており、その発見的価値に対する支持と批判の両方を含む数十年にわたる議論がある（Broadhurst、1957;Broadhurst、1959;Brown、1965;Deffenbacher、1982;Christianson、1992;Baumler、1994;Teigen、1994;Watters et al.,1997;Dutton and Carroll2001;Hanoch and Vitouch2004)。, したがって、YerkesとDodsonのオリジナルの作品とそれが生み出した”法律”は、被験者が強い圧力（高い覚醒）の下にあるときに行動パフォーマンスが向上または損なわれる理由についての何十年もの研究の基盤を提供した。
覚醒および脳機能を含む非線形性に関する現在の研究は、Yerkes-Dodson法の誕生時には想像を絶する高度な方法論的レベルで行われている。, 神経生物学的研究は、ワーキングメモリの機能的MRI分析を含む、行動および脳機能の広範な調査における非直線性を調査してきた（Callicott et al.,1999),ホルモン-記憶相互作用(Gold and Van Buskirk1975;Introini-Collison et al.,1994;Stefani et al.,1999),シナプス可塑性(Diamond et al.,1992;Kerr et al.,1994)、受容体リガンド-記憶相互作用(Conrad et al.,1999;Okuda et al.、2004）および代謝ins辱に応答した神経保護（Bar-Joseph et al.,1994;Kaltschmidt et al.,1999;Abraham et al., 2000)., この文脈において、私は脳と覚醒を含む非線形関係の研究に専門知識を持つ研究者を招待して、原稿をジャーナルに提出しました。 最終製品は優れた努力であり、7つの論文は5つの異なる国からの著名な研究者によって貢献されました。 彼らの仕事は、脳機能、覚醒および行動パフォーマンスを含む非線形関係のテーマに専念する二つの特別な問題で提示されています。
現在の問題は、博士の研究室の研究者からの三つの論文が含まれています, イタリアのフィレンツェにあるフィレンツェ大学のコラード-ブヘレリ、カナダのモントリオールにあるダグラス病院研究センターとマギル大学のソニア-ルピアン博士、アリゾナ州立大学テンピ校のシェリル-コンラッド博士。 BaldiおよびBucherelli博士による最初の論文は、行動パフォーマンスと覚醒の間の非直線性の神経および内分泌基盤に関する広い視点を提供する。 これらの研究者は、げっ歯類およびヒトに関する数十年にわたる研究から得られた合成を提示し、覚醒による記憶の複雑な変調についての理解を, 具体的には、記憶とsympathetic神経系のホルモン、例えばエピネフリン、および視床下部-下垂体-副腎（HPA）軸、例えば副腎皮質刺激ホルモン（ACTH）およびグルココルチコイド（GCs;ラットのコルチコステロンおよびヒトのコルチゾール）の作用との間の非線形関係について議論した。
博士Lupienとコンラッドによるこの問題の第二および第三の論文は、主にげっ歯類および人々の認知に対するGCsの急性効果に焦点を当てています。, どちらの論文でも、中間レベルのグルココルチコイドが海馬の記憶関連機能を増強し、高レベルのGCsが損なうという証拠について議論している（Eichenbaum、2001;Poldrack and Packard2003）。, これらの論文のそれぞれは、ストレスやグルココルチコイドのレベルの上昇は、情報がストレスの文脈の一部であるか、またはストレスの文脈の外であるかに応じて、注意と記憶を高める可能性があることを指摘する上でのバランスを提供している（関連する議論についてはRoozendaal、2000も参照）。 これは複雑さのレベルを追加しました。, GCレベルとメモリの間の関数の形状が文脈依存であることは、高レベルのストレスまたは覚醒がある条件下では性能を向上させ、他の条件下では性能を損なう可能性があると述べているYerkesおよびDodsonの法則の主な特徴と一致している(図1)。, したがって、GCs（ならびに他の生理学的尺度）と認知との関係の表現は、タスクの難易度、海馬と非海馬の構造の関与、ならびに文脈および時間変数（Cordero and Sandi1998;Akirav et al.,2004;Okuda et al., 2004).
このシリーズの第二号には、米国メリーランド州ボルチモアにある国立老化研究所のジュリアン-セイヤー博士の研究室からの論文が含まれています。, イスラエルのハイファ大学のGal Richter-Levin、オランダのフローニンゲン大学のPaul Luiten博士、アメリカのフロリダ州タンパにある南フロリダ大学および退役軍人病院 セイヤー博士による論文は、おそらくこの巻の中で最も折衷的な作品であり、異なる神経系における非線形関係に関する新しい視点を提供します。 具体的には、この作品は、例えば、異なる脳構造における抑制過程における非直線性に関する知見を統合します,、前頭前野および扁桃体、ならびにGABA受容体動態およびシナプス可塑性は、すべて抑制制御のモデルシステムとしての心臓の神経制御の広範な枠組み
博士AkiravとRichter-Levinによる論文は、神経構造間の相互作用に焦点を当てています。 脳の構造が孤立して学習と記憶にどのように関与しているかを理解することは十分に困難です。 これらの研究者は、記憶処理に影響を与えるために扁桃体が海馬とどのように相互作用するかを理解するためのさらなる挑戦を取っている。, 彼らの論文で開発されたアイデアは、扁桃体-海馬相互作用における非線形性の発現は、他の要因の間で、文脈依存性であることを、特別な問題の両方における二次的なテーマと一致している。
最後の二つの論文は、ニューロンの生存と記憶に対するGCの行動について記述しています。 彼らの共通の領域は、彼らが両方とも、非常に低いまたは非常に高いレベルのGCsが海馬機能に悪影響を及ぼす可能性があることを示していること 具体的には、博士。, Abraham、MeerloおよびLuitenは、GCsが海馬ニューロンの生存および死の両方において強力な役割を果たすことを示す実質的な文献をレビューした。 彼らは、GCsがステロイドの濃度に応じて、神経変性および神経保護に関与するメカニズムを活性化することができることを示している。 海馬上のGCアクションのコンテキスト依存性の繰り返しのテーマは、同様に、ここで対処されています。 これらの著者らは、例えば、高レベルのGcが神経死に及ぼす悪影響は、カロリー制限などの環境操作によって無効にすることができると指摘している。,
このボリュームは、Park、Campbell、Woodson、Smith、Fleshner、Diamond博士による論文で終わります。 これらの著者らは、ラットを捕食者にさらすことによってGCレベルを行動的操作した条件下で、またはGC合成阻害剤であるメチラポンを投与することによって、GCレベルを操作した条件下でのラットの空間記憶を研究した。 彼らは、中間レベルのGcが最適なメモリと相関し、非常に低いまたは高いGCレベルが障害されたメモリと相関することを発見しました。, GCレベルの上昇だけでは空間メモリを損なうには不十分であったため、コンテキスト依存性の問題が再び提起されました。 空間記憶は、ＧＣレベルの上昇が行動ストレス状態と関連して起こった場合にのみ損なわれた（Woodson et al.,2003;Okuda et al.、関連する調査結果のための2004）。
要約すると、これら二つの問題の明示的なテーマは、覚醒と脳機能との間の非線形関係である。, しかし、覚醒レベルの増加は、心理学の教科書（例えば、Rice、1999）でYerkes-Dodson法則が日常的に描写されているにもかかわらず、必ずしも脳または行動に非線形効果 覚醒-パフォーマンス曲線の形状に対するタスクの難しさの影響は、YerkesとDodson（1908）、Dodson（1917）による後の議論、および初期の心理学の教科書（Young、1936）によって強調された。, しかし、現代の労働者によるYerkes-Dodson法則の二重非線形的/線形的特徴の認識はめったに認められていないだけである。 感情、脳、記憶の分野の学者でさえ、線形成分を単なる脚注の状態に追いやった（Christianson、1992）、またはそれを完全に無視した（Loftus、1980;Metcalfe and Jacobs1998;Mendl、1999;Aston-Jones et al。, 2000). これら二つの問題の論文は、完全な、すなわちのコンテキスト内で、神経生物学と心理学を融合させるのに役立ちます, yerkes-Dodsonの法則のオリジナルバージョンは、覚醒-パフォーマンス用量応答曲線の究極の形状（線形または曲線）が、タスクの性質や文脈上の影響などの介在変数に依存することを実証することによって。
最後に、私はジャーナルのこれら二つの特別な問題の論文のすべてが査読されたことに注意したいと思います,そして、私は原稿の予備バージョンの彼らの時間,努力と建設的な批判のための査読者に感謝します. 私はまた、博士に感謝したいと思います, この巻のゲストエディターとして私を招待したため、動物や植物の王国を通して非線形現象の研究の背後にある編集長であり、原動力であるEd Calabrese。 私はまた、原稿のフォーマットと彼女の支援のためにバーバラ*キャラハンに感謝したいと思います。