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匸P コーヒーブレイク
進化しすぎた脳
中高生と語る｢大脳生理学」の最前線
池谷裕二著 講談社ブルーバックス 2007.1.20
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2003年にニューヨークの高校生を対象に、4回に分けて行なわれた講義をもとに
編集された大脳生理学の話しだ。
2004年10月に日本で出版するに際し、日本の高校生が質問しているように筆者が
若干の変更を加えている。この操作でちょっと日本の高校生とは思えない質問が
出て来て少し違和感がある。アメリカとの文化の違いによるものだろう。
全体にライブならではの雰囲気があって、吸いよせられるような面白さがあった。
生徒の質問に先生が発火し、持てる知的情報を高校生に披露する。それに新たな
疑問がかぶせられていく。
初版のあと追加された第五章は、筆者が勤務する東大薬学部に在席する脳科学
者の卵たちとの会話になっていて、直接的な問いが多く話が早い。
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人類自慢の前頭葉は、自然界で生きて行くためだけなら、さして重要な働きを
している部位ではないようだ。
150年前のフィネアス・ゲイジさんの衝撃的な頭蓋骨のCG映像があった。
前頭葉から頬に向けて鉄パイプが貫通している。
この人は事故以前に比べとても怒りっぽくなったそうだが、それを除けば、
普通に生活していたという。
生きて行く上で本当に重要な部位は、前頭葉より、もっと後ろに鎮座している
感覚運動野、視覚野、聴覚野などにある。
記憶が納められる海馬も人間と同じようにネズミにもちゃんと存在している。
自然界で生きる動物が、右か左か、逃げるか攻撃するか、とっさの判断で
行動にスイッチを入れるだけなら、前頭葉はむしろお荷物になる。
もとからあった古い脳の容量を越え、不必要なまでに肥大した大脳の状態を
指して筆者は「進化しすぎた脳」と呼んでいる。
人類の進化しすぎた脳は、表面に沢山の皺を入れて折りたたみ、なんとか立体
構造にして全体を頭蓋骨の容量内に格納している。
大きくなった反面、新しい脳の処理速度は遅く、あいまいでゆっくり学習する。
新しい脳、大脳皮質は、随意運動をコントロールしたり、人間特有の知覚、
思考、推理、記憶などの機能を担っている。
その下には古い脳、大脳辺縁系がある。古いが性能は良い。そして正確だ。
古い脳には、恐怖を感じる役割をしている扁桃体(古皮質)とか、記憶を格納
している海馬(原皮質)といった部位がある。
記憶があいまいだと感じるのは、海馬のせいというより、記憶を想起している
大脳皮質の回路に余計な老廃物βアミロイドが付着しているせいかもしれない。
あれ、あれ！と想起に苦労してい人に、正確なあれを伝えた瞬間、記憶情報が
蘇り、そう、それ！っとなる。関連情報(ヒント）を与えるだけでも良い。
その奥には視床があって、視覚、聴覚、体性感覚を感知している。
視床の下にある視床下部は、鼻からの情報がダイレクトに繋がる一番古い脳で、
間脳ともいう。性行動や、睡眠、食欲といった最もプリミティブな行動指令は、
この視床下部から出ている。生半可な前頭葉の意志では、この指令は阻止でき
ない。要するに抵抗不能、待ったなしで、実行を迫る。
脳の一番奥には自律神経をたばねる中脳と、運動を指令する小脳がある。
鳥類は、空を飛ぶので小脳がとても発達している。イルカの小脳も大きい。
体にある60兆もの細胞はほとんどが数ヶ月で入れ代わる。終生変わらないのは
たったの600分の1で、1000億個のニューロン(神経細胞）たちだ。
その内脳が保有している大脳皮質は140億個ほどで、この部分が私であることの
意識に直結している。
一般的な細胞は60兆個は、皮膚のように、3、4ヶ月で生れては消滅し交代している
のに対して、脳の神経細胞は一生増加しない。
もし脳細胞が徐々に生れたり消滅したりしていれば、意識の方も、一貫した私
ではなくなってしまう。
神経細胞は一度生れたら死ぬまで存在し続けるので、人は意識というか自分の
ＩＤというか、私個人で死ぬまで変わらず存在することができる。
後半にアルツハイマー症の話しがあって、その原因物質であるβアミロイドが
年齢を重ねるに従い次第に脳内に付着する様子が出てくるが、脳細胞が新陳代謝を
しないために発症する必然的な代償とも言える。
脳自体は頭蓋骨の中にあるが、そのセンサーは全身に行き渡りつながっていて、
単独ではなく、体のあらゆる部分と密接不可分になっている。
ネズミの脳やウサキの脳は小さいが、イルカやクジラの脳は人間よりも大きい。
それらの大きな脳を持つ動物が人間と似た頭脳活動をしているかと言えば、
そうではなさそうだ。その理由は主に身体の構造が違うことにある。
言葉をあやつれる声帯とか、舌とか、二足歩行できる脚、自由に使える手、
五本の指に内向きの親指といった人間が持つ身体器官が備わっていなければ、
動物の脳は人間と同じようには働かない。つまり脳は体の部品、筋肉などと対に
なって活動しているのだ。
養老さんの講義で聞いたのだが、体中の筋肉が消えて行く病気があるが、それ
でも最後まで脳の指令で動く随意筋がある。それは肛門筋なのだそうだ。
脳の中にはニューロン10%とそれを支えるグリア細胞90%が詰まっている。
ニューロンから延びる樹状突起は長いものでは1メートルにも達する。
1000億個あるニューロン個々には、およそ1000本くらい樹状突起があり、
回りに手を延ばしている。その上には大体1万箇所のシナプスがある。
樹状突起同士が非常に接近した隙間をシナプスというが、ニューロン同士は、
シナプスを介して情報を伝え合っている。
樹状突起は見かけは同じだが入口専用、出口専用のものに分かれている。
複数の入口シナプスから来る情報は細胞内を伝わり、複数の出口シナプスから
次の細胞へ伝わるのだが、刺激によっては細胞内を逆流することもある。
細胞内部はマイナス電荷、外部はプラス電荷で、刺激があると小さな穴から
K+が細胞の中に入り、穴の周囲の電荷が下がる。
その状態が隣に伝播し、また次の小さな穴が開いてk+が入る。このような連鎖で
細胞内の樹状突起は電気信号を伝播させている。とはいっても伝達速度はもの
すごく速い。穴が一回開いて閉じるのに1000分の1秒しかかからない。
シナプスからの信号は神経伝達物質の放出によって行なわれる。
セロトニン、ドーパミン、アドレナリンなどの、脳内物質の放出量が多いか
少ないかで情報伝達がスムーズに進んだり、遅れたり、途切れたりもする。
麻薬や麻酔薬はこうした神経伝達物質に似た分子構造をもつ化学物質だ。
利根川進さんの「私の脳科学講義」（岩波新書,2001）を読んで知ったのだが、
シナプスの回路は、成長過程の早い時期に与えられる情報で違ってくるようだ。
視覚は半年とか、母音を判定する聴覚は3年以内とか、生れてから短い期間に
情報を与えないと、シナプスは結合せず、元々あった能力は消滅してしまう。
世界には約120の主要言語があるが、人はそれらの言語で使われる、およそ
70から80もの微妙な母音変化を識別できる能力を持って生れるそうだ。
3才までにネイティブ英語を聞いて育った子供は、英語独特の母音を聞き分け
られる。だがこの時期に英語の母音を聞かなかった赤ちゃんは幾つになっても
英語独特の母音は聞き分けられない。
母国語にない母音は覚える必要がないので、脳が合理的に消滅させるためだ。
大人になってから自分の脳にない音を聞き分けるのはほぼ不可能だ。
同じように、言語習得など様々な情報処理能力が、赤ちゃんの間に、脳内で
革命的に進行し、基本的な脳の機能が確立して行く。
繋がった神経同士は、お互いの刺激によって何度か情報を伝えあっている間に
段々密なネットワークに強化されていく。
しかし、このネットワークは、決まった動きばかりするのではなく、ある時は
自主的にあえて情報を伝えないような動きもする。
脳の前頭葉は他の器官と違い、とてもあいまいな動作をするものなのだ。
記憶したあとで、少し計算し、そのあと記憶したことを聞かれると、良く思い
出せない。答えを見ると、思い出せるから、記憶そのものが消えた分けではない。
人前であがることもあるし、何かで頭が真っ白になってしまうこともある。
脳は多数派にいつも加担するのではなく、時々反対の動きをしてみたり、あえて
情報を遮断してみたりと、一見非常に不都合な動きをする回路でもあるのだ。
こうあって欲しいと思う世界が脳内で作り出され、その通りに見えることもある。
かと思うと、ある部位を刺激すると、本人の意志とは無関係に常に同じ行動を
してしまう処もある。この部位も刺激を与えるタイミングによって反応の仕方が
ゆらぐものがあって、同じ刺激で異なる２通りの反応をするものもある。
進化し過ぎたとはいえ心を生む前頭葉は、やはり最も重要な器官のひとつだ。
人の脳には顔の表情を専門に処理する部位もあるそうだ。
喜び、悲しみ、怒り、驚き、不安、嫌悪と、6種類ある表情を見分けている。
不思議なことに人間の赤ちゃんは、この顔の表情を全部できる。
そしてこれらの表情の中から本人の意志で、一番相応しい表情を選択して表現
しているようなのだ。つまり人間は生れた時から意志を持ち、表現する能力を
遺伝的に伝えられていると考えられる。
しかもこれらの顔のパターンは世界共通で、人間だけが使えるものだそうだ。
赤ちゃんはやがて言葉を覚えるが、人間は言葉で思考するので、言葉の奴隷に
なっていくとも言える。
それと同時に言葉を話す能力は人間らしさの重要機能にもなる。
ウェルニッケ野という処が前頭葉と側頭葉と後頭葉の中間あたりにある。
通常左脳にだけあるが、ここが破壊されると失語症になってしまう。
それだけでなく論理的作業がしんどくなり、うまく出来なくなってしまう。
私たちが知る世界は、脳の中で作られている。じっと若い婦人の画像を見て
いると、ゆらぎが交代して、全く違う鼻の大きいお婆さんの画像に見える反応が
あるが、これも脳内で起きる現象のひとつだ。
目の網膜は平面なのに、脳内での変換作業で立体に見える。これは意識と関係
なく行なわれるので、様々な錯覚を起こす原因にもなっている。
右眼と左眼があるために立体になるのかと思っていたが、実際は片目でも立体に
見える。その理由は眼の右半分が右脳、左半分が左脳とつながり、左右の眼が半分
づつ左右の脳と繋がる構造になっているからだ。
こうなっているから丹下左全はこけざるの壺を立体と認識できる分けだ。
視覚野の細胞の話しも興味深い。
網膜には100万本の視覚神経があるが、光の強さ(白、黒)を識別するものと、
色彩(青、緑、赤)を感じるものがある。
色を識別する細胞としては、光の波長555ナノメートルに反応する赤専用の細胞、
530ナノメートルに反応する緑専用の細胞、426ナノメートルに反応する青専用の
細胞と3種類がある。
自然界に三原色があるのではなく、人間が、網膜の都合でたまたま青、緑、赤に
反応しているだけなのだ。紫外線や赤外線が見える網膜細胞が、もし人間に与え
られていたら、見える世界の色彩も大いに違ったものになっていただろう。
網膜全体には光の強ささを識別する細胞が最も多くあり、色彩を識別する細胞は
網膜の中央付近、盲点の周囲にだけある。
従って網膜の外周あたりでは色彩を感知できず、白黒映像になるはずなのだが、
脳が以前に記憶した色彩で補正するため、視野全体が総天然色になって見える。
不思議な感じがするが、実験してみると確かに視野の端の方ではクレヨンの色が
識別できていないことを確かめられる。
目を通り、視神経に入った情報は、視覚野だけでなく上丘という処にも伝わる。
上丘はきわめて原始的だが高速で反応してくれる「見る」ための古い脳だ。
視神経から枝分かれして直接上丘に入る情報は、まどろっこしい認識処理を
しない。そのため私たちの意識には全くのぼらないまま対象を見ている。
だからというか、情報を処理していないので、反応がものすごく速い。
たとえば危険物が飛んで来たら、避けようとして体が咄嗟に反応する。
これは、上丘が見た情報が、いち早く小脳に伝わっているお蔭だ。
時速150キロのボールが0.5秒で到達する間に、バットにボールを当てる早業も、
上丘が機能するからできる動作のひとつだ。
なぜなら大脳皮質は0.5秒後に見えた情報をフィードバックするので通常の意識
だけでは上手く制御できないからだ。
ゴルフスイングを修正できないのも同じ原理だ。
この能力が働くお蔭で、もとは小さなネズミだった人間の遠い祖先は、獰猛な
肉食動物の餌食にならず、生き延びられたのだろう。
上丘に入った情報は、いつもは表に出ず、緊急の時だけ使われているようだ。
一方視神経から視床に入った情報は、脳の後ろ側にある視覚野に入り、後述する
ような認識処理を経て得られた情報を、2方向に投げる。
ひとつは海馬に対して、これは何？What？を投げる。もうひとつは、前頭葉に
対して、どうする？How？を投げる。
実は視床に入るのは、見た情報の20%だけで、第一次視覚野に届けられている。
このあと第二次、第三次、第四次、第五次視覚野で、色彩や、物が動いていると
いった情報を、個別多段階で認識していく。これら五次の視覚野のどこかが破壊
されていると、動くものが把握できないとか、非常に奇妙な世界で暮らすことに
なる。
視覚野で処理された情報は、またその15%だけが、前頭葉に届けられる。
目から入った情報は、20%×15%でほぼ3%が最終的に前頭葉に届くのだ。
残る97%は前頭葉が補正し追記しているので、実際に見たままがそこにあるか
どうかは保証の限りではない。こうして脳内で出来上がった映像を見て私たちは
実際にある世界だと感じて暮らしている。
世界が立体に見える（と感じる）のも、物がスムーズに切れ目なく動く
（と感じる）のも、色彩豊かに見える（と感じる）のも、脳内で97%の情報を
追加補正してくれているからだ。
他の動物に比べて、本当に見えている部分が、これほど実際より少ないのは
不都合なようだが、97%まで脳の中で作られた映像を見ながら暮らすという妙な
生き方が、なぜか人間には好都合だったようなのだ。
眠っている間も脳は少しも休んでおらず、むしな活発に動いて何か仕事をして
いるらしい。夢を見ていないノンレム睡眠の時の方がより活発だという。
最後になったが、脳はものごとをゆっくり学習するようになっている。
あいまいな物から特徴を抽出し、コンパクト情報というか要点にまとめること
でようやく記憶することができる。ゆっくり学習してまとまった概念は、絵や
記号となり、やがて言語という形になって記憶されていく。
息子でもない赤の他人がオレオレと言うだけで、瞬時に前頭葉が息子の声を
勝手に再現し、本当の息子だと認識してしまうミスも冒す。
しかし、ひと呼吸置くだけで、前頭葉のトラップから解放され、本来の機能を
取り戻すこともできる。ひと呼吸置いて考えるだけで、人間は臨機応変に世界に
適応でき、お互いに分かり合えるようにもなれる。前頭葉とは本当に妙な器官だ。
あいまいな脳の特徴を知り、ゆっくり学び、良く考えてから行動する習慣を
身につけておきたいものだ。
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終生変わらない1000億個の神経細胞たちと過ごす時こそ人生そのものだ。
