皆さんは脳がいかに大事か 言われなくても知っているでしょう
だって 皆さんの１つ１つの経験
思考や活動
知覚や記憶は
身体のコントロール・センターである ここで処理されているからです
１つの臓器で扱うには多すぎるように 思えるかもしれませんが
実際には これは脳の仕事の ほんの一部にすぎません
脳の大半の活動は 皆さんが気づくことのないものです
それが突然ストップしない限りはね
脳は何十億ものニューロンと
何兆ものニューロン結合で できています
ニューロンは特定の刺激や思考により 活性化されることもありますが
しばしば自発的にも活動します
一定のパターンで 周期的に発火する場合もあれば
短時間のうちに群発的に発火して それで終わりになったり
他のニューロンから 決まった順序で
何千もの入力を受けるまでは 長い間 静止していることもあります
視野を広げてみると
これは脳内の活動に 精巧なリズムを生み出し
背景で静かにハミングしています
起きている時 寝ている時
全く何も考えないようにしている時にもです
これらの自発的に生じる脳の機能は
他の脳機能全ての基盤になります
これらの自動的に生じる活動のうち 最も重要なのは
生命の維持です
例えば 皆さんがこの動画に 注意を向けている間
脳の自発活動が
１分間に12～16回の呼吸を維持し 窒息を防いでくれています
意識的に全く努力しなくても
脳幹からの信号が 脊髄を通って
肺をふくらませる筋肉に届きます
それによって注意を向けなくても 肺は拡張したり収縮したりします
このようなリズミカルな自発活動の 基礎になる神経回路は
「中枢パターン発生器」と呼ばれ
これは 多くの単純な反復行動を 統制しています
例えば呼吸する
歩く
飲み込む などです
進行中の神経活動は 知覚の基礎にもなっています
網膜のニューロンは
光を神経的信号に 読み替えるもので
暗い所では活動しないと 思われがちですが
実際には
脳と交信する 網膜神経節細胞は
常に活動しているのです
その細胞が送る信号は 神経活動の頻度の増減で表されます
突発的に起きるものではありません
このようにあらゆる水準で 神経系は自発活動と組み合わさります
自発活動は受け取る全信号を 解釈し それに反応するのを助けます
脳の自動操縦は 基本的な生物学的機能に 限ったことではありません
皆さんは 家に帰る道すがら
夕食は何にしようかと考え始め
気づくと５分過ぎていて その間歩いていた 記憶がなかったことはありますか？
全ての詳細までは 解明されていませんが
脳の様々な部位で この進行中の活動が
何らかの形で協調して 複雑な課題に 対処することが知られています
それは認知・運動機能が 共に関与する課題などのことで
皆さんが夕食を決めている間に
正しい経路を案内し 脚を動かすのもそうです
しかし自発的な脳機能に関して おそらく最も興味深いことは
身体に起きる 最もミステリアスで
まだあまり解明されていないある現象－ 睡眠への関与です
夜には 皆さんは 活動をストップして休めますが
脳は そうはいきません
寝ている間
進行中の自発活動が 徐々に同期していき
やがて神経活動の振動は大きくなり リズムをもつようになって
それが脳全体に及びます
この より組織だった 睡眠リズムへの移行は
視床下部内の少数の ニューロンから始まります
数が少ないにも関わらず
これらのニューロンは
普段人を覚醒させ 生き生きさせる 脳幹領域のスイッチをオフにします
そして皮質や視床といった 他の部位を
元々のゆっくりなリズムに 戻していきます
深い眠りに達するほど
このリズムはゆっくりになり より同期していきます
最も深い眠りでは振幅が大きく 周波数の低いデルタ波が優位です
しかし驚くことに この徐波睡眠の只中で
同期された脳の自発活動は
はっきり目覚めている時のように
発火の群発が起きる状態に 繰り返し移行するのです
これがレム睡眠として知られる 睡眠ステージです
この時私たちは夢を見 また 眼球が急速にぐるぐる動きます
神経科学者達は睡眠に関する多くの 根本問題に答えるべくまだ努力中です
例えば認知能力の回復や
細胞恒常性
記憶の強化に果たす 役割についてです
そしてより広く 科学者たちは
脳が重要で複雑な課題を どうやってやり遂げるのか探っています
気づかないうちにしている 運転や呼吸などです
しかし自発的機能が 内部でどう働いているかを
もっとよく理解できるようになるまでは
私たちは脳が 自分よりずっと賢いことを
認めなければなりません