今日お話ししたい事は
世界中の科学者が行っている
あるプロジェクト
ヒトの脳の神経が描く像についてです
この研究の中心となる考えは
ヒトの思考と脳は
汎用な単一目的の プロセッサ―なのではなく
高度に特殊化された 各部の複合体であり
その１つ１つが各々 固有の問題を解決しながらも
総合的に
思考する我々を 作っているという事です
これを理解する為
次のシナリオを想像してみて下さい
あなたは自分の子供がいる 保育所に入って行きます
いつものように何十人もの子どもがいて
親の迎えを待っていますが
今日は
子ども達の顔が奇妙に同じに見えます
どの子が自分の子なのか 見分けがつきません
新しい眼鏡がいるのでしょうか？
気がおかしくなったのでしょうか？
素早く色々な事が頭をよぎります
いいえ頭ははっきりしていて
目も問題なく良く見えています
全てがまともなのに
子供達の顔だけがそうでないのです
顔は見えるのですが
区別ができず
どの子も覚えのない顔なのです
オレンジ色のリボンを見つけて
ようやくそれが自分の子供だと分かります
このように急に顔を 認識できなくなることが
実際起きるのです
それは相貌失認と呼ばれ
脳のある特定の場所に
障害が起きた結果起きます
これに驚かされる事は
顔認知だけに障害があり
その他は問題がない事です
相貌失認は脳損傷後におきる
数々の 驚くほど特異な 脳機能障害の１つです
このような症状などを総合して
脳は明確に役割が分担された領域別に
分かれている事が長い間 示唆されていたのですが
それ等の領域を探求する研究に
一気に進歩をもたらしたのは
脳画像技術に於ける発明—
特にMRIです
MRIを使い脳内部の組織構造を
高解度画像で見ることができます
MRIの断面画像を
よくご存知のものを通して
お見せしましょう
その物とは何か分かるでしょうか
これです
分かり難いですが アーティチョークです
ではこれはどうでしょう
下から上まで行きますよ
ブロッコリーの頭です！
綺麗でしょう？私は好きです
もう１つ 勿論これはヒトの脳です
実はこれは私の脳です
私の脳をスライスして行きます
右の方に鼻があり
今ここに来ました ちょうどここです
この画像はいいですね 自分でも本当にそう思いますが
組織を映し出してるだけに過ぎません
機能画像という本当にすごい進歩は
科学者が組織だけでなく
活動 すなわちニューロンの発火を 捉える技術を
編み出した時に起きました
それは このような働きをします
脳は筋肉の様なもので
活発な時は
その活動の為に 送り込む血量を増やします
幸いに脳の血流制御は 局部的なので
例えばここで 多くのニューロンが
活発に発火し始めたら
そこの血流は増します
fMRIはその血流の 増加をキャッチし
ニューロンが活性化した箇所で
高反応を示します
具体的に
fMRIの実験が如何に行われるか
そこからどんな事が分かるか
又 分からないかを説明するため
最初の研究の１つを お話しします
我々が知りたかったのは 顔認知だけの領野があるかどうかです
既に その存在は
お話しした相貌失認に基づき
推察されてはいましたが
健常者の脳にそれを確認した者は
誰もいませんでした
それで我々はその探索に 乗り出しました
私が最初の実験台になり
MRI 内に入り横たわりました
頭を出来るだけ動かさず
このような顔や物を
何時間も見つめました
私は fMRIスキャナーの中で
費やした時間の合計が 世界記録に
近いと思いますが
この研究で 本当に大切なスキルの一つは
膀胱制御でした
（笑）
スキャナーから出た時
データをすぐに分析して
私の脳の中で
顔を見ている時に 物体を見たときよりも
強い反応を示す箇所を探しました
これが私が見たものです
この画像は今の基準からすると ひどいもののように見えますが
当時は美しいものだと思いました
小さな塊が見える
箇所がありますが
オリーブサイズ位で
私の脳表面の下部—
ここから約2.5cm真っすぐ中に 入った所です
脳のその箇所が示しているのは
強い fMRI反応 つまり
非常に活発な脳の神経の活動です
私が 物体でなく
人の顔写真を見ている時のものです
かなり面白いのですが
何故これが偶然でないと 分かるのでしょう？
では最も簡単な方法は
実験をもう一度やってみる事です
私はMRIスキャナーに戻り
もっと顔や物の写真を見ました
そして同じ様な斑点が見られました
それからもう一度やり
又同じ結果がでました
もう一度 もう一度と
もうその頃には
これは本物だと 信じる事にしました
しかし これは私の脳が 何かおかしいからであり
他の誰にも こういう事は 起きないのかもしれないと
他の多くの人達も スキャンして調べると
殆ど同じ結果で
小さな顔領域が 誰でも
同じ様な部位にありました
それで次にくる疑問は
この箇所の機能です
顔認知だけでしょうか？ そうでないかもしれませんね
人の顔だけに反応するのでなく
他の身体部分にも 反応するかもしれません
人の様な物や他の生物や
丸っこい物にも
反応するかもしれません
その領域が顔の認知に 特化して機能する事を
はっきり確かめる唯一の方法は
仮説を全て除外していく事です
そこで我々はそれから数年
色々な写真を見る人々の脳を
スキャンして
何の顔であろうと
顔の写真を見ている時は
顔以外の写真の時と比べて
脳のその領野が
強く反応しているのが
観察されました
これで我々は
ここは顔認知に必要な領域だと 決定づけたのでしょうか
いいえ そうではありません
脳画像だけでは 特定の領野が
特定の機能に必要かどうかは 分からないのです
脳画像で私たちが出来る事は
様々な思考で あらゆる領野のニューロンが
活性・不活性化されるのを 見るだけです
脳の一部がある心的機能に 必要かどうかを見るには
そこを刺激して 反応を見る必要がありますが
普段そういう事はできません
しかし最近驚くべき機会が巡ってきて
私の同僚数人が
癲癇持ちのある男性を テストしました
これが病院のベットに 横たわるその男性です
脳の表面に
癲癇の源を特定するための
電極が 配置されたばかりです
全く偶然に
電極の二つが
顔認知領域の上部に 配置されていました
それで患者の同意を得て
医師達は
脳のその部位を電気で刺激して どうなるか彼に尋ねました
患者はどこに電極が あるのか知りませんし
顔認知領域の事など 聞いた事もありません
では どうなるか見てみましょう
比較用の条件から始めます
殆ど見えないくらい「Sham」と
左下に赤く
電気が流されてない時に 出てきます
神経学者が患者にまず 話しかけているが聞こえます
神経学者：「私の顔を見て下さい
こうした時に 何が起きるか言って下さい
いいですか？」
患者：「OK」
神経学者：「１､２､３」
患者：「何も起きません」 神経学者：「何も？Ok」
神経学者：「もう一度します
私の顔を見て
１､２､３」
患者：「他の誰かになっただけです
顔が変形して
鼻が下がり左に行き
見た事がある様な 他の人みたいになりました
でも全く他の誰かです
ドラッグでもやったようでした」
（笑）
この実験が・・・
（拍手）
この実験で ついに確定したことは
この脳の領域は
顔だけに反応するのでなく
顔を認識する為に無くてはならないものだという事です
こうして顔認知領域に関しての 詳細を見てきたのは
脳には特定の思考過程に関与する
領域がある事を確定するには
どのようにする必要があるのかを お伝えする為です
次にもっと端的に
今までに発見された 機能が分化した脳領域
に関してお話しします
この為に私は先月
fMRIの中で 時間を随分費やしたので
私の脳のこんなところを お見せできるのです
まず私の脳の右半球から行きます
この向きから 今 私の頭をこのように見ています
頭蓋骨を取り除き
脳の表面を見ていると 想像してください
ご覧のように
脳の表面が折り畳まれていますが
何か隠れているかもしれません
全部見たいので
膨らまして全体像を見ましょう
お話ししてきたこのような写真に
反応する顔領域を 探しましょう
脳を回転して
下部の表面下を見てみましょう
ここに私の顔領域があります
その右には他の領域が
紫色に示してあり
ここは色の情報を 処理する時 反応します
その近くにはまた他の領域
場所を認識することに関わる領域があります
今私もこのように会場の空間レイアウトを 見ていますが
ここにある緑色の領域は
本当に活発です
もう１つ外側に
数カ所 顔認識領域があり
この周辺にも
選択的に視覚運動機能に
関わっている領域があります
この動いている
下部の黄色い斑点がそうです
その近くには体の各部を
見る時に反応する領域があり
その領域はライムグリーン色で
脳の下部にあります
これまでお見せした領域は
特定の視覚に関係しています
また特定の機能
聴覚とか他の感覚を専門とする 領域があるでしょうか？
あります 脳を少し回してみると
濃い青の領域があり
ほんの数ヶ月前 発表したばかりです
この領域は
このような 音程の鮮明な音を聞くと 大きく反応します
（サイレン）
（チェロ音楽）
（玄関の呼び鈴）
それに比べ 同じ領域は こんな時は大きく反応しません
普段 よく聞く音—
次のように 音程が不鮮明な音を聞いた時です
（咀嚼音）
（ドラムの音）
（トイレの水を流す音）
音程の鮮明さに反応する領域の側には
こういう時だけに反応する １つの領域帯があります
話し声を聞くときです
ではこれらの領域を見てみましょう
私の左半球は 同じ様になっていて
全く同じではありませんが—
時にはサイズの 違いはあれ
領域の殆どがここにあります
これまでお見せした全ては
聴覚 視覚などの様々な 認知機能を司る
領域でした
では 素晴らしく精巧で複雑な 思考活動のための
特別な領域もあるのでしょうか
はい あります
このピンクの色が私の言語領域です
長い間
脳の全般に於いて
言語プロセスは起きていると 思われてきました
しかし ごく最近
このピンクの領域が
選択的に著しく 反応している事が分かりました
センテンスの意味が分かる時 ここが反応しますが
他の複雑な思考には 反応しません
それは暗算をするとか
情報を記憶しようとか
音楽の複雑な構成を理解しようと
する時などがそうです
未だに分かっていない事で 最も驚くべき領域は
青緑色のこれです
この領域は
他の人が考えている事を 推測している時に反応します
クレイジーに聞こえますが
実際 我々はこんな事を 常にしています
遅くなる事を電話して 伝えなければパートナーが
心配するだろうと気づくとき
あなたはこれをしています
今 私の脳がそれをしています
というのも皆さんが多分
この触れてない灰色の部分は
一体何をするのだろうと 考えていらっしゃる事に
私は気がついているからです
私もそれについて考えていて
他に特定の機能を持った
領域が脳に多くあるのではないかと
あらゆる実験を研究室で
行っています
重要な事は脳には
全ての思考機能それぞれに
致命的なものも含めて 特殊に特化した
機能が備わっているというのでは無い と思っています
事実 数年前
私の実験室に
食物を見分ける
領域を発見したと主張する
科学者がいました
人々がこのような画像を見たとき
その領域はfMRIで大きく反応しました
更に実験は進められ 同じ様な反応が
殆ど同じ領域に12件中
10件の対象について 見られました
それで彼はかなり興奮して
実験室を走り回り
「この大発見で『Oprah』に出るぞ」と
みんなに言っていましたが
臨界実験を考えつき
この様な食べ物の画像を被験者に見せ
色も形もよく似ているけれど 食べ物ではない
このような物の画像と 比べて見せたところ
その領域はその両方ともに
同じように反応したのです
食物領域ではなかったのです
色と形に反応するだけの 領域だったのです
『Oprah』は諦めるしかないですね
それでも 勿論 疑問が残ります
特化した脳領域が無い
他の全ての事をどうやって 脳は処理するのでしょうか
その答えは
お話しして来た 高度に分化した構成要素に加えて
あらゆる問題に対処する
汎用な目的を持った
領域もあります
事実
白い領域は
どんな難しい思考活動にも—
少なくとも私達の７回の実験に於いて—
反応する事が最近示されました
今日お話しした脳の各領域は
健常な人の脳には
ほぼ同じ箇所にあります
あなた方をMRIの
スキャナーに入れ
脳にこれらの領域 １つ１つを探してみると
この私の脳とよく似ているでしょう
ただサイズや正確な位置には わずかな違いはあるでしょうが
この研究で私にとって重要な事は
これらの領野がどこにあるかでなく
我々の脳には特殊に分化した
思考機能の構成分野が 初めからあったという
シンプルな事実です
つまり さもなければ
脳は単一の汎用機能を
有していただけでしょう
スイスナイフというより
料理用のナイフの様なものです
そうではなく 脳画像が示すのは
興味深い豊かなヒトの 思考活動を表しています
我々の頭の中には 汎用な目的を持つ
脳機能と
驚くほど複雑に特化され
多岐に分化した領域とが 共に存在するのです
この研究は始まったばかりで
精神活動のニューロン像を
描き始めたばかりに過ぎず
最も根本的な疑問は そのまま残っています
例えばこれらの領域は それぞれ何をしているのでしょうか？
どうして３カ所も顔認知や
位置認知に必要なのでしょうか？
これらの働きの分担は どうなっているのでしょうか？
第二に脳内部の それぞれの領域は
どう関連し合っているのでしょうか？
拡散画像で
脳のあらゆる部分を繋ぐ
ニューロンの束を辿ったり
ここで示した方法で
脳のニューロン個別の繫がりを 辿る事が出来
こうして いつか脳全体の配線図が
分かる事となるでしょう
第三にこの様な体系的な構造が
どうやって
ヒトの成長期や人類の進化上
出来上がったのかです
この様な疑問に取り組むため
科学者達は他の動物達の脳を
スキャンして
また幼児の脳もスキャンして 調べています
神経科学研究にかかる高額な 費用の必要性については
アルツハイマー病や自閉症の様な
脳疾患の治療の為に いつか役に立つのだ と多くの人が指摘します
それはとても重要な目標です
私の仕事がそう貢献できるなら どんなに嬉しいでしょう
しかし 壊れた物を治す事だけが
唯一 価値があるのではありません
ヒトの思考と脳を理解する努力は
病気を１つも 治せないとしても
価値のある事です
我々が本質的に誰なのかを 理解する為に
ヒトの経験の根底となる
根本的機能を理解する事程
興奮させられる事はあるでしょうか
これは科学に於ける 時代を超えた
最大の探求なのです
（拍手）