大脳(大脳皮質、大脳新皮質)のおさらい

脳、大脳、大脳皮質、大脳新皮質などの用語の区別が今一はっきりしなかったので整理してみました。

1)脳＝大脳＋小脳＋脳幹。

2)大脳＝終脳＝左右の大脳半球＝灰白質＋髄質。

3)大脳皮質(灰白質)＝大脳の表面に広がる、神経細胞の灰白質の薄い層。

4)大脳皮質＝新皮質＋旧皮質＋古皮質。
注)大脳皮質は、新皮質(大脳の部位のうち、表面を占める皮質構造のうち進化的に新しい部分)だけでなく、大脳旧皮質と大脳古皮質を含む。
注)大脳旧皮質＋大脳古皮質＝辺縁皮質(大脳辺縁系)という。

5)大脳髄質＝大脳深部は白質(有髄線維)。

結論的には、
1)脳＞2)大脳(灰白質＋髄質)(脳の一部)＞3)大脳皮質(大脳の一部＝大脳灰白質)(新皮質＋旧皮質＋古皮質)＞4)大脳新皮質(大脳皮質の一部)。

体性感覚野の身体地図

「体性感覚野」に作られている、自分の身体に関する表象である「身体地図」は可塑的に変化する。

例えば、サルが熊手を使い餌をとるようになると、手先に置かれた餌に反応していた体性感覚野のニューロンが、熊手の先に置かれた餌にも反応するようになる。

つまり、熊手を身体の一部であるかのように認識する。

これを敷衍すると、自動車に乗り慣れると、自動車を身体の一部として認識するのかも知れない。

野球選手の脳(体性感覚野)は、バットやグローブを身体の一部として認識しているかも知れない。

参考資料→「J-STORE (「心の内」を計測する　体性感覚と視覚の統合による心的身体イメージの生成と操作の脳内メカニズム 入来　篤史)」

「〈神経心理学コレクション〉Homo faber道具を使うサル」(fromアマゾン)

神経回路網の変化とは

「神経回路網」の変化とは、主に1)「シナプス」の増減であり、2)「軸索」による配線の増減である。

軸索や樹状突起が、損傷したり変性した場合には、トカゲの尻尾のように、発芽して新たに再生する。

つまり、神経回路網は再生する。

脳損傷によって生じた、運動や言語の麻痺が、次第に回復するのは、損傷部位の周囲にあるニューロンが発芽して新たな回路網が作られるためである。

発芽によって新たなシナプスが形成されることをシナプス発芽という。学習や環境変化によってもシナプス発芽が生じる。

軸索の伸長やシナプスの形成は、学習や経験により促進される。

「心の宇宙〈6〉脳の情報表現をみる (学術選書)」(by櫻井芳雄from京都大学学術出版会)から抜粋引用。

内容(引用fromアマゾン)
心は、人間ならば誰でも持っているものでありながらその正体は謎に満ちている。その「心」を脳の情報表現としてとらえると、何が見えてくるだろうか。近年、研究の進展が著しいブレイン‐マシン・インターフェイスの最新の動向や、ニューロンとその回路網の活動を記録し解析する研究など、緻密な実験に基づいて脳内現象を解明する。脳科学の将来には、どんな可能性が待っているのか、謎が謎を呼ぶ研究の醍醐味への招待状。


著者略歴(引用fromアマゾン)
櫻井 芳雄
京都大学大学院文学研究科心理学研究室教授。科学技術振興機構戦略的創造研究推進事業研究代表者。医学博士。1953年生まれ。京都大学大学院文学研究科博士課程中途退学。広島大学助手、富山医科薬科大学助教授、Johns Hopkins大学客員助教授、科学技術振興機構研究員(兼任)、京都大学霊長類研究所助教授、生理学研究所客員助教授(併任)を経て現職(本データはこの書籍が刊行された当時に掲載されていたものです)

情報の集中と分散

運動野にある数千万のニューロンの内、腕の動作を95%の精度で予測するには、わずか500～700個のニューロンの情報を取るだけで十分である。

これは、腕の動作を表す情報が、運動野の中に広く平均化され分散されていることを表す。

 「集中」は効率的であるが、故障すると、壊滅的になる可能性が高い。

それに対して、「分散」は、故障によっても大きな被害にならずに済む。しかも、その部分を取り替えるだけで回復可能である。

 例えば、企業がある一つの製品だけを製造するならば、その製造ができなくなれば、あるいはその製品が売れなくなれば、その企業は倒産する可能性は極めて高い。
それに対して、いくつもの製品を製造しているならば、その内一つがダメになっても、倒産にまでは至らないだろう。
とはいっても、手を広げすぎ、不採算部門が多すぎても、一つのヒット商品では回復できなくなってしまうが。

そういう点では、脳は「効率」よりも「故障への対処」を優先させているようである。

脳は競争原理で作られる

脳は「競争原理」で動き、働き、変化する。

脳は、筋肉と同じように、使われれば強くなり、広くなり、

使われなくなれば弱くなり、狭くなる。

脳は、使われれば、それに関する領域が拡大する。

使われなくなれば、その領域は狭くなる。

つまり、強い国に弱い国の領土が奪われる戦国時代である。

脳の「競争原理」は、天才を、「イディオ・サバン症候群」を、オタクを、偏執狂を説明する。

量子物理学での「ゼノン効果」

「ゼノン効果」は、間を置かず繰り返して観察すると、量子(原子)の属性(性質)がフリーズ(固定化)し、その状態に留まり続ける。見ていなければ起こったはずの展開が妨げられる。

「量子ゼノン効果というものがあるんだそうである。初期状態から別の状態に遷移する可能性が高い不安定な量子力学系では、観測の頻度を増やせば増やすほど遷移の確率が減る、つまり系はそのまま凍り付くのだという。」

強く言えば、観察行為が、自然に変化してゆく物質(量子)の変化を止めてしまう。この量子物理学で確認されたこの事実が、どの範囲にまで敷衍できるかである。古典物理学世界にまで敷衍していいものかどうか。

「観測の頻度を増やせば増やすほど遷移の確率が減る」のは、観察行為が量子に影響を与えている。そして、物質は全て量子で構成されている。

なお、原子や電子は、粒子としての特徴をもつと同時に波としての特徴をもつ。光や電波のような電磁波もまた、波としての性質を持つと同時に粒子としての特徴をもつ。このような波と粒子の両方の性質をもっているものを量子とよぶ。

心が脳に影響を与える

関心が脳に影響を与える。具体的には、

1)「関心を惹き付けるイメージに反応するニューロンは、周囲の刺激に反応するニューロンよりも強く発火する。関心を払う行為が、周囲の刺激の介入を物理的に抑え込む」。

2)「形や色に対する関心は、視覚野の形や色に関する情報を処理するニューロンの活動を増大させる」。

しかしながら、関心が向けられていなくても、
「刺激やイメージが、重大な記憶を連想するものなら、積極的な努力なしに、自動的に多くの関心が向けられる」。

そうであっても、基本的には、
「ある考え、ある行動の可能性に関心を集中することが、意志の行動である。意志は、関心を通じて働き、多くの中から一つの考えを拡大し、安定させ、明確にし、支配的にする」。

「心が脳を変える」(byジェフリー・シュウォーツfromサンマーク出版)より抜粋引用。
「心が脳を変える―脳科学と「心の力」」(fromアマゾン)

背外側前頭前野の障害がもたらすもの

障害される機能が「背外側前頭前野」である場合には、次のような症状を来す。

1)作業記憶(ワーキングメモリ)が低下する。

2)注意集中、注意制御機能の低下＝持続性、選択性、分配性の面で、物事に集中できない。

3)判断力が低下する。

4)物事を整理し順序よく実行したり、正確に判断し、目標設定し、計画をたてることができない。時間を配分する、それにそって行動し、モニタリングし、行動を制御し、先を見通すなどの概念形成能力が低下する。その結果、問題解決能力が低下する。

5)学習能力＝経験から学習できない、新しいことが学習できない。

6)我慢できない。

7)行動・発話を行うにあたり、時間の前後関係を統合的に調節する能力が低下する。

8)自発性に乏しくなる。口数が少なくなる。

9)保続傾向、固執傾向が強まり、いったん誘発された反応や知覚が不適切に繰り返される。構えの転換障害が生じる。

10)無関心、周囲に対する関心、興味を失う。セックスに対する興味を失う。

11)自信が喪失する。

上記内容は、「変性疾患と前頭前野」長濱康弘（滋賀県立成人病センター）（「Clinical Neuroscience」（月刊　臨床神経科学）、中外医学社、2005/No.6,Vol.23。672頁からの孫引きし改変している。

背外側前頭前野(前頭前野背外側部

(画像引用元:「認知障害とは？（２）　前頭葉機能障害と認知障害」)

背外側前頭前野(前頭前野背外側部 Dorsolateral prefrontal cortex)は、
脳の中で最も進化した部位であり、自発的な活動をする能力、他に気を散らさずに一つの仕事に集中する能力の源泉である。

背外側前頭前野の損傷が大きいと、文字通り自動人間になり、環境からの信号に反射的に反応するだけで、特定の行動を選べない。

前頭葉(背外側前頭前野)ロボトミー手術を受けた人は、目の前にメガネがあれば自動的にかけ、食べ物を出されれば食べる。

好きなときにある行動をしていいと言われると、行動しようという決断に伴って、背外側前頭前野の活動が活発になる。

背外側前頭前野は、脳のいろいろな場所から感覚的、概念的な情報を取り込み、あれこれ手を加えて活動のための観念を作り出す。

意識されている計画や意図は、前頭前野で生み出される。特に関わりが深いのは、作業記憶の本拠地である背外側前頭前野である。

「心が脳を変える」(byジェフリー・シュウォーツfromサンマーク出版)から抜粋引用。
「心が脳を変える―脳科学と「心の力」」(fromアマゾン)

「心が脳を変える」―脳科学と「心の力」

「心が脳を変える」―脳科学と「心の力」byジェフリー・M. シュウォーツ (著), シャロン ベグレイ (著), Jeffrey M. Schwartz (原著), Sharon Begley (原著), 吉田 利子 (翻訳)

「BOOK」データベースより引用。
「生きている限り、意思ある限り、あなたの脳も「進化」を続ける!
臨床例と研究現場の最新情報から導き出された、大胆な論証とは?
脳の限りない可能性と心の謎に挑んだ話題作」

「脳は脳で動いているんです。でも、あなたがそれに振り回される必要はないんですよ」という言葉が印象的であった。

「この著書のカスタマーレビュー」