脳とは、その概略



脳概略図 心と身体が不可分のものであるということは、先に述べましたが、すくなくとも「脳」が失われたら、心が失われる(少なくとも失われたように見える)のは事実です。脳に「心の座」があることは間違えなさそうです。それでは、脳とはどのような構造になっているのでしょうか?脳は、神経細胞(ニューロン)とそれを支えるグリアなどから構成されている事がわかっていますが、まずはマクロな視点から眺めてみることにしましょう。左はヒトの脳のイメージです。いい加減な絵ですみません(10年近く前に書いたものです。いつか更新します)。ヒトの脳は、頭蓋骨と言われる硬い骨格に守られ、さらに硬膜とよばれる厚い膜に包まれた脳脊髄液の‘プール’の中に浮いています。実際の脳は薄ピンクに近い色をした非常に軟らかいものです。だからこそ、水の中に保管されている豆腐のように、脳脊髄液の中で、外のショックから守られて脳が存在しているわけです。

大脳半球
ヒトで「脳」といったらまず連想するのが大脳であるくらいヒトの脳で最も目立つ部位です。右脳、左脳と呼ばれるように大脳半球は左右1対存在します。感覚情報を受け取り、それを記憶情報と照らし合わせて様々な処理を行い、「意志」のもと、様々な複雑なアクションを起こす、というのが大脳の機能で、まさにヒトの高次機能を支える要の領域です。大脳半球の表面には、脳の活動を担う神経細胞がのシート状に並んでいます。少しでも表面積を増やすためか、大脳半球の表面は多くの溝とその間の膨らみが存在しており、これが俗に「脳のしわ」と呼ばれています。この大脳半球の表面は新皮質とよばれ、言語、視覚認識、思考、計算、理性など人間が人間らしく振舞うのに必要な部位です。なお、それぞれの機能は大脳半球の様々な部位に局在しており、一部が壊れると「人の顔のみが認識できない」「言葉の意味は理解できるが話すことができない」など限局的な機能欠損が起こることも知られています。ちなみに、左の感覚情報は右半球、右の感覚情報は左半球に入力していて、運動機能についても、左半球が身体の右半身の筋肉を支配し、右半球が右半身を支配している事が知られています。このように基本的には、左右の半球が右左の身体を司る働きを担っているのですが、言語や空間認知など高次の役割については、左右の半球がそれぞれ役割分担をしていることが知られています。例えば、右利きのヒトでは、言語の中枢は左半球に存在するのが一般的ですし、反対に空間知覚などについては右半球が大きな役割をになっていることが知られています。そもそも、利き手があるのもこのためです。これを大脳半球の側性化(Lateralization)と呼びます。ちなみに左右の半球は独立に存在するわけではなく、脳梁とよばれる通路を介して、情報伝達を行い、脳が一体のアイデンティティとして機能できるようになっています。大脳半球は、ヒトの高次機能の中心的な役割を担う重要な部位なのです。

大脳辺縁系
大脳半球の下の方に存在している領域で、海馬、扁桃体などと呼ばれる部位が含まれます。ヒト以外の哺乳類では、大脳の中でもこの辺縁系が多くの領域を占めているため、伝統的には、本能行動や情動に重要な役割を担っていると考えられてきました。実際、アトラス(脳の地図)をみれば明らかですが、ラットやマウスなどのネズミでは海馬とよばれる領域が、大脳の多くを占めています。この領域は、ヒトにおいても大変重要な領域で、記憶形成、意思決定、情動などに関して重要な役割を担っているらしいことが、次々と明らかになってきています。

間脳
大脳半球の基部にあり、視床、視床下部、大脳基底核などの総称です。視床は、全身からの感覚入力が中継されていることで有名ですが、単に情報を伝えるだけでなく、様々な情報処理を行い、これを大脳皮質へと伝える大切な役割を担っているものと考えられています。一方、視床下部は、先に述べた自律神経系あるいは内分泌系の中枢であり、体温調節、摂食、水分調節、代謝、性行動などについて、自律的に調節をおこなっているものと考えられています。大脳基底核は、複雑な運動やそのタイミングの調節に重要な役割をになっており、この機能が障害されると、パーキンソン病、ハンチントン舞踏病など重篤な運動障害を引き起こします。もちろん、「複雑な運動」ということで、ヒトの高次機能にとっても大変重要な領域です。

脳幹部
中脳、橋、延随からなる領域で、呼吸などの自発運動の調節など生命維持にはなくてはならない部位であると考えられています。また、脳幹部には脳幹網様体と呼ばれる領域があって大脳半球に対して刺激を送っています。この刺激はヒトの意識レベルの調節を行っていると考えられており、この領域がダメージを受けるとヒトは昏睡状態に陥ってしまいます。よってヒトの意識を考える上でも脳幹は重要な部位であると考えられているのです。脳幹部からはドーパミン、セロトニン、アセチルコリンなどのモノアミン神経等が上位の脳に対して幅広く投射しています。これらは睡眠・覚醒レベルを調節するだけでなく、報酬に関連した学習など高次機能にも重要な役割を担っている事が明らかになってきています。ドーパミン神経やセロトニン神経、アセチルコリン神経の異常は、それぞれ、統合失調症、躁うつ病、認知症などとも深く関わっている事が明らかになりつつあります。

小脳
脳幹部の「橋」と呼ばれる部位で、つながっているのが小脳です。この領域は運動の調節に関与していると考えられており、特に無意識にスムーズな運動をするために重要である事が知られています。例えばヒトがどのように「歩く」かを考えなくても、道を歩いたり立ち止まったりできるのも、自転車や自動車を運転するのに始めは意識的でぎくしゃくとした動作であったのが、慣れてくると他のことを考えながらでもスムーズにそして無意識的に運動できるのようになるのもこの小脳の働きによるのです。これを、大脳のフィードバックによる制御から小脳のフィードフォワード的な制御が可能になった、という言葉することができます。最近では、瞬目反射などパブロフの条件付けについても、小脳が重要な役割を担っていることも解ってきました。

脊髄
背骨こと椎骨の中に存在しているのが脊髄です。脳と共に中枢神経系を構成しています。四肢、体幹などの入力情報を脳に伝えたり(痛覚、触覚など)、脳からの運動司令など四肢、体幹などに送ったりすると共に、入力に対して反射的な動作をおこなうための(いわゆる反射と呼ばれる原始的な動作)を行うための神経回路も存在しています(膝蓋腱反射がそれで、膝小僧の部位を叩くと足がはね上がるのは有名です)。つまり脊髄が離断されてしまうと、それより下の情報を受け取ることはできなくなってしまいますし、それより下の身体を動かすこともできなくなってしまいます。交通事故などによる脊髄損傷が重篤な運動障害を引き起こすのはこのためです。

以上が脳、「中枢神経系」のおおよその構造を紹介したものです。ちなみに、中枢神経系に対して、末梢に分布した「末梢神経」や、腸管の蠕動に関与する「腸管神経系」などが存在します。
客観的に見ると、「脳」という臓器は、体内あるいは外界から何らかの入力データを得ると反応し、その‘演算’の結果を行動、自律神経、内分泌などといった形で出力するようになっています。そして、その様々な処理をおこなう領域はそれぞれ部位が決まっており、また出力結果としての行動も理性的なものは大脳新皮質の働き、そして本能的なものは大脳辺縁系、間脳の働き、そして反射的なものは脊髄の働きによるとおおよそいうことができるのです。

<参考文献>
Biological Psychology 第8版(Kalat JW, 2003)
 こういった話題など、「脳と心」に興味がある人にまずお勧めの本です。「心」を生物学的側面から説明していこうという「生理心理学」の教科書です。神経生理学的な事柄はやや薄く、大雑把な面もありますが、雑学的事項も多く読んでて大変面白い本です。まさに「へぇ〜」が連発で、最新の話題も多く収録されているのが特徴です。

Neuroscience 第3版(Purves D他, 2004)
 神経科学の教科書で、先の「Biological Psychology」に比べて、生理学的な事柄や分子生物学的な事柄について詳しいのが特徴です。生理学の名教科書としては「Principle of Neuronal Science」(Kandel E, 2000)がやはり有名ですが、それよりは薄く読みやすいのが特徴です。最新の事柄も多く含まれている印象です。ただ、高次機能や心理学側面については内容がやや薄いので、「Biological Psychology」と両方読むのがお勧めです。


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