道具を使う——

研究最前線

心と言語とヒトが生まれるとき入來篤史
脳科学総合研究センター

いり き

知的脳機能研究グループ

入來篤史チームリーダーいわく、「ヒトの一番の特徴は、“いいかげんさ”かな」。 グループディレクター
会話をしているとき、相手の心の中は分からない。けれども、とりあえず“自分と同じ”として話を進めてしまうことがあるだろう。
「他者と自分は同じという“概念”をつくり、“いいかげんさ”、“あいまいさ”を認めること。

それが、ヒトの知性の源だと思っています」

では、ヒトの知性は、どのようにして生まれたのだろうか。

入來チームリーダーは、道具の使用がきっかけになったと考えている。
これまでに、ニホンザルやネズミの一種デグーが、訓練によって道具を使えるようになることを実証。ヒトの知性へとつながる脳機能の変化が見えてきた。

ニホンザル

デグー

ニホンザルとデグー
入來 TL は、訓練することでニホンザルとデグー（ネズミの一種）が道具を使用できるようになることを示した。道具を使うといった高次機能を担う脳の仕組みはヒトや一部の霊長類以外にも
もともと備わっており、道具を扱える器用な手と高機能な目を持
つニホンザルとデグーは、訓練することでその機能を使えるようになったと考えられる。デグーの手には親指のような突起があり、細い棒などを握ることができる。

象徴概念発達研究チーム
チームリーダーIRIKI Atsushi
1957 年、東京都生まれ。歯学博士、医学博士。東京医科歯科大学大学院歯学研究科博士課程修了。ロックフェラー大学助手、東邦大学医学部生理学第一講座助教授、東京医科歯科大学大学院医歯学総合研究科認知神経生物学分野教授などを経て、2004年より現職。専門は神経生理学。

う感じていたのだろうか。
「一度決めたら、その環境での最善のことをやるだけです。一生懸命にやっていると、必ず次の分岐点がやって来ます。そのとき人は、やりたいことにつながる道を自然と選ぶものです」。学部では口の知覚を、大学院では口の運動を研究した。赤ちゃんがおっぱいを吸う行動は本能的なものだが、咀嚼になると、学習が必要になる。入來 TL は、咀嚼にかかわる口の運動学習のメカニズムについて研究を進めた。
そして 1987 年、米国のロックフェラー大学へ渡り、手の運動学習のメカニズム解明に取り組み、大きな発見をした。
「手の運動学習には触覚の情報を処理する体性感覚野からの情報が重要で、運動野に “長期増強” があることをネコを用いた研究で発見したのです」と、入來 TL。
長期増強とは、特定の神経細胞に繰り返し刺激が与えられると、隣の神経細胞に情報を伝えるシナプスでの情報伝達効率が増強される現象だ。長期増強は視覚野と記憶をつかさどる海馬で発見され、その領域特有の現象だとヒトとは何かを知りたい考えられていた。
「今では多くの領域で長期増強が見つか「ヒトとは何か。ヒトをヒトたらしめているのは何か。っていますが、当時は、運動野にあるはずがない、と誰もそれを知りたいと思ったのです」。これが、入來篤史チ相手にしてくれませんでした」と振り返る。
「手の運動学ームリーダー（TL）が研究の道に入った動機である。高

習には体性感覚野が大事。それならばと、サルを用いた校生の時のことだ。
「いろいろ考えた結果、ヒトをヒト体性感覚野の研究を、日本に帰って本格的に始めました」

たらしめているのは“言葉” だと思い、言葉を話す脳のメ

入來 TL が体性感覚野を選んだ理由が、実はほかにもカニズムを知りたい、と思うようになりました」。しかある。
「視覚野を研究している人は、世界中にたくさんし、まだ 1970 年代後半。言語が脳科学の対象となったのいます。視覚野の機能を調べる場合、別室にいるサルには、それからずいぶんたってからだ。言語を科学的に研スクリーンの映像を見せたりすればよいのですが、体性「だって、究するために入來 TL が選んだのが、歯学部。

感覚野の機能を調べようとしたら、サルと同じ部屋に入口でしゃべるでしょう。みんな笑うけれど、まじめに考って直接触る必要があります。引っかき傷や打ち身もでえた結果なんです」

きて、大変なんですよ。だから、体性感覚野を研究してそれから 20 数年。入來 TL は、理研脳科学総合研究センター（BSI）で象徴概念発達研究チームを率いている。

いるグループは世界で 10 くらいしかなかった。しめた！と思ったのです」

研究チームのホームページを訪れると、ゾウがウインク4している。
「象徴概念だからね。シャレですよ。外国人に説明するのは難しいんだ」と笑い、研究チームのコンセニホンザルが道具を使う

1993 年の正月、入來 TL は大きな契機をつかむ。沖縄で「ヒトは抽象的なことを考えるとプトをこう説明する。

休暇を過ごしていた入來 TL は、家族と一緒にホテルにあき、いろいろな概念をつくります。サルとヒトの脳の基るカジノを模した施設でルーレットをしていた。ディー

本的な設計図はそれほど変わりませんが、できることはラーが、レーキと呼ばれるくま手のような道具を使い、テずいぶん違います。概念の形成を可能にする脳の高次機ーブルに積み上げられたチップの山を移動させていく。

能の基盤は、サルからヒトへ進化する過程でどのようにその動きを何げなく見ていた入來 TL に、あるアイデアがつくられたのか。その解明を目指しています」

浮かんだ。――サルにくま手を使って餌を取らせてみよ

歯学部で学ぶのは、口腔疾患の予防や診断、治療が中心だ。言語とはつながりそうもないのだが、入來 TL はどう。道具を使えるようになったときの脳機能を調べれば、ヒトの脳へとつながる変化が見つかるのではないか。
RIKEN NEWS No.329 NOVEMBER 2008

7A. 道具使用前
活動位置
cm 60

4020cm60

B. 使用直後

cm60

C. 使用中止後

cm60

40

40

40

2020200000

cm 60

4020cm 60

40

2000

したこの成果は、大きな注目を集めた。

道具を理解し使えるネズミ、デグー

入來 TL が BSI に来たのは 2004 年。
「最近は、短期間で成果が出て、しかも直ちに世の中の役に立ちそうな応用研究に予算が付きやすい傾向があります。でも、BSI はすぐには応用できなくても本当に意味があって究極の手の視覚イメージ道具が手に同化したイメージ道具が同化しない手のイメージ

図1 ニホンザルの道具使用時における神経細胞の活動
ニホンザルにくま手を使って餌を取る訓練を行った。体性感覚野のすぐ後ろの頭頂連合野には、体性感覚を視覚情報とすり合わせ、自分の身体を認識したときに活動する神経細胞がある。くま手を持っていないとき（A）、くま手を道具として使っていないとき（C）には、その神経細胞は手だけを認識するように活動する。くま手を道具として使っているとき（B）には、その神経細胞はくま手があたかも手の延長になったと認識しているかのように活動するようになる。

役に立つ研究ならばやらせてくれる。ヒトとは何か。このような研究はここでしかできません」

2008 年 3 月、入來 TL は BSI 生物言語研究チームの岡ノ谷一夫 TL との共同研究の成果をプレスリリースした。翌日、「ネズミも道具使えまチュー くま手で餌をキャッチ」（中国新聞）「ネズミ：道具使った！ くま手で餌」、（毎日新聞）といった見出しが、新聞各紙を飾った。
「今回の成果の要点は、ネズミの一種のデグーを訓練して道具の機能を理解させることができた、というものです。

しかし、「ニホンザルに道具が使えるはずはないと、長期増強のときのように、さんざん非難されました。でも、自分の直感を信じました」

海外でも『The New York Times』や『Scientific American』など一般向けのメディアが取り上げてくれました」
デグーは、南米のアンデス山中に生息する、体長約げっ し

入來 TL は、ニホンザルを相手に、手が届かないとこ12cm、体重約 200g の齧 歯 類だ。なぜ実験にデグーを用ろに置いた餌をくま手を使って取らせる訓練を始めた。

いたのか。
「そこにいたからですよ」。入來 TL は笑って答

最初はできなかったが、数ヶ月訓練を続けると、それがえる。デグーは、岡ノ谷 TL たちが以前から飼っていたのできるようになった。そこで、神経細胞の活動を調べてだ。“歌うネズミ” とも呼ばれ、いろいろな声で鳴いてコみると、興味深いことが分かった。大脳の頭頂連合野とミュニケーションを取ることから、言語の研究に使えるいう領域の神経細胞の活動様式が、道具の使用訓練の前のではないかと考えていたのだという。デグーは、大き後で変化したのだ。
「頭頂連合野には、体性感覚を視覚さの異なる容器を順番に重ねる “入れ子操作” を器用に情報とすり合わせ、自分の身体を認識したときに活動す行う。そんなデグーの姿を眺めていた入來 TL は、再びひる神経細胞があります。普通のサルにとってくま手はたらめいた。――デグーは道具が使えるんじゃないか？

だの異物ですから、その神経細胞は活動しません。しかニホンザルのときと同じように、デグーに対してまずし、訓練によってくま手を道具として使えるようになる

は、くま手の手前に餌を置いて、くま手を真っすぐ引いてと、くま手があたかも自分の身体の一部になったかのよ

餌を取る訓練をした（図 2）。これは、約 1 週間でできた。

うに、その神経細胞が活動するようになるのです（図 1）」

その後、餌がくま手より遠くにある場合には、くま手を餌「くま手は自分の身体ではないけれ
入來 TL は続ける。

より奥に押し出してから引くという高度な技術も習得しども、身体の一部ということにしてしまおう。手というた。さらに、歯が欠けたくま手と、きちんと使えるくま手概念にとりあえず含めてしまおう。神経細胞の活動を見を並べておくと、使える方を選んだ。これらのことから、ると、ニホンザルはそう認知していると解釈するのが一

デグーは、くま手を手の届かない場所にある餌を引き寄番自然だと思いました」。道具を使っているとき、道具せる道具として認識しており、外見からその機能を推測が自分の身体の一部のように感じたことがあるだろう。

して機能的なものを選べることが分かった。

その状態だ。
自然界ではほとんど道具を使わないニホンザルも、訓練によって道具を使うという高次機能を発揮できること、さらに道具使用の前後で脳機能が変化することを示
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No.329 NOVEMBER 2008 RIKEN NEWS

道具使用に特別な脳機能は要らない

これまで、ネズミが道具を使うとは考えられていなかった。では、なぜデグーは道具を使えたのか。入來 TL は、

❶●❷●

❸●

❹●

❺●

PLoS ONE提供①

図 2 デグーの道具使用訓練の様子②

6匹のデグーにくま手を使って餌を取る訓練を60日間行った。くま手を真っすぐに引くだけで餌を取ることができるレベル1a、1bは、約1週間でできるようになった。最終的には、くま手を横方向に移動させたり、前に押し出す必要があるレベル2a、2bも、6匹すべてができるようになった。写真は、レベル2bの課題を行っている様子。
一度失敗したが（❷）
、すぐにくま手を餌より奥に押し出し、くま手の位置と角度を調

レベル1a

レベル1b

レベル2a

レベル2b

整して（❸❹）、餌を取ることに成功した（❺）
。1ms（ミリ秒）は1000分の1秒。

「外界に働き掛けることができる器用な手と、その結果しい鳴き声を出すようになったのだ。
「道具の使用と言語を確かめることができる高機能の目という、霊長類が持がつながっているのではないか。そう感じますよね」と入っている特徴が、たまたまデグーにもあった。手や目か來 TL。
「道具の使用と言語は並行して進化したと考えてらの情報を処理できる脳があれば、道具を使えるのです」

います。象徴概念の操作、複雑な運動の制御など、道具と解説する。
「道具を使うという高次機能には、ヒトや一と言語を操ることにはいろいろな共通要素があります。

部の霊長類だけが持つ特別な脳機能が必要だと考えられ道具の使用で起きた脳機能の変化によって、どのようにていました。しかし、そうではなかった。道具の使用な言語が生まれ進化してきたのかを探っていきたい。20 年

どの高次機能を担うことができる脳の仕組みは、ネズミ以上かかりましたが、ようやく出発点に戻ってきました」にもサルにも、もともと備わっている。訓練することで、神経細胞には、自分がある動作をしたときに活動し、その機能を使えるようになったのです」。自然界におけ他者が同じ動作をするのを見たときにも活動するものがるサルからヒトへの進化の過程でも、実験室での訓練にある。このミラーニューロンはさまざまな脳機能にかか相当するような何らかのきっかけがあったのだろう。

わっており、よくいわれる心や言語の誕生と進化に加え今回の成果は、ヒトの脳を知るための大きなステップて、世界観や文化文明の形成、さらにものの考え方や感となる。
「分子生物学的な手法をサルに使うのは、大変じ方の特徴や構造などの人間知性の根源もその特性で説です。生命科学の実験でマウスを使うように、私たちも「近い将来、心や言語、明できると、入來 TL は考えている。

分子生物学的な手法が使える実験系が欲しかったのでそして知情意までも神経細胞レベル、分子レベルで解きす」。象徴概念発達研究チームでは、すでにデグーを使明かすことができるようになるでしょう」

い、道具の使用を習得する前後で遺伝子の働き方や神経ヒトとは何か̶̶その答えは見えてきたのだろうか。

細胞の活動にどのような変化があるか、分子レベルでの「まだまだです。私は、そこにある問い掛けを一つ一つ解析に着手している。

解いていくだけ。自然の中に真実があるのだから、自然に謙虚にならなければいけません」。“Study nature, not

心と言語が生まれるときbook（書を捨て自然を観察しよう）”。これは、入來 TL「道具の使用に伴って起きた脳機能の変化は、心を生が生物学者だった祖父から教えられ、今も心に刻み込んみ出した」と入來 TL は考えている。道具を使うという行でいる言葉だ。
「単位や法則などに自分の名前を残した

為は、“主体” である身体が “客体” である道具を動かすこいですね。既存の科学観を書き換え、新しい時代をつくとだ。ニホンザルの例で紹介したように、道具を使うとりたいんです」。そう語る入來 TL の表情には、好奇心とき、道具は主体である身体の一部として認識されている。

自信があふれている。

R

それは同時に、身体は道具と同じ客体として認識されて（取材・執筆：鈴木志乃）いることにもなる。すると、客体である身体と道具を動かす主体を想定しなければならなくなる。それが“心”だ。
ニホンザルの実験では、興味深いことがもう一つ起きていた。くま手で餌を取る訓練を進めていくと、餌が欲しいときと、餌を取るくま手が欲しいときで、異なる新関連情報● 2008 年 3 月 26 日プレスリリース「ネズミの一種“デグー”を訓練して道具機能を理解させることに成功」●『道具を使うサル』
（入來篤史 著、医学書院、2004年）● 象徴概念発達研究チームのホームページ

http://www.brain.riken.jp/labs/scd/index.html

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