H30 年度名大公開講座
総合テーマ 「人間と機械 － 道具を生み出す動物、人間の行くすえは？」名古屋大学 脳とこころの研究センター 飯高哲也
題名「人間が創った機械は人間のこころを理解できるか？」2018 年 9 月 18 日（火）名古屋大学 ES 総合館 ES ホール

はじめに哺乳動物の新生児について考えてみると、イタチやウサギなどの動物では子供は未熟な状態で出生し、親の全面的な養育を必要とする。一方でウマやクジラの子供は、比較的発達した状態で出生し、すぐに自力で動くことが可能である。前者は進化のレベルが低く一回に多くの子供を出産するが、後者は進化が進んでおり一回に生まれる子供の数は少ない。従って出生時の成熟度と、出産児数は反比例するのが自然界の通例である。しかしヒトに関しては、この例があてはまらない。すなわちヒトの新生児は極めて発達の遅れた状態で生まれてくるが、その数は極めて少ない（多くは単胎）のである。
ヒトの新生児における特徴は、ほとんど脳の成熟度が低いことによると考えられる。つまり他の臓器は母体外で生存することが可能な状態まで成熟しているが、脳に関しては極めて未成熟な状態で生まれてくるのである。ヒトの誕生は生理的早産とも言われており、妊娠期間があと１年長くないと哺乳動物の新生児には追いつかない。ヒトの脳は出生後に、極めて早い速度で成熟を遂げることが知られている。またヒトの脳は他の霊長類よりも飛び抜けて重く、その代謝量が高い。

ヒト脳を用いた研究の変遷について
ヒトの精神機能はほとんど脳の働きによると考えられてきたが、その研究が飛躍的に進展したのは 1990 年代であった。古くから解剖学者らは、脳を細かな領域に区分することに精力を注いできた。前頭葉、側頭葉、頭頂葉、後頭葉などに分けられる大脳半球は、脳回や脳溝によりさらに細かい名称がつけられた。さらに 1900 年代初めには、Brodmann が片側半球を細胞構築の観点から 40 数個の領域に区分した。その区分方法は、ごく最近まで多くの脳研究に利用されてきた。しかし数年前に高精度な脳画像研究により、片側半球を 180 領域に分けることが提唱された（Glasser, 2016）。このようにヒトの脳を細分化し、それぞれの領野に特定の精神機能をあてはめたいという願望は古くから存在していた。その好例は、18 世紀末の欧州で流行した骨相学である。当時は脳機能を計測するすべはなく、頭蓋骨を計測することで代用していたのである。

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損傷脳研究からヒト脳機能マッピングまで脳機能を科学的に解明する手法の始まりは、19 世紀の後半になって登場した損傷脳研究である。これは運動、精神、心理学的な欠損症状を持つ患者の死後に、その脳を解剖してどの領域に欠損があるかを調べる手法である。これにより欠損していた機能は、欠損している脳領域で遂行されていたと推論することができる。有名な損傷脳研究が３例ある。彼らの名はビクトル・レボーン、ピネアス・ゲージ、ヘンリー・モレイソンである。
ビクトル・レボーンは、1861 年にフランスで報告された失語症の症例である。この人物は卒中発作で倒れた後に言葉を話せなくなったが、その原因として左半球前頭葉の欠損が考えられた。そのため脳のこの部分は、運動性言語を司る領域（ブロカ野）に相当するとされた。ピネアス・ゲージは事故により脳損傷を受けた後に、性格や情動に大きな変化を生じた。彼の脳には前頭葉に大きな欠損があることから、前頭葉は性格やモラルに関係するとされた（1868 年）。ヘンリー・モレイソンは難治性てんかんのため、脳外科手術により側頭葉の一部を切除された。その後に彼は、一切の物事を記憶することが困難になった。この症例から、側頭葉内側部にある海馬が記憶に重要な領域であることが分かった（Scoville, 1957）。
損傷脳研究では多くの知見が蓄積され、脳の局在論に極めて重要な貢献をはたした。しかし研究に適した症例を数多く集積することが困難であることから、次第に脳画像研究に道を譲ることになった。折しも 1990 年代は米国で「脳の世紀」と言われ、多額の国家予算が脳研究につぎ込まれた。中でも影響が大きかったのは、脳の形態や機能を計測するための機械とソフトウェアの開発である。これにより脳研究のために損傷脳患者を集める必要が減り、健常被験者の脳機能を非侵襲的に計測する研究が隆盛となった（ヒト脳機能マッピング）。さらに近年では各脳領域間の機能的連絡について、ネットワーク理論を用いて解明する手法が応用されるようになった。すなわち脳を全体（ネットワーク）と局所（ハブ）という観点から解析し、その機能がなんらかの障害を受けた状態がこころの病気であると言える。

社会的活動を支えるヒトの脳領域について脳の働きには階層性があり、その最も重要な基盤は意識や知覚にあると考えられている。
その基盤の上に注意、記憶、学習などの領域があり、さらに社会性、情動、報酬などが加わる。講師はこのような階層の中で、特に情動の脳機能について研究してきた。情動は不安や恐怖などを含み、ヒトの生存には欠かせない要素である。情動の働きは、扁桃体とその関連領域の活動によって営まれていることが分かってきた。とりわけヒトが対面する相手の表情を認識する際に、陰性表情（例：怒りや嫌悪）に対して扁桃体が強く活動する。また嫌悪感を生じる虫などを見ても扁桃体の活動は亢進し、その程度は見ている人の性格傾向と関連することも分かってきた。日本人は白人と比較して、神経質傾向が強くまた扁桃体の活動2も高いことが示されている。
既存の研究を集めたデータベースである Neurosynth を用いた解析では、前頭葉内側部にある帯状回の一部が恐怖や不安に関係していることが分かった。この領域は、PTSD（心的外傷後ストレス障害）などでは委縮していることが報告されている。正常の不安から不安障害、恐怖症さらに重篤な PTSD を含め、扁桃体と帯状回を結ぶネットワークの機能障害が疾患の原因として考えられている。また近年では一般人口の中でも、慢性的な疼痛で悩む人が少なくないことが報告（服部ら, 2006）されている。そのような痛みを感じる場所は体性感覚野からさらに広がっており、不安や恐怖の領域と近接していることが知られている。さらに自分の痛みではなく他者が痛みを感じている場面に遭遇すると、ヒトは自分の痛みとしてそれを感じる脳の働きがあり、他者を思いやる共感性との関連が指摘されている。

自閉スペクトラム症や統合失調症の脳機能ネットワーク
自閉スペクトラム症を含む発達障害は、近年になってわが国でもその罹患者数が増加している疾患である。特徴としては社会的コミュニケーションや対人関係における特異な反応、および特定の興味や対象における反復した様式などがあげられる。典型例では３歳以前に症状がそろうことが多いが、境界例では見逃されている症例も多いと考えられる。欧米の研究では、6～10％の児童に何らかの発達の問題があると報告されている。発達障害を含む精神障害には、血液検査や生理学的検査を用いた診断手法は見つかっていない。しかしわれ
われは安静時の脳機能を計測することで、健常者と患者を判別する試みを行っている。
安静時の脳には、デフォルト・モード・ネットワークという機能的連関が存在すると考えられている。この連関は脳が自分以外の対象に注意を向けている場合には働きが低下し、自分自身に注意を向けている場合に活動が亢進する。現在ではこのネットワークは、ヒト以外の動物でも存在することが報告されている。またヒトではこのネットワークは 2-3 歳頃にかけて成人の形に近づくと考えられている。われわれは成人の高機能自閉症患者と健常者を比較して、患者群においてこのネットワークの働きが低下していることを報告した。さらにより多数例（総数 600 名以上）のデータを用いて、注意の中枢である視床と大脳皮質の機能的連関についての研究を進めている。
一方で統合失調症は有史以来、人間社会に知られてきたこころの病気である。その存在はギリシア時代の書物や、聖書の中にも記載されている。統合失調症の発病に関わる脳内メカ
ニズムは、まだほとんど解明されていない。複数の発症に関わる遺伝子から、周産期におけるストレスが第一のきっかけとして働き、さらに青年期前後の心理社会的ストレスが第二のきっかけとして発症する神経発達モデルが提唱されている。統合失調症の脳画像研究では、前頭葉を中心として大脳皮質の軽度の委縮を認める。しかしこの所見が病気の原因なのか、それとも社会などから隔離されてしまった結果なのかまだ十分には分かっていない。わ
れわれは統合失調症においても、視床と後頭葉視覚野の機能的連絡が患者の視覚的注意機
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能と関係していることを報告した（Yamamoto, 2018）。

将来展望
患者の脳で計測される機能的ネットワークは、精神疾患のバイオ・マーカー（注：血液検査や心電図のように診断に用いる指標のこと）として有用性があることが示唆されている。
近年になり注目を集めている人工知能（artificial intelligence, A.I.）により、この機能的ネットワークを用いた診断方法が検討されている。われわれの研究では、統合失調症と健常者を80％以上の精度で判別可能であることが分かっている。さらに健常な高齢者と若年者では、100％に近い精度で２群の判別が可能であった。このような脳画像と A.I.を組み合わせた診断手法が、今後臨床場面でも利用されるようになるかもしれない。
講演題名である、「人間が創った機械は人間のこころを理解できるか？」という問いにはまだ明確な答えはない。従来は帰納的な考察により、さまざまな心理的処理はそれぞれ特定の脳領域で営まれており、それらの集合体として自己（self）の存在が仮定されてきた。またメタ認知処理を用いた脳画像研究では、前頭葉内側面がその機能を担っていることが報告されている。デフォルト・モード・ネットワークには前頭葉内側面が含まれ、そこに自己モニター機能がある可能性が示唆されている。しかしピネアス・ゲージ症例のように前頭葉に重篤な障害を負ったとしても、その人が生存する限りは自己の存在は否定できない。
心理的課題による自己の概念は、あくまで他者との比較によるものである。そう考えると次に自己と他者を比較している、より上位の自己の存在が浮かび上がってくる。このような上位概念の中枢は、現在の脳機能研究ではうまく抽出することができない。脳機能マッピン
グの結果を積み重ねることだけでは、self＝こころというものを具体化することは困難なのかもしれない。21 世紀はまだ始まったばかりであるが、今後の神経科学の方向としては、こころを「理解する=understand」ことからこころを「実行する=execute」ことへ向かっていくのではないだろうか。
著書紹介：
メディカルスタッフ専門基礎科目シリーズ 精神医学 理工図書 5,400 円＋税 2018 年
顔を科学する 適応と障害の脳科学 山口真美・柿木隆介編 東京大学出版会 4,600 円＋税 2013 年
社会脳科学の展望―脳から社会をみる 苧阪直行 編著 新曜社 2,800 円＋税 2012 年≪脳とソシアル≫シリーズ

ノンバーバルコミュニケーションと脳

自己と他者をつなぐもの岩田誠・河村満編 医学書院 3,600 円+税 2010 年
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