スザーナ・エルクラーノ=アウゼル
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人の脳の何がそんなに 特別なのでしょうか? 私たちは動物を研究しますが その逆はありません 何故でしょうか? 人の脳にはあり 動物の脳にないものは 何でしょう? 10年前こういうことに 興味を持ったとき 科学者は どの脳も 同じ物から できていると思っていました その根拠となる証拠は 殆どなかったのですが 科学者が思っていたことは 全てのほ乳類の脳は 人も含め — 同じ様に出来ていて — そのニューロン数は 脳のサイズに 釣り合っているということでした どういうことかと言うと 例えば同じサイズの こちらのような400グラムの 2つの脳があるとすれば その2つのニューロン数は 同じ位だろうということです ニューロンが 情報処理機能を担っているなら ニューロンが 情報処理機能を担っているなら この2つの脳の持ち主は 似たような認知能力が ありそうなものですが 1つはチンパンジーで もう1つは牛です 牛は本当に豊かな 精神生活があり — 頭が良いのかもしれません 私たちに分らないように してるだけかもしれません でも私たちは食べますよね 殆どの人は チンパンジーは牛よりもっと 複雑で精巧で柔軟な行動が 出来ることには同意すると思います これこそが 最初の矛盾で “ 脳は全て同じ様に出来ている ”という 論理は正しくない ということです “ 脳は全て同じ様に出来ている ”という 論理は正しくない ということです しかし続けましょう もし脳が同じ様に出来ていて いろいろなサイズの脳を持つ動物を 比べてみるとします 大きい脳は小さい脳よりもっと — ニューロンの数が多い筈で — 脳が大きければ それだけ 認知能力があるということになります だとすると一番大きな脳は 最も認知能力があるべきです でも 悪いニュースがあります 人の脳は一番大きくはないのです 全く不思議に思えます 私たちの脳は 1.2から1.5キロの重さですが 象の脳は4キロから5キロまであり クジラは9キロにもなります これが科学者が私たちの脳は “特別”だということにしていた理由です これが科学者が私たちの脳は “特別”だということにしていた理由です 私たちの認知能力を説明する為です 本当に特別に違いありません そのルールに 当てはまらないのですから 彼らの方が大きいかもしれませんが 私たちの方がいいのです という事は 優れた脳は 体の大きさの割に大きく その大脳皮質はずっと大きく その大脳皮質はずっと大きく その余分の皮質で 体を動かすだけでなく もっと 面白いことができているようです というのは脳のサイズは普通 — 体のサイズによるのですが 私たちの脳が体のサイズからして 大きすぎると言われる主な理由は 人間を類人猿と 比較しているからです 人間を類人猿と 比較しているからです ゴリラは人の 2倍から3倍のサイズなので その脳は人のより 大きいはずですが その反対なのです 人の脳はゴリラのそれの 3倍の大きさです また特別なのは人の脳が 使うエネルギー量です また特別なのは人の脳が 使うエネルギー量です 人の脳の重さは体重の 2%しかないのですが 人が1日に要するエネルギーの 25%を消費します 人が1日に要するエネルギーの 25%を消費します それは2千カロリーの内の 5百カロリーです ただ脳を働かせるだけで それほど使います 人の脳は体の割には大きく エネルギーは驚く程消費する それで特別だ… とここで私は 気になり始めたのです 生物学では生物一般に適用出来る ルールを探し出します 生物学では生物一般に適用出来る ルールを探し出します ではどうして進化のルールが 人間にだけ あてはまらないのでしょうか? 全ての脳は同じ様に出来ているという 大前提に問題があり 全ての脳は同じ様に出来ているという 大前提に問題があり 脳が同じサイズでもニューロンの数は 実際は違っているかもしれません 脳が同じサイズでもニューロンの数は 実際は違っているかもしれません 大きい脳は必ずしも — ニューロンが多いという 訳でもないかもしれません ニューロンが多いという 訳でもないかもしれません 人の脳はそのサイズに関わらず 実際は最もニューロン数が多く 人の脳はそのサイズに関わらず 実際は最もニューロン数が多く 特に大脳皮質では そうなのかもしれません 私にとってこれは 興味深い大切な疑問となりました 人の脳のニューロン数は? それは他の動物と比べると? 人の脳は1千億のニューロンがあると 聞かれたことがあるでしょう 人の脳は1千億のニューロンがあると 聞かれたことがあるでしょう それで10年前同僚に この数字が — 何処から来たのか 尋ねてみましたが 誰も知りませんでした 書物をあさり その数字の出典を探しましたが 書物をあさり その数字の出典を探しましたが 見つかりませんでした 実際に人の脳のニューロン数を 数えた人は誰もいなかった様です 実際に人の脳のニューロン数を 数えた人は誰もいなかった様です なにも人の脳だけに 限ったことではないのですが それで脳の細胞を 数える方法を考え出しました 簡単にいうと脳を溶かして スープ状にするのです この様になります 脳または脳の一部をとり それを界面活性剤と混ぜて 細胞膜組織を壊します 細胞核はそのままです それで遊離核の懸濁液が出来ます こんな感じで 澄んだスープの様です これは ネズミ1匹の脳の 細胞核が 入っています これは ネズミ1匹の脳の 細胞核が 入っています スープが素晴らしいのは それはスープだからです 掻き混ぜて細胞核を 溶液内に均一に分散します その均一溶液のサンプルを 4,5滴取り顕微鏡で見て 細胞核を数えれば それで脳の細胞数がわかります 単純で簡単です 時間もかかりません この方法でニューロンを数えた生物は 数十種類になります 分ったことは 脳は全部同じ様には 出来ていないということです 齧歯類と霊長類を見て下さい 大型齧歯類の場合 ニューロン自体の平均径が大きくなり 大型齧歯類の場合 ニューロン自体の平均径が大きくなり 脳が急に膨らみ ニューロンの数が増える以前に 脳は格段に大きくなりますが 霊長類は平均的なニューロン自体は 大きくならずその数が増えるのです 霊長類は平均的なニューロン自体は 大きくならずその数が増えるのです これはニューロンを増やすには 効率的な方法です これはニューロンを増やすには 効率的な方法です つまり霊長類の脳は 同じサイズの齧歯類の脳より ニューロンが多いのです それで脳が大きければ大きい程 それだけその差は広がるでしょう では私たちの脳はどうでしょう 人の脳には平均して860億の ニューロンがあると突き止めました 人の脳には平均して860億の ニューロンがあると突き止めました その中の160億は 大脳皮質にあります 大脳皮質が 論理・抽象的な推論能力や知覚 といった機能の中枢で 論理・抽象的な推論能力や知覚 といった機能の中枢で 160億という数はどんな大脳皮質も 持ち合わせていないことを考えると 160億という数はどんな大脳皮質も 持ち合わせていないことを考えると これで私たちの驚くべき認知能力の 説明が簡単に出来ると思います これで私たちの驚くべき認知能力の 説明が簡単に出来ると思います 脳の全ニューロン程の 重要性があると言って良い程です 脳のサイズとニューロン数との 関係が数学的に説明出来るので 人脳が齧歯類のような脳だったなら どんなものだろうか それも計算出来るでしょう どんなものだろうか それも計算出来るでしょう 齧歯類が860億数の ニューロンを持ったとしたなら その脳は 36キロにもなります それはあり得ません その重さで脳自体が 潰れてしまいますし そんな脳に見合う身体は 89トンになってしまします これでは人間だと いえそうもありません ここから導き出される重要な結論は 私たちは齧歯類ではなく 人の脳は齧歯類の脳を大きくしたもの ではないということです ネズミと比べると 私たちは特別に見えますが ネズミと比べるのがいけないのです 人とネズミの違いは明らかですから 私たちは霊長類です 比較は他の霊長類とするべきです そこでその計算をすると 860億数のニューロンを持つ 一般的霊長類は 860億数のニューロンを持つ 一般的霊長類は 約1.2キロの脳を 持つことになるでしょう 66キロ位の体には それで丁度という感じですね 66キロ位の体には それで丁度という感じですね 私の体に丁度合います あまり驚くことではないのですが それでもとても重要な結論です 私は霊長類です あなた方もそうで ダーウィンもそうです ダーウィンがこれを本当に 理解してくれると思っています 彼の脳も私たちのと同様 他の霊長類に そっくりに出来ています 人の脳は確かに驚嘆すべきものですが ニューロン数に関しては 特別でもないのです 人の脳は大きな霊長類の脳 というだけ— この考えはとても謙虚で 冷静だと思います これは自然界に於ける 人間の立場を思い出させます では何故私たちの脳はそんなに エネルギーを使うのでしょうか どれくらいのエネルギーを 人や他の動物の脳が 使うかは分っています 既に それぞれの脳にある ニューロン数が分っていますから 計算が出来ます その結果 人と他の動物達の脳も エネルギー消費量は同じくらいで ニューロン10億に対して 一日平均6カロリー要します 脳が使用する総エネルギーは ニューロン数の シンプルな一次関数です ニューロン数の シンプルな一次関数です 人の脳のエネルギー消費は 予想通りというわけです それで人の脳が これ程 — エネルギーを費やしているのは — ニューロンが膨大にあるから というだけで 人は霊長類で — 他の動物より体のサイズの割には ニューロンが多いため — 他の動物より体のサイズの割には ニューロンが多いため — エネルギー使用量は比較的多いのです でも それは霊長類だからであって 特別だからではないのです では最後の質問として どうやって こんな膨大な数の ニューロンを手に入れたのでしょう 特に類人猿が 人より大きいなら なぜ彼らの脳の方が大きく ニューロンがもっと多くはないのでしょうか 脳が多くのニューロンを維持するのは 大変なことに気付いた時 脳が多くのニューロンを維持するのは 大変なことに気付いた時 単純な理由があるかもしれないと分ったのです 他の霊長類には大きな体と 多数のニューロンの両方を 維持して行くエネルギーがないのです それで計算しました まず計算したのは1日の 生の物を食しての 霊長類のエネルギー摂取量です 生の物を食しての 霊長類のエネルギー摂取量です その一方 あるサイズの体の 消費エネルギー量と ある数のニューロンの脳の 消費エネルギー量を計算して 体がどれくらいの大きさで ニューロンがどれくらいなら 動物が維持できるのか その組み合わせを探しました その動物が1日に食する時間が 決まっているとしてです 分ったことは ニューロンは熱量を よく消費するので 体のサイズとニューロンの数の間には トレードオフがあるのです 1日に8時間食べる動物は 最大で530億ニューロンを 維持出来ますが その体は大きくても せいぜい25キロです その体は大きくても せいぜい25キロです それ以上の体重では ニューロンを犠牲に しなくてはなりません つまり大きな体か ニューロン数が 大きいかの どちらかということです つまり大きな体か ニューロン数が 大きいかの どちらかということです 類人猿の様に食べていたら 脳も体も大きいということは あり得ません この代謝限界を克服する一つの方法は 1日に食事に費やす時間を 増やすことですが それは危険です 限界を通り超え 絶対むりです 例えばゴリラとオランウータンが 約3百億数のニューロンを持とうと思ったら それには1日8時間半も 食べなくてはなりません 食べることだけしか 出来ないという感じですね 1日9時間が 霊長類には限界でしょうね では私たちは? 860億のニューロンを持ち — 60から70キロの体重なら — 1日に9時間以上 毎日 食べなければなりません 1日に9時間以上 毎日 食べなければなりません これは ちょっとあり得ませんね 類人猿みたいに食べていたら 私たちはここまで 進化してなかったでしょう では どうやって ここまで来たのでしょう もし私たちの脳が 計算通りのエネルギーが必要で — 眠る以外の全ての時間を 食事にあてられないとしたら それに代わることは もっとエネルギーを 同じ食物から得なくてはなりません 驚くことに私たちの祖先が 考え出したことが 丁度それなのです それは150万年前のことです 料理をするということ考え出し — 料理に火を使い — 食べ物自体を消化し易くしたのです 料理された食べ物は柔らかく 噛み易く 口の中で完全にぐちゃぐちゃになり 完全に消化され易く — 体に吸収され易くなります なので短時間でより多くの エネルギーになり易いのです だから料理することのお陰で私たちは ニューロンを使い もっと面白いことをする時間ができ ニューロンを使い もっと面白いことをする時間ができ 食べることや 食糧を探すことばかり考え — 一日中食べてばかりいなくてもいいのです 一日中食べてばかりいなくてもいいのです それで 料理をすることにより — かつて 二ューロンが多い大きな脳は 維持が大変で不利なものでしたが かつて 二ューロンが多い大きな脳は 維持が大変で不利なものでしたが 今や 脳は私たちの主要財産となりました 多くのニューロンを維持する エネルギーと時間を確保でき ニューロンで面白いことが 出来るようになったからです これで進化において人の脳がどうして こんなに速く大きくなったかが 説明できると思います それでも霊長類の脳ではありますが 料理をすることにより こんな大きな脳が維持可能になり 生の食生活から始まり 文化 — 農業 文明 スーパー 電気 冷蔵庫 と— 1日に必要な総エネルギーを 私たちに一度に — 好みのファーストフード店で — 全て 確保可能に させてくれる様になったのです それで解決策であったことが 問題となり 皮肉なことですが私たちは生鮮食品に その解決法を探しているのです 人間でいることの利点は? 私たちにはあり— 他の動物にないことはなんでしょう? 私の答えは 人の脳では 最も多くのニューロンが 大脳皮質にあるということです それが人の優れた 認知能力の理由だと思います それが人の優れた 認知能力の理由だと思います 他の動物はせず 人だけがすることはなんでしょう? それによって 人の脳がこれほど大きくなり 大脳皮質が他にない程のニューロンを 持つことになったのだと思います 大脳皮質が他にない程のニューロンを 持つことになったのだと思います それは料理です 他の動物は料理をしません 人間だけです そのお陰で今の私たちがあるのだと思います 人の脳の研究をして 私の食に対する考えも変わりました 自分の台所を見ると 頭を下げて 私たちを人にしてくれた料理を 考えついた先祖に感謝します 私たちを人にしてくれた料理を 考えついた先祖に感謝します どうもありがとうございました (拍手)