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人間の脳は体の中で最も複雑な器官とみなされますが、それも不思議ではありません。 860億個のニューロンと何兆ものシナプス接続を備えた脳は、私たちのあらゆる動きの調整から記憶や感情の創造まで、並外れた偉業を成し遂げることができます。何十年にもわたる研究にもかかわらず、脳はその秘密で私たちを驚かせ続けています。ここでは、あなたが知らないかもしれない人間の脳に関する興味深い神経科学の発見をいくつか紹介します。
鳥やウミガメなどの多くの動物が、地球の磁場を感知して環境を移動できることは長い間知られていました。驚くべきことに、最近の研究では、人間もこの能力の弱い形を持っている可能性があることが示唆されています。 eNeuro誌に掲載された2019年の研究では、特定の人間の脳細胞、特に視覚野の細胞が磁場の変化に反応することが示された。カリフォルニア工科大学のチームが主導したこの研究では、参加者が回転磁場にさらされると脳波パターンに明らかな変化が見られることが判明した。これらの発見は、人間が地磁気を感知する潜在意識の能力を持っている可能性があることを示唆していますが、この能力の機能はまだ不明です。これは古代の生存特性なのでしょうか、それとも私たちの空間的方向性において微妙な役割を果たしているのでしょうか?この感覚の全可能性はまだ研究中ですが、これは人間の感覚能力のリストに驚くべき追加です。
何かについて「直感」を感じたことはありますか？あなたの直感は、あなたが思っているよりも実は敏感なのかもしれません。 「第二の脳」とも呼ばれる腸神経系には、脊髄よりも多い 1 億個を超えるニューロンが含まれています。この複雑なネットワークは消化を制御するだけでなく、迷走神経を介して脳と直接通信します。最近の研究では、腸脳軸が感情の調節や認知機能においても重要な役割を果たしていることが示唆されています。 2022年にJournal of Clinical Investigationに掲載された研究は、腸内マイクロバイオームの構成が気分や行動に影響を与え、腸の健康が精神的健康に直接関係している可能性があることを示しています。このつながりにより、不安、うつ病、さらには神経変性疾患などの疾患を理解するための新たな道が開かれました。
脳の視覚処理に関するあまり知られていない事実に驚かれるかもしれません。それは、脳は見たものを逆に処理するということです。光が網膜に当たると電気信号に変換され、脳の後ろにある一次視覚野に伝わります。そこから、これらの信号は解釈のために脳の前部に転送されます。この逆の処理は、一貫した視覚体験を生み出すために、私たちの脳が常に画像を反転および再解釈していることを意味します。さらに、Nature Neuroscience に掲載された最近の研究では、このプロセスはこれまで考えられていたよりもさらに複雑で、事前の知識と期待に基づいて私たちの認識を洗練する複数のフィードバック ループが関与していることが明らかになりました。
人間の脳は体重の約 2% しか占めていないにもかかわらず、体の総エネルギーの 20% という驚異的な量を消費します。脳の絶え間ない活動を考慮するまでは、これは過剰に思えるかもしれません。脳は睡眠中であっても情報を処理し、重要な機能を維持するのに忙しいのです。 Current Biology の最近の発見では、このエネルギーのかなりの部分が、自己言及的思考、記憶、空想に関与する相互接続された脳領域のネットワークである「デフォルト モード ネットワーク」の維持に費やされていることが示されました。この高いエネルギー需要は、脳が常に準備状態にあることと、私たちが「何もしていない」と思っているときでも脳が信じられないほどの量の仕事をしていることを浮き彫りにします。
睡眠が健康に不可欠であることは誰もが知っていますが、脳の健康を維持する上でも重要な役割を果たします。睡眠中、脳はグリンファティックシステムと呼ばれる浄化プロセスを経て、有毒なタンパク質や代謝老廃物を洗い流します。 2020年にサイエンス誌に掲載された画期的な研究では、このプロセスがアルツハイマー病に関連するタンパク質であるベータアミロイドの除去に特に効果的であることが判明した。この発見は、認知機能にとって質の高い睡眠の重要性を強調し、睡眠が神経変性疾患を予防するための潜在的なターゲットであることを強調しています。
一部の人々がどのようにナビゲーションのコツを持っているのか疑問に思ったことはありますか?私たちの脳には、海馬を中心に空間認識専用のシステムがあることが判明しました。この領域内には、空間内での私たちの位置を理解するのに役立つ「場所細胞」と呼ばれる特殊なニューロンがあります。さらに、嗅内皮質の「グリッド細胞」が心の地図を作成し、正確なナビゲーションを可能にします。 Nature 誌に掲載された 2021 年の研究による最近の研究では、このシステムはこれまで考えられていたよりもさらに洗練されており、これらの細胞が位置だけでなく時間や経験もコード化しており、私たちが空間と時間の両方をナビゲートできるようになっていることが示されています。
SF のように聞こえるかもしれませんが、あなたの脳は常に未来を予測しています。予測コーディングとして知られるこのプロセスには、過去の経験を使用して次に何が起こるかを予測することが含まれます。これにより、迅速な意思決定が可能になり、環境の変化に迅速に対応できるようになります。 2022 年に Nature Communications に掲載された研究では、脳がこれらの予測を生成するために前頭前皮質や大脳基底核を含む領域のネットワークを使用していることが明らかになりました。私たちの行動を予測して調整するこの能力は、新しい状況を学び適応するための基礎となります。
老化プロセスはさまざまな速度で脳のさまざまな部分に影響を及ぼします。これが、一部の認知機能が低下する一方、他の認知機能が損なわれない理由を説明できる可能性があります。 Nature Neuroscienceに掲載された2021年の研究では、意思決定と複雑な思考を担う前頭前野は年齢とともに縮小する傾向がある一方、動きを調整する小脳などの他の領域は比較的保たれていることが判明した。この不均一な老化パターンは、身体的な運動や困難な精神的活動など、さまざまな脳領域を刺激する活動に取り組むことが、年齢を重ねても認知機能を維持できることを示唆しています。
神経科学における最も興味深い発見の 1 つは、特定の人々や概念に反応する高度に特殊化されたニューロンの存在です。 2005年の有名な研究では、研究者らは、被験者に女優ジェニファー・アニストンの写真を見せたり、言及を聞いたりしたときにのみ反応する内側側頭葉のニューロンを特定した。これは、特定のニューロンが非常に特殊で馴染みのある刺激を認識するように調整されていることを示唆しており、脳がどのようにして効率的に記憶を保存および検索するかを示唆しています。この現象は、認識と記憶の神経基盤に関する興味深い疑問も引き起こします。
物忘れは面倒なことのように思えるかもしれませんが、実際には脳の重要な機能です。 Neuron に掲載された 2022 年の研究では、忘却は脳が毎日遭遇する膨大な量の情報を管理するのに役立つ能動的なプロセスであることが示唆されています。無関係な情報を忘れることで、脳は本当に重要なことに集中するためのリソースを解放し、より柔軟な思考と学習を可能にします。この意図的な忘却のプロセスは、記憶を積極的に消去または抑制する特定の分子経路によって媒介されていると考えられています。
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