2018年に脳について学んだ10のこと

驚異の脳

脳は、私たちが誰であるかだけでなく、経験する世界も彫刻しているのです。 何を見、何を聞き、何を言うかを教えてくれるのです。 また、新しい言語や技術を習得すると、それに対応できるように拡張されます。 私たちが眠っているとき、それは物語を語る。 また、危険を察知すると、アラーム信号を送り、体を走らせたり、戦わせたりします。 脳は環境に適応し、古い家でも臭いが気にならないし、エアコンの音も気にならない。 脳は太陽を見て、今が何時なのかを体に教えてくれます。 しかし、脳が私たちの存在に不可欠であるにもかかわらず、私たちにとっては、はるか彼方の銀河系にある惑星のように謎に包まれた存在です。 2018年になっても、神経科学者は、このおよそ1.4キログラムの組織の塊について基本的な事実を発見し続けています。 研究者は時々、人間の脳を垣間見たり、脳の大部分が欠落した場合に人間に何が起こるかを見たりしている。 他の時には、科学者はマウスを研究して哺乳類の脳についてより多くを学び、そしてそれらの知見が私たち自身の脳にどのように関連するかを推測しなければなりません

2018年に脳について学んだいくつかの魅力的な事柄を紹介します。

新しい種類のニューロン

科学者が人間の脳でまったく新しい種類の細胞、特に神経科学者のお気に入りの非人間被験者、マウスにはない細胞を発見することはそうそうあることではありません。

この見つけにくい脳細胞は、進化の点から見て最も新しい脳の部分の1つである新皮質の第1層のわずか10パーセントを占めています（つまり、現代人の遠い祖先はこの構造を持っていなかったということです）。 大脳新皮質は、視覚と聴覚の役割を担っている。 研究者たちは、ローズヒップニューロンが何をするのかまだ分かっていませんが、興奮性ニューロンの一種である錐体細胞と呼ばれる他のニューロンに接続し、ブレーキをかけることが分かりました

U.D., the neuroscience patient

医学文献で「U.D.」として知られている少年は、4年前に衰弱した発作を抑えるために右半球の3分の1を切除された。 摘出されたのは、視覚を司る後頭葉の右側と、音を司る側頭葉の右側の大部分である。 現在 11 歳の U.D. は、自分の世界の左側が見えませんが、脳の重要な部分がなくても、認知や視覚処理において同年齢の他の人と同じように機能しています

それは、脳の両側が視覚のほとんどの側面を処理しているからです。 しかし、U.D.について書かれたケーススタディによると、顔の検出では右が優位であり、言葉の処理では左が優位なのです。 実際、研究者たちは、U.D.の脳の左側が、右側と同じように顔を検知することを発見しました。

脳にはバクテリアがいるかもしれない

我々の脳にはバクテリアがたくさんいるのかもしれません。 しかし、心配しないでください。彼らは害を及ぼすことはないようです。

以前は、科学者たちは、脳は細菌のない環境であり、微生物の存在は病気の兆候であると考えていました。 しかし、今年、大規模な年次神経科学学会で発表された研究からの予備的な発見は、私たちの脳が実際には無害な細菌を収容できることを発見しました。

その研究の研究者は、統合失調症の人とそうでない人の違いを探すために、34の死後の脳を調査していました。 しかし、研究者たちは画像中に棒状のものを発見し続け、その形状がバクテリアであることが判明したのです。

この発見は、まだ専門誌に発表されておらず、この発見を確認するためにさらなる研究が必要であると科学者は述べています。

脳は磁気である

我々の脳は磁気である。 あるいは、少なくとも、脳には磁化できる粒子が含まれています。 しかし、これらの粒子がなぜ脳にあるのか、どこで発生したのかは、科学者にもよく分かっていないのです。 研究者の中には、これらの磁化可能な粒子が生物学的な目的を果たすと考える人もいれば、環境汚染のために粒子が脳に入り込んだと言う人もいます。

今年、科学者はこれらの粒子が脳のどこに位置しているかを地図上に示しました。 研究者たちは、この研究結果は、粒子が理由があってそこにあることを示す証拠になると述べています。 というのも、1990年代初頭に亡くなった54歳から87歳までの7人の脳を調べたところ、磁性粒子は常に同じ場所に集中していたのです。 また、脳のほとんどの部分にこの小さな磁石があることもわかりました。

多くの動物の脳にも磁性粒子があり、動物がこの粒子を使ってナビゲートしているという説もあるほどです。 さらに、磁性細菌と呼ばれるバクテリアの一種は、この粒子を用いて空間の方向を定めています。 今年、研究者たちは、その古代のウイルス DNA の断片が、高次の思考に必要な脳細胞間のコミュニケーションに重要な役割を果たしていることを発見しました。

人間がウイルスの遺伝コードの断片を持っていることは珍しいことではなく、人間のゲノムの約 40% ～ 80% はウイルスが残した遺伝子から構成されています。 この遺伝子はまた、時間の経過とともに細胞が再編成されるのを助ける。 さらに、Arc遺伝子の問題は、自閉症やその他の神経障害を持つ人々に起こる傾向があります。

研究者たちは現在、Arc遺伝子が我々のゲノムに入り込んだ正確なメカニズムと、それが我々の脳細胞に伝えていることを解明することを望んでいます。

Young cells in old brains or nah?

我々の体は絶えず古い細胞を処分し、新しい細胞を作り出しているのだそうです。 しかし、何十年もの間、科学者たちは、この細胞のターンオーバーは老化した脳では起こらないと考えていました。 しかし近年、マウスで行われた研究、およびヒトで行われたいくつかの初期の研究により、この考え方に疑問が投げかけられています。

今年、ある論文が、高齢の脳が新しい細胞を作っているという、最初の強い証拠となり得るものを示しました。 研究者たちは、14歳から79歳まで、死亡した人の死後の脳28個（病気ではない）を研究しました。 各脳の海馬（学習と記憶に重要な脳の部位）を切り刻み、まだ成熟していない若い細胞の数を数えた。 しかし、この研究の1カ月前に発表された別の研究では、大人の脳は海馬で新しい細胞を作らないと結論づけ、逆の結果が得られています。 この不一致は、2つの研究における脳の保存方法と、調査された脳の種類に起因している可能性がある。 (先の研究では、さまざまな健康状態にある脳を調べたが、後の研究では、病気でない脳だけを調べた。 また、細胞に影響を与える可能性のある異なる保存方法を使用した可能性もあります。）

ストレスに関する脳

悪い知らせ：ストレスは脳を縮めるかもしれない。

この研究では、2000人以上の健康な中年の人々を調べ、ストレスホルモンのコルチゾールのレベルが高い人は、このホルモンの量が正常な人よりも脳の体積がわずかに小さいことを発見しました。 また、コルチゾールレベルが高い人は、コルチゾールレベルが正常な人に比べて、記憶力テストの成績が悪かった。 どちらの結果も、ストレスと脳の間の関連性であり、因果関係のある結果ではないことに注意が必要です。

ストレスは体にとって正常なものです。 ストレスがかかると、コルチゾールレベルが、別のホルモンであるアドレナリンとともに上昇する。 これらのホルモンは、体を闘争または逃走反応に追いやるために一緒に働きます。 しかし、ストレスのかかる場面が終われば、コルチゾールレベルは低下するはずです。 しかし、いつもそうなるとは限りません。 特に現代の生活では、長期間にわたってコルチゾールレベルが上昇する人がいます。 このような場合、より良い睡眠、運動、リラクゼーションテクニック、コルチゾールを減少させる薬の服用など、ストレスを軽減することで、さまざまな効果が期待できると研究者は述べています。

自分の足音を脳に聞かせる？

カチカチ、カッカッカ。 このような場合、脳があなたの一歩一歩の音を聞き分けるのを助けてくれるかもしれません。 今年マウスで行われた研究で、マウスの脳が自分の足音を打ち消すことがわかりました。

研究者たちは、マウスの脳が特定の音に慣れるにつれて、ノイズフィルターを構築することを発見しました。 これは、運動に関わる脳の領域である運動野と、音に関わる領域である聴覚野の細胞を結合させることによって行われました。 簡単に言うと、運動野の脳細胞が信号を発して、聴覚野の脳細胞が信号を発しないようにブロックするのですが、これは実質的に聴覚野の機能を停止させることになります。 というのも、人間にはすでに似たようなシステムがあるからです。 例えば、フィギュアスケートの選手の脳は、予想される動きを学習し、抑制ニューロンは、これらの選手が回転してクレイジーな回転を行うのを妨げるような反射を打ち消します。

Psychedelic drugs may change the structure of brain cells

Psychedelic drugs can physical change the structure of brain cells, as a new study. この研究は、実験皿や動物の脳細胞に対して行われたものですが、もしこの発見が人間にも当てはまるなら、この結果は、これらの薬が特定の気分障害を持つ人々を助けることができることを意味するかもしれません。

それは、うつ病や不安症、その他の気分障害を持つ人々の場合、前頭前野のニューロン（感情をコントロールするのに重要な脳の部分）が萎縮する傾向にあるためです。 そして、ニューロンが他のニューロンとの会話に使う枝が引っ込む傾向がある。 しかし、LSDやMDMAなどのサイケデリック薬物をラットの神経細胞を入れたシャーレに加えたところ、神経細胞の結合と分岐の数が増加することがわかりました。

数百万の脳細胞が大腸に住んでおり、これらの細胞は脳や脊椎からの指示なしに機能するので、科学者はその塊のことを “第2の脳” と呼ぶことがあります。 しかし、この塊にも腸管神経系という学名がある。 実際の脳（頭の中にあるもの）も、脳の発達の初期段階では、このようなこと、つまりニューロンの発火を同期させることができるのです。 つまり、腸のニューロン作用は、第二の脳の進化の最初の段階からの「原初的な性質」である可能性があるのです。 科学者の中には、第二の脳は第一の脳よりも先に進化し、この発火パターンは体内で最も早く機能した脳に由来するという仮説さえあります。