脳は、糖質の「ブドウ糖」と「酸素」を「エネルギー源」として血管から吸収し、それを使って働く。
成人男子の脳では、1日平均500キロカロリーを消費する。
全身の2%の重さしかない脳が、体の筋肉が消費する量と同じくらい使う。
しかし、脳の場合には、ブドウ糖を蓄えることができないので、供給が止まると、数分(1～2分)で使い果たしてしまう。
他方、酸素に関しては、肺から吸収される酸素量の約20～25％が、脳で消費される。
脳はとても浪費家である。
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BRAIN DRIVEN ( ブレインドリブン ) パフォーマンスが高まる脳の状態とは
特定の神経線維がちゃんと皮質内の特定の部位に結合するのは、化学物質が標的物質として、目的地の部位から放出され、それが神経線維の伸びる方向を誘導しているからである。
もうひとつの脳 ニューロンを支配する陰の主役「グリア細胞」 (ブルーバックス)
みる見るわかる脳・神経科学入門講座 改訂版（前編）ーはじめて学ぶ，脳の構成細胞と情報伝達の基盤
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視覚野は六層の層状構造で構成されている。
視覚情報はまずその内の第四層に入り、そこから表層と深層へと送り出される。
表層からは上位の連合野に信号が送られ、深層からは下位の視覚系(眼球運動の調節など)にフィードバックされる。
視覚野の六層の層状構造での各層における「長期増強」の強さに違いがある。
1時間の電気刺激によって長期増強を作り出すと、
第四層は2倍に増え、第二層と第三層では約6倍に増えたが、深層には変化がなかった。
それだけではなく、長期増強の起こり方は層によって違いが見られる。
第四層は、刺激後1時間で増強が起こり、2～3時間で最大になり、やがて減少する。
第二層と第三層は増強が始まるのが遅いが、強度も持続時間も何倍も大きく、15時間後も持続している。
視覚野の六層の層状構造で、外側膝状体から入力がある第四層は「有棘星状細胞」で、第二層と第三層は「錐体細胞」である。
有棘星状細胞は余り可塑性がなく、錐体細胞は可塑性が大きい。
ということは、皮質外からの入力部である神経細胞(有棘星状細胞)の骨格部分は、初めから生得的に配線されている。
だが、皮質内部の、細胞(錐体細胞)と細胞の間の配線は可塑性に富み、生後の経験によって新しい配線が敷設されていき回路網が出来上がる。
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実験医学 2015年6月号 Vol.33 No.9 脳神経回路リモデリング〜ヒトの個性と心の根源への挑戦
「比較認知科学」は何をしているか。参考資料→「名古屋大学 比較認知科学 川合研究室」
人間は、二次元の立体図を見ると、そこから立体をイメージすることができる。
ハトにはそれができない。
人間は、対象以外のものを単なる背景として認識の外に置くことができる。
ハトは、対象を背景から切り離さずに、空間全体を認識の対象にする。
人間には、原型を抽出する能力がある。
例えば、かなりゆがんで描かれた三角形からでも、これは三角形だと認識(抽象化)できる。
ハトにはそれができない。
人の第一次視覚野のシナプス密度は、出生時には1立方センチ当たり約2400億個である。
生後2ヶ月から急激に増加していき、生後8ヶ月の最高時点では、約5600億個にも達する。
その後、密度は減少していき、最終的には3000億程度になってしまう。
この過剰シナプスの発生とその整理が起こる時期が感受性期である。
この間に神経回路の具体的な構造と機能が決定していく。
具体的には、視覚中枢は、人でも動物でも、生後急速に発達して、複雑な神経回路を形成する。
どういう回路を作るかは、大まかなところは遺伝子が決める。
細かなところは、感受性期の経験が与える入力が決める。
例えば、視覚野内の傾きに反応する細胞群はどれだと決定していても、どの細胞がどの傾きに反応するかは経験的に決定されていく。
人と同じように、多種多様な音を出すことができて、個体同士が音でコミュニケートするのは、鳥類の鳴禽類だけである。
参考資料→「「歌う鳥」の脳、人間の言語能力を解明する手がかりに」＝from"WIRED VISION"
1)人と鳥のみが二足歩行をしている。
2)人も鳥も良く共鳴する長い気道が真っ直ぐに伸びている。
人の言葉をまねすることができるのは、「インコ」と「オウム」と「九官鳥」だけである。
鳴禽類が鳴く歌には、「構造」があり、「内容」がある。
例えば、「アカカナリア」は、音素の組み合わせでシラブル(音節)を作り、そのシラブルを集めてフレーズ(単語)を作り、それをさまざまに並べて歌(文章)を作る。
「ヨシキリ」は、10くらいのフレーズの組み合わせで、何百もの歌のレパートリーを持つ。
「コトドリ」は、鳥の鳴き声・人の声はもちろん、車のクラクション、チェンソーの起動音、カメラの連写ドライブ音などまで真似する。
なお、「W・H・ソープ」による「言葉」(言語)についての定義。
1)命題的(明確な伝達内容)
2)統辞的(語順が構造的で、一種の文法が成立している)
3)目的性を備えている。
その「扁桃体」へは、あらゆる感覚連合野(内臓感覚も含む)からの情報が流れ込む。
その情報をすべて統合して、さらに記憶情報とも照合した上で、生物学的な価値評価を与えるのが扁桃体の役割である。
例えば、扁桃体には、食べられるものに反応し、食べられないものに反応しない細胞がある。
これは細胞が「食べられる」という抽象概念(価値評価)を持つことを意味する。
参考資料→(私のブログ)「大脳辺縁系が担当する情動」
参考資料→(私のブログ)「心における「扁桃体」と「海馬」の役割」
参考資料→(私のブログ)「早く成熟する扁桃体」
参考資料→(私のブログ)「概念が生まれる前から扁桃体に組み込まれて」
Newton 脳とニューロンシリーズ第3回 喜怒哀楽が生まれるわけ
扁桃体へは、あらゆる感覚連合野(内臓感覚も含む)からの情報が流れ込む。
その情報に生物学的な価値評価を与えるのが扁桃体である。
大脳辺縁系が担当する「情動」は、原始的本能的行動の情的部分である。
それは、
食欲、性欲、喉の渇きなどの動物の基本的な生理的欲求がもたらす情動と、
それが満たされたときの快感と満たされないときの不快感(具体的には、怒り、恐怖、不安、悲しみ、喜び、安心感、期待、落胆)である。
情動は、体験者本人が主観的に感じて、主観的に言語表現できる感情と、
肉体的反応(表情、動作、身体上の生理的変化)を通じて、外部に表出されるものとがある。
「こころ」はいかにして生まれるのか 最新脳科学で解き明かす「情動」 (ブルーバックス)
つながる脳科学 「心のしくみ」に迫る脳研究の最前線 (ブルーバックス)
MRI(核磁気共鳴断層撮影装置)は、解像度(精度)がものすごく高い。
さらにどのような角度からの断面でも撮影できる。
骨に邪魔されることもない。
また、組織の微妙な違いがコントラスト(黒い部分から白い部分までの幅や明度差)の違いとして表現される。
MRIによって、脳損傷が目で見て分かるようになった。
磁気刺激は、いろんな脳損傷状体を、健常者の脳に一時的に作り出す。磁気刺激では刺激している場所を厳密に同定できない。
磁気は、骨でも肉でも何でも通してしまうから、頭蓋の外から磁気刺激できる。
その刺激には痛みを伴わない。
磁気刺激を与えると、地場の変化が脳内に電流を発生させ、その電流がニューロンを反応させる。
