知っておくと便利な豆知識

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最終的には、心の働きの脳内メカニズムについて述べていきます。

記憶力

記憶の種類

記憶にはさまざまな種類がある

記憶の保持時間によって、『短期記憶』と『長期記憶』に分類される。

記憶の保持時間に注目した場合、概ね数時間程度で忘れてします記憶は『短期記憶』
それ以上覚えている場合は、『長期記憶』とされる。

朝何を食べたかの記憶は短期記憶で、小学校時代の遠足の思い出は『長期記憶』である。

分類は研究者によって異なる場合があるが、伝統的な分類では、短期記憶とは、数秒で忘れてしまうものから、１時間程度で忘れてしまうものような記憶のことを指している。

さて、面白いのは、朝食のメニューは必ず短期記憶として忘れ去られる運命にあるかといえば、そうとは限らないことだ。

例えば、１ヶ月前の食事の際、たまたまみそ汁をひっくり返してしまったとしよう。
この場合、１ヶ月経った今でも、みそ汁をひっくり返したことはもちろん、朝食のメニューまで覚えている可能性は十分に考えられる。
つまり印象的な記憶は、短期記憶から長期記憶へと変化するらしい。

出来事の記憶、知識としての記憶、体の動かし方の記憶では記憶のしくみが異なる。

記憶の保持時間ではなく、記憶する内容による分類もある。

朝食のメニューや遠足の思い出は、いつ、どこでと行った個人の経験に基づいた出来事の記憶である。

このような記憶は『エピソード記憶』と分類される。

また、いわゆる知識も記憶の一種である。

「地球は丸い？」
即座に「イエス」と答える。
実際に宇宙船に乗って地球の形を見たことはないのにである。

私たちの地球は丸いという知識は、本や映像を見たり、学校で教えられたりして記憶されたのだろう。今ではこの記憶をいつ、どこで覚えたのかさえわからなくなっている。
このような記憶は『意味記憶』と分類される。

一方、自転車の乗り方なお、体の動かし方の記憶もある。
ほとんどの人は練習することで、初めて自転車の乗り方を覚えるが、数年ぶりに自転車に乗っても脳は乗り方を覚えている。
このような記憶は『手続き記憶』と呼ばれている。

さらにもう一つ、『プライミング』と呼ばれる記憶がある。

まずは以下の文章を読んでほしい。

「ブラックホールとは、光さえも脱出できないほどの重力の強い天体である。
星がその一生の最期に超新星爆発を起こし、そのあとにブラックホールになると考えられている。
もともとブラックホールは理論上の産物に過ぎないと考えられていた。
しかし、研究が進んだ現在、ブラックホームは現実に存在すると信じる研究者が多い」。

何か気づいたろうか？

実は文章の最後の部分は、『ブラックホーム』となっている。
気づかないままブラックホールと呼んでしまった人もいるだろう。
これはブラックホールという言葉の繰り返すを無意識のうちに脳が記憶していて、ブラックホームをブラックホールだと思い込んだのである。
この思い込みが『プライミング』である。

他にも、記憶が意識ののばるかどうかで分ける『顕在記憶』と『潜在記憶』、
言葉で表現できるかどうかで分ける『陳述記憶』と『非陳述記憶』などの分類がある。

このように記憶にはさまざまな種類があり、種類ごとにしくみは異なると考えられている。
しかし、いずれの記憶でもそれを根底で支えてりのは脳の神経細胞『ニューロン』なのである。

次回以降の予告

第3章　記憶力
１）記憶の種類
２）記憶の原理�@〜�A
３）短期記憶のしくみ
４）長期記憶のしくみ
５）スパインと記憶
６）海馬と記憶�@〜�A
７）記憶の想起
８）記憶の形成
９）記憶力の増強
10）感情と記憶力
11）睡眠と記憶力
12）訓練と脳のサイズ�@〜�A
13）記憶と脳のQ&A

最終的には、心の働きの脳内メカニズムについて述べていきます。

脳とニューロン

『信号伝達�B』

信号が大きいと、ニューロンは次のニューロンへと信号を送り出す


ニューロン（神経細胞）の軸索を伝わってきた電気信号は、
ニューロンどうしのつなぎ目『シナプス』を化学信号となって飛び越え、
次のニューロンの樹状突起を電気信号として伝わっていく。
樹状突起の根元にはニューロンの本体『細胞体』があり、そこから信号の送り手『軸索』が伸びている。

さて、樹状突起を伝わる電気信号は、その後どうなるのだろうか？

普通は、細胞体から軸索へとそのまま伝えられると思う。
しかし、話はそう単純ではない。
細胞体で”多数決”が行われるのだ。

各ニューロンにはシナプスが数千から数万個もあることを思い出して欲しい。
それぞれのシナプスから電気信号が足し合わされる。
そしてその量が一定量を超えたとき、はじめて軸索へと電気信号が送り出されるのである。
このようにニューロンが興奮して信号を送り出すことを『発火』と呼んでいる。

一方、信号が一定量をこえない場合には、無視される。
つまり弱い信号いが少し伝えられたくらいでは『発火』は起きず、結果的にニューロンの回路を流れる信号が途切れる。その結果記憶もできない。

専門的には、シナプスから細胞体まで樹状突起を伝わる電気信号は『シナプス電位』、軸索を伝わる電気信号は『活動電位』と呼ばれている。

シナプス電位は、シナプスで信号が記憶される効率次第で大きさが変化する。
つまりアナログ信号だ。

一方の活動電位は、発生するかしないかの二者択一。
一度発生すると一定の大きさで伝わる。
こちらはデジタル信号だ。

このようにアナログ信号とデジタル信号を組み合わせることで、脳は柔軟な情報処理を行っている。

細胞体から活動電位が送り出されるには、大きなシナプス電位が必要

さて、本章では、脳の構造、及び脳の複雑な機能を担っているニューロンの基本について紹介した。

第３章以降からは、このようなニューロンで形成されている脳が生み出す、
私たちの様々な”能力”をみていく。

抑制性の信号を伝えるニューロン

ニューロンには『発火』を促すような興奮性の信号を伝えるものと、逆に発火をおさえる抑制性の信号を伝えるものがある。

興奮性の信号は主にプラスの電気を帯びたナトリウムイオンによって伝えられ、抑制性の信号は、主にマイナスの電気を帯びた塩素イオンによって伝えられる。
これらの信号が足し合わされ、そのニューロンが『発火』するかどうかが決まる。

参考文献：ニュートン別冊　脳力のしくみ　2018年7月15日発行

目次
１）脳の進化と成長
２）脳とニューロン
３）記憶力
４）判断力・直観力
５）ひらめき力
６）脳の疾患と能力

最終的には、心の働きの脳内メカニズムについて述べていきます。

脳とニューロン

『信号伝達』�A

シナプスで、信号はどのように伝えられるのだろうか？

軸索を伝わってきた電気信号は、次のニューロン（神経細胞）の樹状突起へと伝えられなければならない。
しかし、簡単にはいかない。


軸索の末端と樹状突起とのつなぎ目『シナプス』に、実はすき間があるのからだ。


ここを越えなければ、次のニューロンに信号は伝わらない。
そのためニューロンがとっている戦略は、『電気信号』を『化学信号』に変換し、化学物質を”投げ渡して”すき間を飛び越えるという方法だ。

軸索の末端に電気信号が行き着くと、カルシウムイオンチャンネルからカルシウムイオンが軸索末端の中に流れ込む。
するとこれをきっかけに、軸索末端の『シナプス小胞』からグルタミン酸などの化学物質がシナプスのすき間に放出される。
『電気信号』が『化学信号』に切り替えられるのである。

樹状突起側では、『受容体』が化学物質を待ち構えている。

受容体には開閉式の穴がある。
受容体に化学物質が結合すると、この穴が開いて、細胞外からナトリウムイオンが流れ込む。
ナトリウムイオンは電気を帯びているので、電気信号が生まれる。
つまり、化学信号をが再び電気信号にもどったわけだ。

こうしてニューロンの信号は、シナプスのすき間を無事飛び越えるのである。
これにかかる時間は、わずか1000分の１秒程度である。

それにしてもニューロンは、なぜこんな手の込んだ信号伝達の方法をとっているのだろうか？

実はニューロンは、シナプスのすき間でやり取りされる化学物質の量を変化させている。
第３章で紹介する記憶の増強は、このような仕組みで引き起こされている。

なお、記憶を増強させるための手段として、化学物質の量の調節以外の仕組みも働いている。
それについても第３章で紹介する。

参考文献：ニュートン別冊　脳力のしくみ　2018年7月15日発行

最終的には、心の働きの脳内メカニズムについて述べていきます。

脳とニューロン

『信号伝達』

ニューロンの信号には、二つの種類がある

『電気信号』と『化学信号』
電気信号は軸索と樹状突起で使われ、
化学信号はシナプスで使われている。

電気といえば、電線を流れる『電流』が思い浮かぶ。
電流は電子が電線の中を伝わっていく『現象』の事だが、
ニューロンの電気信号は、電子の流れではない！

軸索の表面には、『ナトリウムイオンチャンネル』と呼ばれる開閉式の穴がある。
この穴が開くと、電気を帯びた『ナトリウムイオン』が細胞の外側から一気に流れ込む。

これによって、軸索の内部に局所的な電流が発生する。
するとそれを感知したとなりナトリウムイオンチャンネルが穴を開き、新たにナトリウムイオンを招き入れる。

軸索では、このような反応が連鎖することによって電気信号が伝わる。

ちなみに脳のニューロンでは、軸索を電気信号が伝わる速さは、最大で秒速100mほど（時速360km！）である。

一般に電流は、遠くに伝われば伝わるほど弱くなる。電気抵抗が働くからだ。
ましてや金属ではないニューロンは、電線に比べるとはるかに電気を伝えにくい。

しかしながら、ニューロンの軸索を伝わる電気信号は、弱まることはない！

ナトリウムイオンチャンネルが次から次と開き、新たにナトリウムイオンが流れ込むから、
電気信号が細長い軸索を伝わっている途中で途切れてしまうことはない。

また、軸索が途中で枝分かれしても、同じ理由で電気信号が弱まることはない！

こうして、ニューロンの電気信号は、『同じ強さのまま』、軸索の末梢まで無事に伝えられ、数千から数万ものシナプスへと届けられる！

イオン透過
「生体膜におけるイオン選択的透過の謎に迫る」

■背景
私たちの細胞膜にはイオンチャネルと呼ばれるタンパク質が存在し、細胞膜を貫通する穴を作ることでイオンの通り道となっています。実はこの穴は単なる「穴」ではなく、真似しても到底作ることのできない「高効率フィルター」なのです。例えば、1分子のカリウムイオンチャネルはカリウムイオンを1秒間に1000万個以上のスピードで通すことができますが、カリウムイオンよりも少しだけ小さなナトリウムイオンはほとんど通しません。私たちの細胞膜に存在するたくさんのイオンチャネルにはこの様なイオン選択性があり、そのおかげで細胞内外のイオンバランスが維持され、時にこの「穴」が開閉することで様々な情報伝達信号が作られているのです（図1）。〜一般社団　日本生物物理学会HPより転載


参考文献：ニュートン別冊　脳力のしくみ　2018年7月15日発行

最終的には、心の働きの脳内メカニズムについて述べていきます。

脳とニューロン

『ニューロン』

脳の高度な機能はニューロンがになっている！


ヒトの脳の中には1000億のニューロン（神経細胞）があるといわれている。
ニューロンの本体『細胞体』から細長い突起が何本も出ている点だ。
ニューロンはこの突起を使って他のニューロンと接続し、信号のやり取りをしている。

突起は２種類ある。
信号の送り手となある『軸索』と、
信号の受け手となる『樹状突起』

軸索は一つのニューロンに１本しかなく、
また樹状突起にくらべて細く長い場合が多い。

細胞体から出た１本の軸索は、ときに枝分かれしながらほかのニューロンの樹状突起につながる。
このつなぎ目は『シナプス』と呼ばれている。

シナプスの数は一つのニューロンにつき数千から数万にものぼる。
あるニューロンから出た信号は軸索を通り、数千から数万のシナプスを中継し、次のシナプスに到る。

脳の高度な機能は、このような複雑なニューロンの回路がになっている。

ニューロンには様々な種類がある。
たとえば、記憶に深く関わると考えられている『錐体細胞』と呼ばれるニューロンは大脳皮質や海馬に多く見られる。
三角錐のような形から、数本の樹状突起と１本の軸索が伸びている細胞である。錐体細胞の大きさは、樹状突起や軸索を入れてもせいぜい１mm程度。

他にも『顆粒細胞』『プルキンエ細胞』などが知られており、それぞれが脳のニューロンの回路の一部となって、脳の活動を支えている。

なお、脳以外にある神経細胞もニューロンと呼ばれており、たとえば脊髄の運動ニューロンは長さ数十cmにもなる。

参考文献：ニュートン別冊　脳力のしくみ　2018年7月15日発行

脳を極めれば心がわかる『一元論』ーその２ー


知識の集積だけではなく、経験値（経験知）が大事

遺伝子レベルで用意されているものと、後天的に獲得されるもの
それは経験値、集積されたものから、効率や望ましい結果を実現するために積み上げたものが経験知。
集積回路とプログラミングを同時にしていく過程が、経験知を作り上げていく過程と考えられます。

応用力を決めるものは経験値、知識の集積は必要条件ですが、絶対条件ではありません。

王貞治さんのクローンを作っても、世界ホームラン王が、必ずできる訳ではありません。

運動生理学では、週２回以上，練習しないと運動も技能も上達しないことがわかっていて，
繰り返し使うことで，投球ならばどう投げるのが，スムースに投げられるかを　
作り上げていく作業が上達していく過程になります。

また、毎日練習してしまうと却って上達しないこともわかっています。
休んで，どの神経回路を残すかを検討する時間も必要なのだそうです。
イメージドレーニングは、実体験があればこそできる作業で、ただ空想するだけでは，実現しないようです。


気質は遺伝子レベルかもしれないが、性格は環境、親から与えられる方向性や経験値の積み重ね

DNAの二重らせん構造の解明でノーベル賞を受賞したフランシス・クリック博士は、
著書『驚くべき仮説』の中で「あなた自身、その喜びも悲しみも、記憶も大志も、自己のアイデンティティーも自由意志も、実は、膨大な神経細胞群とそれに関連する分子の、反応の結果に他ならない」と書いています。
つまり，脳を研究すれば心の現象も説明できるという「一元論」を唱えています。