脳の活動部位の探求 (脳科学の方法).

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脳の活動部位の探求 (脳科学の方法)

脳科学の方法 症例研究 脳破壊研究 非侵襲的方法   (脳波、脳画像)

症例研究 事故や病気によって脳の一部に損傷を受けた人が、どんな症状を呈するか 例:)左半球側頭部の一部に損傷 ⇒ 言語障害    ⇒ 言語障害    ⇒ 「どうやら脳のその部分は言語の制     御にかかわっているようだ」と推測

歴史的にはおそらく症例研究が最も初期からのデータ 現在でもなお脳科学における最重要データのひとつであり続けている

「妻を帽子と間違えた男」(サックス) 「脳のなかの幽霊」(ラマチャンドラン) 「脳と心の地形図」(カーター)

映画 「レナードの朝」 「レインマン」

脳破壊実験 人間相手では倫理的に無理なので、動物実験 動物の脳の一部を破壊 ⇒その動物にどんな症状が現れるか  ⇒その動物にどんな症状が現れるか 例:) ネコの視床下部の一部を破壊     ⇒ 食欲異常ネコになってしまった ⇒ 「その部分は食欲に関わっている      ようだ」と推測

問題点 実験動物に対する倫理的問題 人間では実験できない(やったら犯罪) 動物と人間では脳の機能に違いがある

非侵襲的方法 「非侵襲的脳機能測定法」とも 生きている脳の活動そのものを、脳を傷つけることなく測定する方法。脳波、fMRIなど 脳波 PET (陽電子断層撮影) NIRS (近赤外線分光分析) fMRI (機能的核磁気共鳴画像) MEG (脳磁図)

おおざっぱなイメージとしては、レントゲン写真やCTスキャンみたいなもの 脳の非破壊検査、ともいえる?

脳波 電圧 経過時間

脳波 研究者がおもに見るところ 周波数 ⇒ α波、 β波、 θ波・・・ 事象関連電位

脳波 長所 ・・・  お手軽 短所 ・・・  おおざっぱな事しか分からない

PET 血中に放射性物質を注射 ⇒ 脳のどこに血が集まっているかが分かるようになる ⇒ 血流量の測定

やや専門的?に言うと、放射性同位元素の崩壊に伴って放射される陽電子をキャッチして、その出所を計算するらしい 陽電子・・・電子の反粒子。

PET 長所 ・・・ 脳波よりも詳しいデータ 短所 ・・・ 健康への不安 機械が高い MRIに比べるとデータが粗い 長所 ・・・  脳波よりも詳しいデータ 短所 ・・・  健康への不安        機械が高い MRIに比べるとデータが粗い 見ているのは神経活動そのもの      ではなく、血流量という二次的変化

NIRS 物質をある程度透過する近赤外線を利用 近赤外線をどのように反射・散乱するかが物質によって違う ⇒ 物質の分布が分かる  ⇒ 物質の分布が分かる  ⇒ 脳のどこに血が集まっているか分かる

NIRS 長所・・・ MRIに比べて安価 健康への心配が比較的少ない 脳波よりは詳細なデータ 短所・・・ MRIに比べるとデータが粗い       見ているのは神経活動そのもの      ではなく、血流量という二次的変化

fMRI MRIの技術を応用したもの 核磁気共鳴反応を利用する 原子核が持っている磁気モーメントの周波数に合った振動磁場を与えてやると、共鳴によりエネルギー準位が変化する その微弱な変化を検出する

どの周波数に共鳴するかが物質によって異なる  ⇒ 物質の分布が分かる  ⇒ 脳のどこに血が(より正確には酸化ヘモグロビン)集まっているか分かる

fMRI 長所・・・ けっこう精細なデータがとれる 短所・・・ ↑とはいえ、その解像度や時間 分解能にはまだ若干の不満が。 長所・・・ けっこう精細なデータがとれる 短所・・・ ↑とはいえ、その解像度や時間      分解能にはまだ若干の不満が。 見ているのは血流量        磁気が人体に与える影響は不明

たぶん大丈夫・・・ 振動磁場なので、 共鳴させるのは原子核の磁気モーメントであり、非常に微弱であるので、 熱拡散等によりすぐに平常状態に戻るので、 磁気的準位は原子構成にも化学反応にも関与しない(?)ので、 今のところ、明らかにMRIが原因で健康に支障をきたしたと考えられるケースが報告されていないので、 たぶん大丈夫・・・

MEG 脳内の電気活動 ⇒ 電荷の運動に伴い発生する磁場をとらえる ⇒ 脳のどこでどれくらいの電気活動が発生したかがわかる

MEG 長所・・・ MRIより高い時間分解能 MRI等と違い、神経活動そのもの をとらえている 短所・・・ 電流の方向によってはとらえら       れない。         技術的に発展途上かつ高価?

非侵襲的方法・まとめ 測っているもの 脳波・MEG ⇒ 電気的活動 fMRI・NIRS・PET ⇒ 血流量

問題点 神経レベルでのより細かいメカニズムは分からない 血流量高い = 重要な働き なのか? 電位移り変わり = 心的構造なのか?

それでも、実用的には多いに有用かもしれないが、 「心とは」「意識とは」「精神とは」という問いに答えてくれるものではない それどころか、偏った見方をおしつけてしまう恐れ