脳の地図

古い層の上に、新しい層

順番としては、まず脳を内側から外側へと大きく三つの層に分けて眺め、次に外側を覆う新皮質を四つの葉に分けて見ていく。そのあとで、新皮質の下に隠れている小さな構造をいくつか取り上げ、最後に左右の半球の関係を確認する。

脳を大きく三つの層に分けて説明する見方がある。いちばん内側、脳の芯にあたる部分は脳幹と小脳だ。脳幹はさらに延髄・橋・中脳といった小さな区画に分かれ、呼吸や心拍、体温の調整、覚醒の維持といった、生きていくうえで欠かせない機能をここが担っている。小脳は脳の後方、脳幹のすぐ後ろに収まっており、運動の微調整とタイミングの調整に関わる。

自転車の乗り方のような、言葉では説明しにくい体の記憶にも深く関係しているとされる。ニューロンの数だけで見れば、体積に見合わないほど小脳に偏っているという見積もりがあるが、この先の説明で紙幅を多く割くのはむしろ新皮質の方になる——数の多さと、担っている働きの複雑さは、また別の話だ。この層の働きが止まれば、生命そのものが止まる。

その外側を取り囲むのが大脳辺縁系と呼ばれる一群の構造で、情動、記憶、動機づけに深く関わっている。次節で扱う視床・扁桃体・海馬も、多くはこの層に含まれる。さらにその外側、脳の表面近くを覆っているのが新皮質だ（大脳皮質とも呼ばれる）。

言語、計画、抽象的な思考、他者の意図を読むような社会的なふるまいの調整まで、ヒトで大きく発達した機能の多くがここに宿るとされる。三つの層は体積や神経細胞の密度も一様ではなく、新皮質は表面積のわりに薄いシート状の組織で、しわを増やすことで限られた頭蓋の中に広い面積を詰め込んでいる。

この図はあくまで脳を理解するための入口であって、正確な地図ではない。三つの層は解剖学的には区別できるとしても、それらが後から順番に一つずつ足されていったというより、脳は全体としてひとまとまりのものとして長い時間をかけて進化してきた。そして上の層が下の層を支配しているという読み方は、はっきり誤りだ。

情動や、意識に上らない処理の方が、意識的な思考の前提や土台になっている場面は数多くある。理性が感情を上から統制しているという単純な図式では説明のつかない現象の方が、むしろ多いくらいだ。この上下関係をどう捉え直すべきかは、第3部の注意と情動で扱う。

外側を覆う四つの葉

新皮質の表面は、しわの寄った薄いシート状の組織で、大きく四つの領域——葉——に分けて呼ばれる。前頭葉、頭頂葉、側頭葉、後頭葉だ。分け方自体は、頭蓋骨の縫合線にほぼ沿った便宜的な区分けであって、機能ごとにきれいに線が引けるわけではないという点は、あらかじめ断っておきたい。どの葉にも、感覚や運動の中枢に近い一次領域と、その情報をより抽象的に統合する連合野が含まれている。

前頭葉は額の内側にあたり、計画を立てる、衝動を抑える、状況に応じて判断を下すといった働きに関わる。後方の運動野は体の動きの指令に、前方の前頭前野はより抽象的な調整に関わっており、前頭前野は今この瞬間には必要のない反応を抑え込む役目を強く持つとされる。この領域は成熟が他の領域より遅く、二十代半ばまでかかるとも言われる。

頭頂葉は頭の上から後ろにかけての領域で、体の各部からの感覚や、自分の身体がいまどこにあるかという空間の把握に関わる。側頭葉は耳のあたりの側面に位置し、聴覚、言語の理解、目の前にある物体が何であるかの認識を担う。

海馬と扁桃体は、この側頭葉の内側に隣り合うようにして収まっている。後頭葉は脳のいちばん後ろにあり、視覚の処理にほぼ専念している。色、形、動き、奥行きといった情報を、内部でいくつもの経路に分けて並行して処理していることが分かっている。

なお、四つの葉という数え方はあくまで大まかな慣習であって、これですべてが尽くされるわけではない。四つの葉のあいだに折りたたまれるようにして存在する島皮質のような領域や、大脳辺縁系の一部を指して「辺縁葉」と呼ぶ流儀もある。地図の区画線は、描く目的によって多少動くものだと考えておくといい。

内側の構造 — 視床・扁桃体・海馬

新皮質の下、大脳辺縁系のあたりには、名前だけは耳にしたことがあるという人も多いはずの構造がいくつも詰まっている。ここでは代表的な三つを挙げておく。

視床は、脳のほぼ中央に位置する小さな中継所だ。嗅覚を除くほぼすべての感覚情報は、いったんここを経由してから、それぞれ対応する新皮質の領域へ送られる。単なる中継地点ではなく、どの情報をどれだけ通すかを調整する門番のような役割も担っていると考えられている。左右の大脳半球のあいだにまたがるように位置しており、後で触れる脳梁とはまた別の経路で、左右をつなぐ役目の一端も担っている。

古い層は、置き換えられたのではなく、下に残って動き続けている。

扁桃体は、状況が危険かどうかを判定する警報装置だ。目の前の対象が脅威かもしれないという判断を、意識がそれと気づくよりも先に下していると言われる。この速さは、迷っている余裕がない場面では有利に働くが、同時に、実際には危険でないものにまで過剰に反応してしまう原因にもなり得る。恐怖や不安といった情動の学習に深く関わっており、この学習がうまく調整できなくなることが、不安に関わる症状の一因として研究されている。

海馬は、新しい出来事の記憶をつくり、あとで思い出せるように索引をつける構造だ。海馬そのものが記憶を一生保管しているわけではなく、記憶を新皮質へと定着させていく過程の、いわば仲介役だと考えられている。場所やルートの記憶にも深く関わっており、この部位を損傷すると、新しい出来事を覚えられなくなる一方で、損傷より前の古い記憶や、体で覚えた技能は保たれることがある。記憶の仕組みそのものは、第3部であらためて扱う。

視床、扁桃体、海馬はいずれも代表例にすぎず、大脳辺縁系の周辺には、これ以外にも運動の調整に関わる大脳基底核や、体内環境の調整とホルモン分泌の司令塔にあたる視床下部など、名前を挙げ出すときりがないほど多くの構造がひしめいている。ここでは、この先の章で繰り返し名前が出てくる三つに絞って紹介した。

ここまでに触れた部位と、前節で見た四つの葉をあわせて一覧にしておく。

左と右

脳は左右一対の半球に分かれている。見た目にはほぼ対称だが、この二つは脳梁と呼ばれる太い神経線維の束でつながっており、日常的には情報をたえずやり取りしながら、ひとまとまりとして働いている。脳梁を構成する神経線維は数億本にのぼるとされ、脳の中でもとりわけ密な配線の束のひとつだ。

生まれつきこの脳梁が欠けている人もいるが、多くの場合、周囲にある別の経路が代わりに情報をやり取りするようになり、日常生活に大きな支障が出ないこともある。脳の配線には、こうした迂回のきく余地がある。

半球の役割分担については、俗説が多く広まっている領域でもある。確からしいこととして言えるのは、たとえば言語の処理は、多くの人で左半球がより優位に働いているという点だ。

また、てんかんの治療などのために脳梁を切り離す手術を受けた人を対象にした研究——いわゆる分離脳の研究——では、左右の半球にそれぞれ別々の情報を提示すると、片方の半球しか気づいていないかのようなふるまいが観察される場面があり、この分野の理解を大きく進めた。こうした研究の一部が一般向けに紹介される過程で、話が単純化されすぎたまま広まってしまった経緯もある。

その結果として広まったのが「右脳人間」「左脳人間」といった性格や得意分野の分類だが、これは行き過ぎた話だ。そうした分類を裏づける確かな根拠はなく、通常の生活のなかで左右の半球が別々に、独立して働いているわけでもない。健康な脳を対象にした画像研究でも、片方の半球だけが特定の性格傾向と結びつくといった証拠は見つかっていない。脳梁を通じた密な連絡があってはじめて、私たちはふだん一つの脳として物事を経験している。

左右は、独立した二つの脳ではない。

脳のどこに何があるかという地図は、これでひとまず描けた。だが、地図に載っている一つひとつの部位は、単独で機能を生み出しているわけではない。次章では、その部位どうしがどうつながっているか——ネットワークとしての脳という見方に話を進める。