IMAGE: nikolae / 123RF

手を使えば脳の頭頂葉にある「手の領域」に送られたシグナルが処理され、足を使えばそのシグナルは「足の領域」で処理される。われわれの体のパーツは体性感覚に応じて区分けされていると考えられており、人の脳もそのようにオーガナイズされている──ように見えるはずだ。

だが、われわれの脳は考えられていたよりも、柔軟で適応性があるのかもしれない。生まれつき片手のない人たちの脳にある「手の領域」でどのような活動が行われているかを機能的磁気共鳴画像法（fMRI）で調査したところ、従来の仮説を根本的に覆すような発見があった。つまり、脳は体のパーツごとに区分けされているのではなく、機能別に区分されているかもしれないのだ。

もしこれが証明されれば、脳神経学者たちは長い間、脳領域の解釈についてまったくの思い違いをしていたことになる。

欠けた役割を補う

健常者の脳は、認知心理学者や神経学者たちにしてみると、あまり面白味があるとはいえない。人間の脳とはどのように機能するのか？　その多くの謎を暴いてきたのは、先天的な脳の病気、事故による脳損傷、脳梗塞などの後遺症、または脳手術などのあとに現れた予期せぬ症状などを対象にした研究である。

『Current Biology』にて発表された、英ユニヴァーシティ・カレッジ・ロンドンの研究では、先天的に片手がない人を調べることで、日常生活と「脳神経回路の再編成」の関係を理解するうえでの興味深い事実を発見している。

「もし手の領域が、手そのものに対応しているのではなく、手が通常行っている機能を担う領域だとしたら？」と、リリースにて述べるのは、腕の切断などによって起こる「脳神経回路の再編成」を研究する、タマル・マキン博士だ。

生まれつき片手がない人々は、欠けた手の機能を補うために、手がない方の上腕で物を固定したり、口や顎を使ったりと、さまざまな工夫をする。こうした習慣は、彼らの脳回路にどのような変化をもたらすのだろうか？

実験は、先天性上肢欠損症により片手をもたない17人の被験者と、24人の健常者の脳をfMRIにて比較するというものだ。被験者たちにはまず、お金の処理やカフェテリアでの食事の受け取りなど、日常の行動をシミュレーションした5つのタスクを行ってもらい、その様子が動画に撮られた。その後、fMRIのなかで脳をスキャンしている間、身体のさまざま部分を動かしてもらった。

研究者らが発見したのは、ない方の手を補うために使われる体のパーツが、通常は「手の領域」として使われる脳領域に対応していたことだ。これは、一般的な脳がもつ「手の領域」は必ずしも手だけに対応するとは限らず、その機能を模倣できる部位にも対応できることを示唆している。

「先天的に片手のない人たちの場合、脳の大きな部分を占める手の領域は、多数の体のパーツに対応していることを突き止めました。これらの体のパーツは、使用されていない脳領域に対応することで、欠けた片手の役割を補うのです」とマキン博士は言う。

「耳で見る」は可能になるか

同様の可能性は、イスラエル・ヘブライ大学の神経学者、アミル・アメディ博士の視覚障害者を対象にした研究でも示唆されている。

かつてより生まれつき目の見えない人の視覚野は、聴覚などの補助に使用されると考えられていた。ところが画像を音に変換することでそのイメージを認識するトレーニングを受けた被験者の視覚野は、目が見える人と同じ部位が活発になっていた。われわれの脳は、成長過程で視覚的な経験を通して、モノを認識できるようになると考えられている。しかしこの実験では、入力される情報がどこからのものであれ、モノを認識するための脳領域は変わらないことを示唆している。

「脳は感覚を分担するマシンではなく、むしろ役割を分担するマシンです」。アメディ博士はイスラエルで行われたTEDトークのなかでそう語っている。

「耳で見る」と題されたアメディ博士のTEDトーク。

これらの実験結果がもたらした仮説は、いまだ確証には至らない。だが、もしもこの仮説が正しければ、義肢をより的確にコントロールする方法や、目の見えない人たちのための「音で見る」技術の開発など、研究が応用できる可能性は大きい。

マキン博士もこう語る。「もしこの脳プロセスを利用できれば、わたしたち神経科学者は、よりよいヘルスケアと社会のために非常に強力なツールを提供できるでしょう」

RELATED

「目が見えないこと」にぼくらが学ぶこと：身体研究者・伊藤亜紗