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 ⇒ 「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). - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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脳の活動部位の探求(脳科学の方法)
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脳科学の方法1. 症例研究
2. 脳破壊研究
3. 非侵襲的方法 (脳波、脳画像)
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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 ⇒ 「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
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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
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「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)
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映画 「レナードの朝」 「レインマン」
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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
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問題点1. 実験動物に対する倫理的問題2. 人間では実験できない(やったら犯
罪)3. 動物と人間では脳の機能に違いがあ
る
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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
1. 脳波2. PET (陽電子断層撮影)3. NIRS (近赤外線分光分析)4. fMRI (機能的核磁気共鳴画像)5. MEG (脳磁図)
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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?
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測定に利用するもの 何を測っているのか脳波 神経活動に伴う電磁場の変化 神経活動(電気)の総和PET 血液中に注入した放射性物質 血流量の変化NIRS 頭部に照射した特殊な光 血流量の変化fMRI 粒子のスピンによる磁性 酸素供給量(血流量)の変化MEG 神経活動に伴う電磁場の変化 神経活動(電気)
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脳波
経過時間
電圧
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脳波 研究者がおもに見るところ
1. 周波数 ⇒ α 波、 β 波、 θ波・・・
2. 事象関連電位
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脳波 長所 ・・・ お手軽
短所 ・・・ おおざっぱな事しか分からない
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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
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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。
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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
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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 ⇒ 脳のどこに血が集まっているか分
かる
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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
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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
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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
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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。
見ているのは血流量 磁気が人体に与える影響は不明
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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・・・
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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
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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?
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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
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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?
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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