麻痺を負った脳卒中患者が、どうやって再びフォークを使ったりシャツのボタンを留めたりできるようになるのでしょうか？ 長年信じられてきたこととは逆に、脳は固定的な配線を持っているわけではありません。脳は変化し、再生し、成長できるのです。科学者、医師、患者の実際の事例を引きながら、『脳は奇跡を起こす』（2007年）は、手術や薬に頼るのではなく、思考と行動を通じて脳を変える方法を示しています。
あなたにとって何が得られるのか？ 脳の驚異的な再生力を発見しよう。
ドクター・フーとあなたの脳には、意外な共通点があります。あなたの脳は、まるでドクターのように、何度でも自分自身を再生することができるのです。怪我のあと癒え、経験から成長し、さらには身体の物理的な強ささえも変えることができます。
この要約では、脳の驚くべき弾力性をご紹介します。脳という臓器が、怪我や脅威、刺激に応じてどれほどよく変化し発達できるのかを説明します。これこそが、人間をこれほど適応力の高い存在にしている大きな要因なのです。
この内容で分かること：
- 生まれ持った性欲に縛られない理由
- 考え方次第で問題の一部が解消できる理由
- 積極的な思考が、いつか認知症に打ち勝つ手助けになるかもしれない仕組み
脳は「アンマスキング」などのプロセスを通じて自らを変化させる。
長年、脳は完全に形成された後は、年齢とともに劣化するまで固定的であると考えられていました。しかし、神経可塑性の台頭により、それがまったくの間違いであることが明らかになりつつあります。
神経可塑性とは、脳が絶えず自らを変化させる能力のことを指します。「ニューロ」はニューロン、つまり脳や神経系の神経細胞を意味し、「可塑性」は変化可能であることを意味します。つまり、脳は思考や活動を通じて、その神経構造と機能を変えるのです。
では、脳は具体的にどのようにして自らを再編成するのでしょうか？ その一つがアンマスキングです。
アンマスキングとは、ある神経経路が遮断され、別の二次的な経路が露出し、それが繰り返し使われることで強化される現象のことです。
シェリル・シルツは、この現象の好例です。5年間、立ち上がるたびにバランスを崩していました。彼女は脳の平衡感覚を司る前庭系をほぼ完全に失っていたのです。しかし、神経可塑性の先駆者であるポール・バック＝イ＝リタが、シルツが装着できる特別な装置を設計しました。
加速度計と呼ばれるその装置は、シルツの舌の上に置かれた電極付きのプラスチック片に信号を送りました。舌の感覚は、通常なら触覚を処理する感覚野へ行くところを、バランスを処理する脳領域へと転送されました。
その装置での訓練を重ねた結果、シルツの脳に新たな経路がアンマスキングされて強化され、彼女は自力でバランスを取り戻し始めました。
刺激的な活動が脳の構造を変える。
脳が変化できるのは素晴らしいことですが、そのためには何か高度な装置が必要なのでしょうか？ 実は、そうではありません。脳を鍛える刺激的な環境に身を置くだけで、脳を変えることができるのです。
活動は実際に脳の構造を変えることができます。カリフォルニア大学バークレー校のマーク・ローゼンツヴァイクは、ラットを用いた実験でこのことをいち早く実証した一人です。
ローゼンツヴァイクは、刺激的な環境にいるラットの方が、単調な環境にいるラットよりも神経伝達物質が多く、体重が重く、血液供給も良好であることを発見しました。このことから、刺激によって脳が改変され得ることが分かります。
バーバラ・アロースミス・ヤングという女性は、この発見を活用しました。彼女は聴覚記憶や視覚記憶など、ある面では非常に優秀でしたが、他の面ではそうではありませんでした。
彼女の最大の課題は、文法、数学の概念、論理、因果関係の理解でした。そのため、時計の針の関係が理解できず、時計を読むことができませんでした。会話においても、簡単な会話を20回も考え直さなければならなかったのです。なぜなら、文の終わりに達する頃には、始まりを忘れてしまうからです。
脳の可塑性を発見したヤングは、脳を変えることを目指して、数週間にわたり独自の心的訓練に取り組みました。
彼女の訓練の一つは、様々な時刻を表示した時計の絵が描かれた何百枚ものカードを読むことでした。カードをシャッフルして暗記できないようにし、カードをめくって時刻を読み取り、裏面の答えを確認し、すぐに次のカードに移ります。間違えるたびに、彼女は本物の時計を使って何時間もかけ、数字と時計の絵がなぜ同じままなのかを理解しようとしました。
彼女の努力は実を結びました。訓練の終わりには、平均的な人よりも速く時計を読めるようになっていたのです。
脳は可塑的であり、身体が変われば脳も変わる。
著名な脳科学者マイケル・メルツェニヒは、脳地図の研究で最もよく知られています。脳地図を用いることで、脳内の特定の処理領域を訓練し、脳を再編成し、思考や知覚の仕方を変えることができます。しかし、脳地図とは一体何でしょうか？
脳地図は、脳のどの領域が身体のどの部分を制御し、それらの部分の動きがどのように処理されるかを示しています。
1930年代、脳神経外科医ワイルダー・ペンフィールドは、身体上で隣接する領域は、脳地図上でも一般に隣接していることを発見しました。例えば、足と性器の脳地図は互いに近くにあり、これが一部の人々に足フェチが見られる理由かもしれません。これらの脳領域が結びつき得るからです！
メルツェニヒは、脳地図の境界や大きさが人によって異なり、生涯を通じた活動に応じて変化することを発見しました。これは、脳地図が異常な入力に応じて構造を再編成できるからです。しかし、どのようにしてでしょうか？
脳地図は限られた資源をめぐって競合します。そのため、ある神経が機能しなくなると、他の神経が使われていない地図の領域を自分たちの入力のために奪い取ります。メルツェニヒとジョン・カースは、サルを使った実験でこのことを発見しました。
研究者たちはサルの腕の正中神経を切断し、2か月後、通常その神経に対応する手の部分に触れても、正中神経を担当する脳地図の領域が活動していないことを発見しました。しかし、手の外側を撫でると、正中神経のマップが誘発されました。サルのその脳地図の大きさはほぼ2倍になり、かつて正中神経のマップだった領域を乗っ取っていたのです。
このことから、大人の脳も確かに可塑的であることが明らかになりました。
性的リビドーもまた可塑的で変化する。
スキルの回復や向上について見てきましたが、脳の可塑性はそれだけに留まりません。性欲も柔軟なのです。人間のリビドーは、心理や過去の性的経験によって容易に形成されます。それはどのようにして起こるのでしょうか？
可塑性はすべての脳組織の特性ですが、脳の領域によってその度合いは異なります。
性などの本能行動を調節する視床下部も、感情を処理する扁桃体も可塑的です。したがって、これらの領域が変化可能なら、我々の性的嗜好も変化し得るのです。
性的嗜好はしばしば幼少期の臨界期に学習されますが、後に人生の中で学習されることもあります。臨界期には、脳に配線され一生影響を与え続ける性的・恋愛的嗜好や傾向が形成され得ます。だから例えば、冷淡で距離を置く親を持った人は、そうした特性を示すパートナーを選んだり、時には自分自身がその特性を帯びたりするのです。
しかし、恋愛的・性的な嗜好は変わり得ます。
現代のポルノグラフィーは、しばしば様々な性的嗜好やイメージを組み合わせています。視聴者はそれを見ている間に、潜在的な性的嗜好のすべてが刺激されるかもしれません。これにより、幼少期の臨界期に形成された初期の神経ネットワークがアンマスキングされ、脳内に新たなネットワークが発達するか、既存のものが強化されます。そして、その活動がドーパミンの放出を引き起こし、強烈な快楽をもたらすため、視聴者はそれを繰り返し、新たなネットワークが強化されます。その結果、新しいタイプのセクシュアリティが生まれたり、潜在的な嗜好が強化されたりするのです。
さらに視聴者はポルノに対する耐性を獲得する可能性があります。つまり、もし性的解放の快楽が攻撃的なイメージと結びついているなら、それが攻撃的な解放の快楽によって増強されなければならなくなります。すると性的イメージと攻撃的イメージが絡み合い、その行動が繰り返されることで脳内のネットワークが強化されます。この現象が、ポルノにおけるサドマゾヒズム的テーマの人気が高まっている理由を説明しています。
シェイピングと脳の訓練で脳は再配線できる。
バーンスタイン医師は眼科外科医でしたが、54歳の時に脳卒中を起こし、左手が使えなくなりました。改善を期待して、バーンスタインはエドワード・タウブの拘束誘導運動療法（CI療法）を始めました。当初はスプーンを口に運ぶことも、シャツのボタンを留めることもできませんでした。しかし治療の終わりには、左手で字を書き、週3回テニスを楽しめるまでになりました。
バーンスタインは、テーブルを拭いたり窓を掃除するといった単純な運動、つまり脳を再配線する反復動作によって自らを癒したのです。
タウブはサルでの実験を経てこの療法を開発しました。脊髄反射を失い、腕を含む四肢から感覚入力が得られなくなったサルが、それでも四肢を使い続けることを発見したのです。彼らは単に自分の腕が機能していないことを学習していなかっただけなのです！
興味深いことに、身体の一つの部分だけが入力を失った場合、この現象は起こりません。サルは、人間と同様に、感覚入力が失われた肢ではなく、依然として感覚入力のある方の腕を使います。これは脊髄ショックによるもので、ニューロンが発火しにくくなり、結果的に我々は入力が失われた身体部分を使わないことを学習します。脊髄ショックは、手術などにより入力が失われた直後に起こり、2～6か月続くことがあります。タウブはこれを学習性不使用と呼びました。
タウブは、脳卒中患者もこの状態に陥る可能性があるが、運動のための運動プログラムは依然として神経系に存在していると信じていました。彼のアイデアは、使える方の肢を拘束し、損傷した肢を強制的に動かすことでした。そして、それが成功したのです！
シェイピングも、新しい行動を徐々に形成する有用なテクニックです。例えば食べ物に手を伸ばすといった課題が完了した時にだけ報酬を与えるのではなく、そこへ向かうあらゆる動きに対して報酬が与えられます。これにより、訓練は非常に効果的になります。特にそのスキルが毎日練習され、短期間に集中して行われる集中練習の場合に顕著です。
脳スキャンにより、可塑性に基づいたOCD治療法の開発が可能になる。
誰にでも心配事はあります。しかし不安症や強迫性障害（OCD）に悩む人にとっては、心配が手に負えないと感じるほどエスカレートします。幸いなことに、脳の可塑性を理解することで、不安のサイクルやその他の望ましくない習慣を断ち切ることができます。
脳スキャンは、OCDのような疾患をよりよく理解する手がかりとなります。UCLAの精神科医ジェフリー・M・シュワルツが明らかにしたように、OCD患者の脳とそうでない人の脳にはかなりの違いが見られます。
たいていの人は間違いを犯すと、何かがおかしいと感じ、それを正そうとするにつれて少し不安が高まります。そして状況を訂正した後には、「何かがおかしい」感覚や不安は消え去ります。しかしOCD患者の場合は話が違います。この第三段階が決して起こらず、心配が続くのです。脳スキャンによって、その原因は、心配をオフにする役割を担う脳の領域である尾状核の機能不全であることが示されています。
これらのスキャンを利用することで、可塑性の知識に基づいた効果的なOCD治療法を開発できます。例えば、誰かを助けたり楽器を演奏したりと、意図的に他のことに集中することで、自分自身の尾状核を自発的にオンにすることができます。他の人を巻き込む活動は、患者の集中を維持するのに特に適しています。しかし一人で車に乗っていてOCDが襲ってきたとしても、オーディオブックを用意しておけば気をそらすことができます。
新しい快楽をもたらす脳回路が形成されると、その新しい活動が報酬を与えられ、より多くの神経結合を作り出します。新しい回路は古い回路と競合し、繰り返し使われることで、より強い回路が残ります。
想像力だけで、失った手足の痛みを脳は克服できる。
手足を失うことは壊滅的な出来事です。しかし、その上に失った手足が痛みを引き起こしたらどうでしょうか？ これは幻肢痛と呼ばれ、もはや存在しない手足に痛みを感じる現象です。
幻肢痛は、しばしば切断を経験した兵士や事故で手足を失った人を苦しめますが、体内に原因のない痛みの大きなグループの一部です。
例えば、子宮摘出後にも生理痛や陣痛に苦しむ女性がいるほか、潰瘍と神経を除去した後でも男性が潰瘍の痛みを感じることがあります。
では、どうすればいいのでしょうか？ 神経可塑性の進歩が解決策を見出しました。
神経可塑性研究者V・S・ラマチャンドランは、失われた手足の脳地図が依然として入力を欲し、神経成長因子を放出して近くの地図からニューロンが結合を送るよう誘うのだと仮定しました。
そこでラマチャンドランは、幻想には幻想で対抗することにし、存在しない手足が動いていると患者に思わせるよう、脳に信号を送る方法を見つけ出しました。それにより、幻肢痛を学習し直す（忘却する）ことができるのです。
これを実行するために、ラマチャンドランは患者の脳を欺くミラーボックスを考案しました。そのボックスは、機能している手の鏡像を患者に見せ、切断された手が何らかの形で蘇ったと脳に思い込ませるのです。
この方法で助けられた患者の一人がフィリップ・マルティネスです。彼はオートバイ事故の後、幻肢の腕の痛みにあまりにも苦しみ、自殺さえ考えました。しかし、4週間にわたって毎日10分間ボックスを使い、ボックスを見て機能している腕の鏡像を見るたびに幻肢の腕が動いたように感じると、彼の幻肢とそれに伴う痛みは完全に消え去りました。
想像力豊かな思考は、パフォーマンスを向上させ筋肉を強化することで脳を変えることができる。
ハーバード大学医学部のアルバロ・パスクアル＝レオーネによれば、想像力を使うだけで脳を変えられると言います。
例えば、視覚化を使って活動のパフォーマンスを向上させることができます。ある実験で、パスクアル＝レオーネはピアノを弾いたことがない2つのグループを集めました。一方のグループは1日2回、週5日、ピアノの前に座り、ピアノの一連のフレーズを演奏し聴くところを想像しました。もう一方のグループは、同じ時間、実際にピアノの練習をしました。
両グループの被験者は、実験前、実験中、実験後に脳をマッピングされました。最後に、両グループとも学習したピアノのフレーズを演奏し、コンピューターが演奏の正確さを記録しました。
驚くべきことに、メンタル練習だけで、実際に練習したグループと同じ身体的变化が参加者の運動系に生じ、両グループとも同程度の脳地図の変化とほぼ同等のスキルを示したのです！
なぜそんなことが可能なのでしょうか？ 脳科学的に見ると、行動を想像することと実際に行動することは、実はそれほど違いがないのです。
脳スキャンは、想像と行動の両方で脳の多くの領域が活性化されることを示しています。例えば、人が目を閉じて文字「A」を視覚化する時も、実際に「A」を見る時も、脳の一次視覚野が活性化されます。このように、視覚化はパフォーマンス向上の強力なツールなのです。
しかし、それだけにとどまりません。実際に身体の筋肉を強化するために想像力を使うこともできるのです。ある研究で、グアン・ユエとケリー・コールの両博士は2つのグループを観察しました。一方は4週間、指の収縮運動を15回、間に20秒の休憩を挟んで実際に行い、もう一方はそれを想像しただけでした。その際、「もっと強く！ もっと強く！ もっと強く！」と叫ぶ声も想像に含まれていました。4週間後、実際に運動を行ったグループの筋力は30パーセント向上しました。しかし、運動を視覚化したグループも、筋力が22パーセント向上したのです！
精神分析、すなわち対話療法は神経可塑的な療法である。
心理療法は時に嘲笑されることもありますが、精神分析の父ジークムント・フロイトが19世紀にすでに可塑性に基づく概念を用いていたことは忘れられがちです。
この洞察は60年後にドナルド・ヘッブと結び付けられることになりますが、2つのニューロンが同時に発火すると、それらが引き続き協働する、つまり「配線」されるということを述べたのはフロイトでした。心理療法では、これはすでに自由連想を通じて示されていました。患者が単語や手がかりをきっかけに頭に浮かぶことをすべて話すというものです。自由連想は、患者の心の中の多くの興味深い結びつきを明らかにしました。
また心理療法は、幼少期という発達の臨界期に起こった出来事が、大人になってからの愛し方や人との関わり方の能力に影響を及ぼすと主張しました。この臨界期以降の可塑的変化は達成が難しいと考えられていたのです。
さらに心理療法は、記憶も可塑的であり、その後の出来事によって変化したり書き換えられたりするものと見なしていました。例えば、子どもの頃に性的虐待を受けた人のなかには、その時は動揺しなかったものの、性的に成熟するにつれて否定的に思い出すようになる人もいます。
心理療法の助けにより、根底にある神経ネットワークと結びついた記憶もまた変化させることができ、患者が何が起きたのかについてより健全な理解を得るにつれて、過去のトラウマの経験そのものが変わっていくのです。
例えば、L氏は40年間うつ状態にあり、幼い頃に亡くなった母親を裏切っていると感じるために女性と親しくなれませんでした。しかし母親の死を受け入れた後、彼は別の女性と親密な関係を築くことができました。
L氏は自分の習慣の原因や、自分自身と世界に対する見方を理解したことで、年齢にもかかわらず、脳の可塑性を活かすことができたのです。
神経幹細胞は、老後も脳を守るのに役立つ。
長年、脳は皮膚などの他の臓器のように自分自身を再生できないと考えられていました。年をとるにつれて、代替のきかない何百万ものニューロンが単に死滅していくと信じられてきたのです。しかし、神経幹細胞が発見されました。老化しない脳細胞です。
幹細胞とは、まだニューロンや、脳内でニューロンを支えるグリア細胞に分裂・分化していない細胞のことです。幹細胞は互いに見た目が同じで、驚くべきことに、老化の兆候をまったく示さずに自己のコピーを複製し続けることができます。このプロセスは神経新生と呼ばれ、死ぬまで続きます。
これまでに、記憶を司る海馬や、匂いの処理に関わる嗅球など、脳の様々な領域で活性化している神経幹細胞が見つかっています。また、感情を処理する中隔、運動を処理する線条体、脊髄でも休眠状態で不活性な神経幹細胞が発見されています。
しかし、神経幹細胞の利用は、脳が自らを再生する方法の一つに過ぎません。
海馬のニューロンの数を増やし、その寿命を延ばすこともできます：
ニューロンの数を増やすには、既に習熟したスキルを単に繰り返すのではなく、新しいことを学べる新しい環境に身を置くことが効果的です。さらに、身体的運動を行うことでニューロンの寿命を延ばせます。運動は新たなニューロンを作り出すだけでなく、脳に酸素を供給します。
身体的・精神的に刺激的な活動に取り組むことのもう一つの利点は、将来アルツハイマー病や認知症を発症する可能性が低くなることです。ただし、すべての活動が同じというわけではありません。認知症を遠ざけるのに最も役立ち、効果的なのは、楽器の習得や読書、ダンスなど、集中力を要する活動です。
ミラー領域の乗っ取りも、もう一つの脳の可塑性である。
脳が驚くほど可塑的で、様々な変化の仕方を持つことを見てきました。しかし、まだ触れていない別のタイプの可塑性があります。ミラー領域の乗っ取りです。
ミラー領域の乗っ取りとは、脳の一方の半球がある部分で機能不全を起こし、反対側の半球にあるその「鏡像」の領域が、その機能を引き継ごうとする現象です。
この一例が、右脳半球しかなく、本来左脳半球があるべき場所が空洞になっているミシェル・マックのケースです。マックのケースは、ミラー領域の乗っ取りの好例であるだけでなく、神経可塑性全般の最も深遠な実例です。
マックは概ね「普通の」人として機能していますが、「こぼれたミルクを嘆くな」といったことわざの意味のような抽象的な概念の理解には多少困難があります。しかし、日付を記憶するなどのスキルには長けており、例えば1984年まで遡ってあらゆる日付の曜日を知っています。
これは、右脳と左脳は特定のタスクだけを行うという考え方に反しています。左脳がないため、マックの右脳は、通常なら左脳が担っていたはずの言語処理などを強制的に行うことになったからです。
しかし興味深いことに、マックのケースに見られるような反対側の脳半球への精神機能の移行は、発達の初期段階で起こり得ます。実際、ごく幼い頃は両方の半球は似ており、特殊化は後から進みます。例えば、生後1年の赤ちゃんの脳スキャンでは、新しい音を両方の半球で処理していることが示されています。左脳が言語に特化し始め、音がここで処理されるようになるのは2歳頃になってからです。
最後のまとめ
この本の重要なメッセージ：
私たちの脳は驚くほど変化に富んでいます。思考プロセスを変え、行動を適応させることで、新しいニューロンを成長させ、既存のニューロンの寿命を延ばすことができます。脳の可塑性を理解することは、心理的な障害を克服し、身体的な怪我から回復する能力が我々に備わっていることを意味しています。
実践的なアドバイス：
老けるのではなく、活動的になろう。
寿命がかつてないほど延びても、年をとればアルツハイマーや認知症のリスクはあります。変性疾患を防ぐ鍵は活動的に過ごすことだと多くの人は知っていますが、実際にそうすることで脳内のニューロンが生成・維持され、脳の劣化が抑えられます。精神的・身体的な能力を維持するには、新しい言語を学んだり、太極拳のクラスに参加したり、楽器を習ったりと、何か挑戦的なことを選びましょう。ベンジャミン・フランクリンは励みになります。彼は78歳で遠近両用眼鏡を発明したのです！
さらなる読書案内： 『インコグニト』 デイヴィッド・イーグルマン著
