『心の未来』は、人間の脳に対する現在の理解と、SFのように聞こえるが、まもなく現実になるかもしれない領域にまで心の可能性を広げるために現在行われている多様な研究を概観する一冊です。
テレパシーも念力も、思ったより遠い未来の話ではないかもしれません。
人生には多くの謎があります。間違いなく、最も心をそそるものの一つは、私たちを取り巻く広大な宇宙でしょう。何光年も彼方の空間を猛スピードで移動する無数の銀河、星々、ブラックホールです。幸いなことに、約400年前に望遠鏡が発明され、人類は宇宙の広大な領域を図示し、理解し始めることができました。しかし、同じように魅力的で複雑な謎である「心」に関しては、調査のための初歩的なツールすら登場するまでに、はるかに長い時間がかかりました。
実際、心のための最初の粗雑な望遠鏡とも言える脳画像化技術が発明されたのは、ほんの数十年前のことです。これは、私たちが脳の機能を理解する上で、まだ最初の一歩を踏み出したばかりであることを意味します。しかし、こうしたわずかな知見を得ただけでも、新しい神経学研究とその技術的応用が、病気の治療だけでなく、すでに驚異的な私たちの脳をさらに強化する上で、大きな可能性を秘めていることは明らかです。このまとめでは、次のようなことを知ることができます。
- なぜ脳の半分は宗教的で、もう半分は無神論者である可能性があるのか
- どうすればまもなく自分の記憶をオンラインにアップロードして共有できるようになるのか
- 遺伝子改変によって、どのように一部のネズミが真の天才になったのか
人間の脳は、進化の過程で私たちより先に現れた種の脳で構成されています。
科学者たちは長い間、人間の脳とその各部分の正確な機能に魅了されてきました。現代的な手法が登場する前は、脳についての知識を得るために、かなり粗雑なアプローチを用いていました。例えば、脳に損傷を負った故人の脳を解剖し、その患者が生前に示していた症状に基づいて、脳の損傷部分が何を司っていたかを推測していました。こうした原始的な方法にもかかわらず、科学者たちは最終的に、脳がどのようにして現在の状態に進化したのかを理解することができました。
基本的に彼らが発見したのは、地球上の種が爬虫類から哺乳類、そして人間へと進化するにつれて、古い脳の上に新しい脳構造が追加されていったということです。これは、私たちの脳が、現在でも見られる次の三つの明確な進化段階に基づいて構築されていることを意味します。第一に、爬虫類脳があります。これは脳の後方中央に位置し、爬虫類の脳とほぼ同じであることからその名が付けられました。この5億年前の構造は、呼吸や心拍といった生存に必要な最も基本的な精神機能や、闘争や交尾などの基本的な行動を制御しています。
第二に、この古い部分の上には、大脳辺縁系と大脳皮質（脳の外層）からなる哺乳類脳があります。すべての哺乳類はこれらのシステムを発達させており、これにより高次の思考スキルとより複雑な社会的相互作用が可能になります。
第三に、私たちの人間の脳が他の哺乳類と最も明確に区別されるのは、額のすぐ後ろにある脳の外層である前頭前野が非常に大きく複雑であるという事実によります。ここは合理的な思考が処理され、将来への壮大な人間の計画が立てられる場所です。いわば脳のCEOのような存在です。このように、人間の脳は実際、私たちより先に現れた種の名残を含む、進化の博物館のようなものです。
脳は二つの半球に分かれており、それぞれが独自の機能、さらには個性を持っています。
脳が左右の半球に分かれており、それぞれに特定の機能があることは、かなり一般的な知識です。例えば、筋肉制御においては、脳の左側が体の右側の筋肉を制御し、その逆も同様です。別の違いとしては、左半球には脳の言語能力が備わっており、右半球には空間認識を司る領域が含まれています。さらに、左側は与えられた状況の詳細を分析的に調べるのが得意である一方、右側は多くの情報を直感的かつ想像力豊かに統合して全体像を描くのが得意です。これが、より合理的な人は「左脳型」、より芸術的な人は「右脳型」という一般的な考え方の由来です。
これは幾分単純化されていますが、研究によると、二つの半球は実際に異なる個性を持っている可能性があります。これは、両方の半球の接続が切断された人々（てんかん患者に行われることが多い手術）を対象とした実験で最もよく観察されます。被験者の視野の左側または右側だけに選択的に情報を提示することで、科学者は片方の脳半球だけと実際にコミュニケーションを取り、各半球に質問することができました。例えば、ある神経科学者が分離脳患者の左半球に卒業後の進路を尋ねたところ、患者は製図工になりたいと答えました。
しかし、右半球に同じ質問をすると、それは著しく異なる回答を返しました。「自動車レーサー」です。また、別の研究では、分離脳患者に信仰があるかどうかを尋ねました。左半球は無神論者であると言いましたが、右半球は信仰者であると主張したのです。
脳は数十億のニューロンから成り、特定の領域が特定の機能を担っています。
前のセクションでは、脳の左半球が体の右側を制御し、その逆も同様であることを学びました。これは決して新しい発見ではありません。あるドイツ人医師が、1864年に脳に傷を負った兵士を治療中にすでにそれを解明していました。彼が脳の片側に触れると、必ず体の反対側が動いたのです。さらに、1930年代以降、科学者たちは人間の大脳皮質のどの部分が体のどの部分を制御しているかについても、かなり正確な考えを持っていました。実際、脳外科医のワイルダー・ペンフィールド博士は、電極で患者の脳を刺激し、どの筋肉がピクピク動くかを観察することによって、驚くほど正確な「脳と体の対応図」を作成しました。
ペンフィールドの図はまた、より重要な身体部位により多くの脳領域が割り当てられていることも示しています。例えば、私たちの口と手は生存に不可欠であるため、背中の皮膚などよりも、それらを制御するためにより広範な皮質領域が割かれています。脳内で特定された他の具体的な機能としては、左半球にある、発話の生成と理解を担う二つの言語領域があります。これらの領域は発見者の名前にちなんでブローカ野とウェルニッケ野と呼ばれ、これらの領域の損傷が特定の言語障害を引き起こすことが分かりました。例えば、ブローカ野の損傷は患者が言葉を明瞭に発することを妨げる傾向があり、一方ウェルニッケ野の損傷は患者が言語を理解できなくなる結果をもたらします。1990年代までに、科学者たちは脳のさらに優れた全体像を把握し始めました。それには基本構成要素であるニューロンも含まれます。ニューロンは極めて複雑なネットワークで接続されており、平均的な人間の脳内には、天の川銀河の星の数とほぼ同じ、約1000億個のニューロンが存在すると推定されています。
脳の画像化、探査、治療のための技術は大きく進歩しました。
1990年代以降、科学者が脳を探索し理解するために使用する技術は大きく飛躍しました。技術開発の主要な分野の一つは脳画像化であり、これにより研究者は実際に脳の内部を覗くことができるようになりました。おそらくこれらの進歩の中で最も影響力があるのは機能的磁気共鳴画像法（fMRI）で、強力な磁場を用いて脳の様々な部分への血流を測定します。ニューロンは活動しているときにより多くの血液を必要とするため、血流の増加は、いつどのニューロンが活動しているかを示します。
他の多くの脳画像化技術も発見され開発されていますが、それらすべてに共通する特徴は、空間的正確性と時間的正確性の間にトレードオフがあることです。つまり、何かが「どこで」起きているかを測定するのが得意か、「いつ」起きているかを測定するのが得意かのいずれかであり、両方ではありません。したがって、他の技術はどれも、fMRIを大幅に改良したものとは言えません。脳画像化の進歩に加えて、脳探査の発展もあります。これは、脳の一部を刺激したり撹乱したりして、その効果を研究するものです。このための一つの技術が経頭蓋磁気刺激法（TMS）で、磁気パルスを頭蓋骨を通して脳表面の特定の箇所に照射し、その活動を弱めてその役割を明らかにします。例えば、脳の左半球にTMSを使用すると、人の会話能力を阻害することができます。脳探査におけるもう一つの有望な進歩は、光遺伝学によるものです。
ここでは、光感受性遺伝子がニューロンに直接挿入され、その結果、光が当てられるたびにそのニューロンが発火します。事実上、これにより個々のニューロンと、それらが引き起こす行動を、照明のスイッチのようにオン/オフすることが可能になります。最後に、深部脳刺激（DBS）のような脳治療技術の進歩もありました。DBSでは、髪の毛のように細い電極を脳の奥深くに挿入し、目的の領域を刺激できるようにします。この技術は、うつ病やパーキンソン病などの病気の治療にすでに価値があることが証明されており、他の脳関連の問題にも有望視されています。
脳画像化の進歩は、テレパシーや念力といった未来的な技術を可能にしつつあります。
前のセクションでは、脳の研究と操作における技術的進歩のいくつかを見てきました。これらの進歩は、SFのように聞こえるかもしれない応用の可能性への扉を開きました。まず第一に、テレパシーです。科学者たちは、個々の単語が脳内で識別可能なニューロン活性化パターンを生み出すことを発見しました。
これは、ある人の脳を、単語が読み上げられるのを聞いている間にモニタリングすることで、科学者はどのニューロンパターンがどの単語に関連しているかを示す「辞書」を編集できることを意味します。現時点では、この応用はまだかなり粗削りですが、辞書がより精密になるにつれて、例えば、話すことができない人々が単語を考えるだけで、音声合成装置がそれを声に出して言うことができるようになるかもしれません。さらに、画像や夢についても同様の「辞書」が作成されています。被験者はまず、どの画像が脳のどの部分を活性化するかを理解するために何時間も画像を見せられ、後に脳をモニタリングすることで、科学者は被験者がどのような画像を見ているか、夢見ているかを推測できます。もう一つの未来的に聞こえる開発は、念力、つまり思考を使ってコンピューターなどの物体を制御することです。そのプロセスは、上記のテレパシーの開発と似ています。患者の脳は、カーソルを左右に動かすなど、コンピューター上で様々なタスクを実行している間に観察され、コンピューターは脳活動パターンをアクションに変換できる辞書を編集します。
この技術は2004年にすでにテストされ、麻痺した患者がラップトップを介してコミュニケーションすることを可能にしました。しかし将来的には、この同じ技術が、人間が遠隔操作でロボットを操作し、人間にとってはあまりにも困難または危険なタスクを実行するために使われるかもしれません。いつの日か、たった一人の人間が、自分の心の力だけで、建設現場いっぱいのクレーンやブルドーザーなどの機器を指揮して建物を建設することさえ考えられます。
記憶の消去、記録、ダウンロード、そして認知能力の人工的な向上はすでに可能です。
脳画像化技術の進歩によって解明された脳機能の別の領域は、記憶です。この分野でも、近年の進歩は非常に有望です。まず第一に、神経科学者たちは、化学物質を使ってマウスの特定の記憶を消去する方法を発見しました。この方法が人間向けに完成されれば、苦痛な記憶を消去する療法に利用できるでしょう。
第二に、科学者たちは記憶をコンピューターに「アップロード」する初の試みにも成功しました。これは、マウスの脳に電極を挿入し、簡単なタスクの実行方法を学習した際のニューロン活性化パターンを記録し、事実上その記憶をコンピューターに保存することで達成されました。ちょっと待ってください、さらに印象的になります。次に、科学者たちは化学物質を使ってマウスの脳内の記憶を削除し、そのタスクを実行できなくしました。そして、再び電極をマウスの脳に挿入し、以前と同じニューロンを刺激して、人工的に記憶をマウスの脳にダウンロードし直しました。すると、見よ、それは機能し、マウスは再びタスクを思い出すことができたのです！次のステップは、ある生物からコンピューターに記憶をアップロードし、それを別の生物にダウンロードすることです。
これが実現すれば、私たちが今日写真で行っているように、人々が自分の記憶を記録し、オンラインで共有できるようになるかもしれません。第三に、私たちはまもなく皆、超記憶力を持つかもしれません。ショウジョウバエを研究している科学者たちは、非常に簡単な遺伝子操作によって、特定のハエに写真記憶を与えられることを発見しました。まだ多くの研究が必要ですが、同様の方法が理論的には人間の記憶も強化する可能性があります。そして、強化されるのは記憶だけでなく、私たちの一般的な知能もかもしれません。科学者たちは遺伝子改変によって「天才マウス」を作り出すことにも有望な結果を得ています。明らかに、多くの魅力的な研究が進められており、人間の脳にはまだ解き放たれるべき多くの可能性が秘められています。
科学者たちは、人間の脳の接続を解読し、模倣しようと熱心に取り組んでいます。
脳画像化技術の進歩は多くの応用への扉を開きましたが、やるべき微調整はまだたくさんあります。これが進むにつれて、脳に対する私たちの理解が大幅に深まることは間違いありません。この分野における野心的なプロジェクトの一つが、人間の脳内のすべてのニューロンとその接続をマッピングすることを目的としたBRAINイニシアチブです。そのようなマップを入手し解読することは、すでに議論した多くの応用において、また、まだ触れていない応用である人工知能（AI）においても、大きな助けとなるでしょう。
もちろん、ある程度のAIはすでに存在します。例えば1997年には、IBMのコンピューター「ディープ・ブルー」がチェスのグランドマスター、ガルリ・カスパロフをチェスで破りました。しかし、多くの点で今日のAIは、依然として人間とはほど遠いものです。例えば、人間は特定の椅子を初めて見る場合でも、それを椅子だと容易に認識しますが、コンピューターはおそらくその「椅子らしさ」を解読できず、代わりに角度と線の寄せ集めを見るでしょう。問題の一部は、通常、AIがプログラム可能なデジタルコンピューターのような厳格なルールに基づいて設計されてきたことです。しかし、人間のような高度な脳はこのようには機能しません。それらは、新しいことを学ぶにつれて絶えず自身を再配線しているニューロンのネットワークなのです。今日、多くのAI研究者が、AIに対するそのようなニューラルネットワークアプローチを検討しています。例えば、マサチューセッツ工科大学（MIT）のコンピューターサイエンス・人工知能研究所では、ある研究者が、走り回って物にぶつかるという試行錯誤のみを通じて学習する、昆虫のような小型ロボットを作成しました。
このアプローチはまだかなり新しいものですが、特に人間の脳に対する理解も深まり、AIにとってより優れた「お手本」が提供されるにつれて、より洗練されたAIへの将来の道筋として大きな期待を示しています。
人間の知能を完全に模倣するには、ロボットは価値観、感情、自己認識を持つべきです。
前のセクションでは、現在のAI技術が特定の点で人間の知能に及ばないことが述べられました。実際、AIが真に人間らしくなるためには、多くの根本的に人間的な特性を模倣する必要があります。一つには、日常生活で遭遇する非常に幅広い状況において適切に振る舞える必要があります。これには価値体系が必要です。AIを搭載したロボットは、倫理的なガイドラインのように、人生のすべてが重要度においてどのようにランク付けされるかを教えられる必要があるでしょう。
これは、実際には私たち人間も行っていることです。しかし、私たちが倫理体系を洗練させるのに一生かかるかもしれませんが、かわいそうなロボットは、安全上の懸念から、工場を出る前に自身の体系を完全に理解している必要があるでしょう。さらに、人間に真に適切に反応するためには、AIを搭載したロボットは、人間の経験の基本的な部分である感情に対する何らかの能力も必要とするでしょう。実際、ハートフォードシャー大学の科学者たちは、恐怖や悲しみから誇りや幸福に至るまで、幅広い人間の感情を解釈し表現できるロボットナオを構築することで、すでにこの分野でいくらかの前進を遂げています。
最後に、AI搭載ロボットは自己認識もできなければなりません。なぜなら、将来の行動方針について決定を下す必要があり、そのためには独立した行為者としてそれらのシナリオにおける自身の役割を考慮することが求められるからです。幸いなことに、科学者たちはここでもすでに進歩を遂げています。イェール大学の一つのチームは、鏡に映った自分自身を認識できるロボット「ニコ」を作成しました。これは基本的な自己認識の最初の兆候です。真の人工知能に向けて非常に多くの有望な進歩が遂げられていることで、いつの日か、私たちの助け手として、そしておそらく友人や伴侶としても機能するロボットで世界が満ちることを期待できそうです。
最終的なまとめ
この本の核心的なメッセージ：脳画像化技術の進歩は、思考でコンピューターを制御したり、人工的に記憶を強化したり、記憶をダウンロードしたりするなど、多くの未来的に聞こえる技術への扉を開きつつあります。思考実験：自分の脳に関して、どのような技術や進歩なら受け入れられると思いますか？ このまとめで述べられた可能性の多くは心をそそるものですが、同時にいくらかの不安を呼び起こすかもしれません。結局のところ、ほとんどの人は、脳が「自分とは何者か」の典型だと感じています。
思考実験として、どのような技術なら喜んで採用するかを考えてみてください。例えば、知能を高める遺伝子治療を喜んで受け入れますか、それとも「自分らしさ」を変えてしまうのではないかと心配しますか？あるいは、友人や愛する人の記憶や感情を直接体験できるのであれば、脳に電極を外科的に挿入することを受け入れますか？
