『ライブワイヤード』（2020年）は、脳がどのように絶えず自己再構成しているのかを探求する一冊です。周囲の世界について新しい情報を学ぶたびに、脳はその形を変えます。その驚くべき適応力には、常に新たな発見が続いています。
あなたのための価値とは？ 脳がなぜ、どのように絶えず変化し続けるのかを学ぶ
世界で最も優れたテクノロジーとは何でしょうか？ 宇宙船？ ロボット？
神経科学者のデイビッド・イーグルマンなら、人間の脳に一票を投じるでしょう。私たちが頭の中に持ち歩いている、形もはっきりしない妙な塊です。脳の中を覗いてみれば、その働き方が、これまで考え出されたどんな機械よりもはるかに柔軟で、変化にうまく対処できることがわかります。
それは、脳が絶えず自己再構成のプロセスを続けているからです。イーグルマンはこれをライブワイヤリングと呼んでいます。これから、その仕組みをご紹介します。
この要約では、次のようなことも学べます。
- 視覚障害者のなかに、本当に卓越した音楽的才能を持つ人たちがいる理由
- 文字通り磁場を感じる方法
- 1980年代、IBMのロゴの色が変わったと誰もが一時的に思った理由
脳は必要に応じて、いかようにも自己再構成できる
マシューが最初の発作を起こしたのは3歳のときでした。悲しいことに、それ以降発作は頻繁に起こるようになりました。それから3年間、マシューは何日も、あるいは何週間も入院しなければならないこともしばしばでした。
しかし両親は、ある特異な治療法を知りました。問題が6歳のマシューの脳の片方の半球に限定されていたため、医師たちは、その半球全体を単に切除することを提案したのです。
まさにその手術が行われました。そして3か月後、マシューは普通の状態に戻りました。
マシューは今でも右手に不自由があり、歩くときにわずかに足を引きずります。しかし、それだけです。それ以外は、文字通り脳の半分が欠けているとは誰も思わないでしょう。これは、人間の脳が必要なあらゆる方法で適応する能力に極めて秀でているからです。著者はこれをライブワイヤリングと呼んでいます。
ここでの重要なポイントは、脳は必要に応じて、いかようにも自己再構成できるということです。
成人の脳には860億のニューロンと、それらの間の数百兆もの結合があります。しかし本当に驚くべきは、そのすべての部分の相互作用の仕方です。
私たちは脳を、視覚を司る領域、道具を使う領域など、固定的なものとして想像しがちです。真実はもっと興味深く、脳は絶えず自らを配線し直しています。
脳の異なる領域は絶え間なく調整し合い、互いに連絡を取り合い、時には領土を争います。全体として、それは極めて複雑に自己を織り上げるタペストリーのようなものです。
遺伝情報を含むのは確かにDNAですが、それは私たちが誰であるかの比較的小さな部分でしかありません。私たちの経験や相互作用が脳を形作り、特に幼少期の脳が最も柔軟な時期に、私たちは本当に世界について学ぶにつれて絶えず変化しています。
私たちは自分自身について学ぶにつれても変化します。脳の体性感覚皮質には、小さなあなたの模型があります。これはホムンクルスとして知られる、全身の神経学的マップです。ホムンクルスの各領域は、手や目など、異なる身体部位に対応しています。
しかし、誰もが同じ模型を持っているわけではありません。たとえば、生まれつき視覚を持たない人は、通常視覚に割かれるスペースを必要としません。そのため、別の身体部位が代わりにその領域を使うことになります。たとえば耳です。これが、スティービー・ワンダーやアンドレア・ボチェッリのような視覚障害者が、実際に高められた音楽的スキルを持つ理由です。彼らは文字通り、より多くの脳を音楽に振り向けることができるからです。
脳は、与えられたあらゆる機会を活用するために、自らを再配線するのです。
脳はどんな種類の感覚情報も処理できる
1960年代、医師のポール・バック・イ・リタが、400個のテフロン製のピンが埋め込まれた改造歯科用チェアに目の不自由な男性を座らせた時、ほとんどの人々は彼がおかしくなったと思いました。男性の頭上にはビデオカメラが取り付けられ、その前に物体が差し出されると、その映像が機械的な動きに変換され、ピンが男性の背中を異なる圧力で突いたのです。
数日間の訓練の後、実験は成果を出し始めました。背中に感じる変化するパターンを通じて、男性は目の前の物体を識別できるようになりました。それは視覚そのものとは少し違いましたが、素晴らしいスタートでした。男性の脳は、皮膚から背中へと送り込まれる情報を、まるで目からの情報のように使っていたのです。
ここでの重要なポイントは、脳はどんな種類の感覚情報も処理できるということです。
感覚代行の例はもっとたくさんあります。超音波メガネは目の不自由な人の位置把握を助けます。人工内耳は耳の中に設置される小さなコンピュータで、聴覚情報を電気信号として脳に伝えます。最初は無意味なブーンという音に聞こえますが、人はすぐにそれを通常の音声と同じように解釈できるようになります。
さらに感覚強化もあります。これは既存の感覚を拡張するものです。フランスのチームが、まるでハエのように360度の視野で見渡せるヘルメットを開発しました。人は驚くほど早くそれに適応し、わずか15分で新たな情報を処理し始める人もいます。
さらに素晴らしいのは感覚追加です。私たちが本来持っていない感覚を創り出すことも可能なのです。馬鹿げているように聞こえますが、それが脳の情報処理能力の高さなのです。
一例を挙げましょう。トッド・ハフマンという男性は指に磁石を埋め込み、今では磁場を感じることができます。磁気の周波数によって振動が異なるため、彼はそれを質感や色といった特性を持つものとしてさえ体験します。
これに限界はありません。振動のパターンを使ってインターネットからの情報を感じ取ることもできます。ツイッターの動きや株式市場の上下を「感じる」こともできるでしょう。あるいは、パートナー同士がお互いのデータを感じ取れば、相手が離れていても、体温や呼吸数がどうなっているかを感じ取れるかもしれません。
これらの情報で何をするかは、脳が何を出力するか次第です。それについては次にお話しします。
脳は、接続されたあらゆる種類の身体を操作することを学習できる
驚くべき適応力を持つのは人間の脳だけではありません。フェイスという犬もそうです。フェイスは2本の足だけで生まれたので、そのように歩くことを学びました。
また、最長の正確な弓の射程の記録保持者が誰か知っていますか？ それはマット・スタッツマンという男性です。彼は生まれつき腕がありません。彼は弓と矢を足の指と足、そしてストラップで操作します。
脳が私たちが本来持っている以上の感覚からの入力を解釈できるのと同じように、利用可能な選択肢に応じて、驚くほど多様なスキルを出力することも学習できるのです。
ここでの重要なポイントは、脳は接続されたあらゆる種類の身体を操作することを学習できるということです。
脳はそれをどうやって行うのでしょうか？ 基本的な原理のひとつはバブリング（喃語化）です。これは赤ちゃんが話し方を学ぶ方法です。自分が話そうとするのを聞き、周囲の人々からの反応を受け取る組み合わせを通じて、最終的に、意味を成すように出す音を洗練させることを学びます。
これは、私たちがあらゆる新しいタスクを学ぶ方法の根底にあるプロセスと同じです。エンジニアのデスティン・サンドリンは、かつて逆操舵の自転車（ハンドルを左に切ると自転車が右に曲がる）の操作を自習しました。転んだり物にぶつかったりするフィードバックを受けることによって、最終的にマスターしたのです。彼は運動バブリングによって学んだのです。
脳の出力学習のスキルは、義肢のようなものにとって明るい未来があることを意味します。科学者たちは、脳の力で制御できる義手や義腕の開発で大きな進歩を遂げています。注目すべきは、接続が無線であれば、操作する腕と物理的につながっている必要さえないということです。
ある実験では、ノースカロライナ州のデューク大学でサルがトレッドミルに乗せられ、その脳の信号は遠く日本のロボットに送られました。世界の反対側で、ロボットはサルと同じタイミングで歩行しました。しかし驚くべきはここからです。サルが歩くのをやめた後も、しばらくそのサルは歩くことを考え続けたため、日本のロボットは歩き続けたのです。
未来がどうなるかを想像するのはワクワクします。例えば、手足が動かなくなっても、それほど問題ではなくなるでしょう。完全に機能する代替品を手に入れられるようになるからです。また、海の中や宇宙空間で、ただ心だけでロボットを制御できるようにもなるでしょう。
脳は、自身にとって重要なことに基づいて適応する
熱狂的な聴衆の一人が、かつてバイオリニストのイツァーク・パールマンに、「あなたのように演奏できるなら命を捧げる」と言いました。パールマンは答えました。「私は捧げましたよ。」
偉大なことを成し遂げるために脳を訓練するには、一生の練習が必要なのは周知の事実です。パールマンのような高度に訓練された音楽家の脳は、通常の脳とは形が著しく異なる傾向があります。
しかし、この高いレベルの能力を獲得するのは、単に練習だけの話ではありません。モチベーションも重要なのです。セリーナとビーナス・ウィリアムズにフレッドという兄弟がいたと想像してください。フレッドは怠け者でも無能でもなく、姉妹と同じ機会に恵まれています。しかし、テニスが好きでなければ、そして上手くなっても得るものがないと感じていれば、彼はまったく進歩しないでしょう。
ここでの重要なポイントは、脳は自身にとって重要なことに基づいて適応するということです。
別の仮説的な例を挙げましょう。2人の子供が地球の反対側で生まれます。日本のハヤトとアメリカのウィリアムです。生まれた時点では、彼らの脳に目立った違いはありません。しかし、ウィリアムは英語を聞きながら育ち、ハヤトは日本語を聞いて育ちます。
ウィリアムが人々の話を聞くうちに、Rの音とLの音を2つの異なる音として聞くようになります。しかし、時間とともに、ハヤトの脳は、日本語ではRとLの間に意味の違いがないことを学習します。そのため、違う音を聞き分ける能力は本来あるにもかかわらず、脳はそれらを別々に処理するのをやめてしまうのです。ハヤトは、そうする必要がないため、文字通りそれらを異なって聞くのをやめてしまうのです。
脳は非常に柔軟かもしれませんが、それは身体にとって有用だと判断することしか行いません。例えば、理論上は誰でも、コウモリのように音で空間を把握するエコーロケーションを学べるでしょう。しかし、それを脳が必要とするモチベーションを持つのは目の不自由な人だけです。そして、どんな犬でも二本足で歩くことを学べるでしょう。しかし、実際にそれを必要とするのは二本足のフェイスだけです。
同様に、腕を負傷した人は、もう片方のより強い腕に依存するようになることがよくあります。しかし、動く方の腕を使えないように固定してしまうと、負傷した方の腕が使わざるを得なくなり、そうしなければ進まなかったであろう進歩を遂げることになります。
なぜ脳はこのように働くのでしょうか？ 一つの理由はアセチルコリンと呼ばれる化学物質です。これは脳の領域に自身を再配線するよう伝える働きをします。しかし、アセチルコリンは、脳が何かを重要だと認識したときにしか放出されないのです。
そうでなければ、私たちは皆、ビーナスとセレナの架空の兄弟フレッドのようなものです。いくら練習しても、それが自分にとって重要でなければ、進歩はないのです。
脳は安定した情報を固定化し、私たちが考えなくて済むようにする
1980年代にIBMのロゴに何か妙なことが起きたでしょうか？ いいえ。しかし、人々はそう思ったのです。
多くの人が突然、ロゴの有名な線の中に赤味がかった色合いを見たと報告し始めました。会社はそれを変えていなかったにもかかわらずです。何が起こっていたのでしょう？ 奇妙な集団妄想だったのでしょうか？
何が起こったのかはこうです。初期のコンピューターモニターは、黒い背景に緑色の文字が横一列に表示されていました。そのため、この文字を何時間も見つめた後、人々は異なるものに焦点を合わせると、緑の補色である赤を見るようになっていたのです。
彼らの脳は、水平の緑の線を標準と見なすようになっていました。そのため、本の行からIBMのロゴに至るまで、周囲にある他のものはすべて、例外的に見え始めたのです。
ここでの重要なポイントは、脳は安定した情報を固定化し、私たちが考えなくて済むようにするということです。
これは、滝をしばらく見つめた後に経験するのと同じ現象です。滝から目を離して岩を見ると、その石が上向きに動いているように見えるでしょう。これは単に、滝を見つめていたことで、脳がすべてのものが下向きに動いていることを通常のシナリオとしてデフォルト設定してしまったからです。
同じことが、今まさにあなたにも、気づかないうちに起こっています。目の表面は血管で覆われています。検眼士が特定の角度から光を当てるとそれが見えるようにです。しかし、それ以外の時は、血管は完全に安定しているため、まったく見えません。そこにありますが、有用で変化する情報が含まれていないため、文字通り不可視になるのです。
この傾向を極端に推し進めれば、爬虫類のようになるでしょう。静止したものを見ることができなくなります。しかし、このより穏やかな形での爬虫類的な盲目性は、実際には効率的であるがゆえに有用なのです。脳は完全に予測可能なものを記録することにエネルギーを費やす必要がありません。脳が学ぶのに有用なのは、例外的なことすべてです。その時に、行動を起こす必要があるのです。
脳が安定した情報を無視する能力は、薬物などへの依存症を発症するのがなぜ簡単なのかを説明します。脳はそれらの存在に慣れ、それらが例外のない標準になるのです。これはまた、失恋や喪失の苦しい感情の背後にあるものでもあります。その痛みは、予期していたものがもはやそこにないことに気づいて驚いている、あなたの脳の現れなのです。
脳の可塑性は加齢とともに低下する
発作の治療として脳の半分を切除した少年マシューを覚えていますか？ 当時彼は6歳でした。もしあとほんの数歳年上だったら、手術を行うには手遅れだったでしょう。
私たちの脳は生涯を通じて驚くほど順応性を持ち続けますが、特に若い年齢ではそれが顕著です。年をとるにつれて、脳の深く根ざしたパターンは変化させにくくなり、マシューが手術後に必要としたような大規模な変化はほとんど不可能になります。
ここでの重要なポイントは、脳の可塑性は加齢とともに低下するということです。
二人のハリウッドスターを比較してみましょう。ミラ・クニスはウクライナ生まれで、7歳の時にアメリカに移住しました。アーノルド・シュワルツェネッガーはオーストリア生まれで、20代になるまであまり英語を話しませんでした。クニスは完璧なアメリカ訛りで話しますが、シュワルツェネッガーは今でも明らかにオーストリア訛りがあります。彼女は十分に若い年齢で英語を話し始めたため、彼女の脳は徹底的に再配線されましたが、彼のより年を取った脳はもはやそれができなかったのです。
ただし、話は複雑です。脳の異なる部分は、異なる速度で固定化されます。一次聴覚野は、かなり速く変化に対して抵抗力を持つようになります。それが、数章前に登場したハヤトとウィリアムが、RとLを異なって聞くようになった理由です。しかし、先に述べたように、体性感覚野は生涯を通じて非常に柔軟であり、変化する身体に適応します。
これはなぜでしょうか？ 著者は、それが変化と関係していると示唆しています。最初に固定されるのは、多かれ少なかれ不変に見えるものです。毎日耳にする音、言語のルール、噛み方などです。脳はこれらの定数を留め、変化するものにエネルギーを振り向けます。
図書館のように考えてみてください。本を並べ始める前に、まず間取りや棚を作るのは理にかなっています。そして後になれば、図書館そのものを変えるよりも、本を入れ替える方がはるかに簡単です。
ですから、子供たちは羨ましいほど柔軟な脳を持っています。彼らの脳はまだ建設中であり、単に本の補充をしている段階ではないのです。しかし、大人にとって悪いことばかりではありません。「ナン研究」として知られる興味深い研究がその証拠を示しています。
何百人ものカトリックの修道女たちが、生前に脳の検査を受け、死後に解剖されることに同意しました。しかし、これらの修道女たちは高齢者としては非典型的に活動的な生活を送っており、共同活動で精神的に忙しく過ごしていました。研究者たちは、修道女の3分の1がアルツハイマー病の兆候のある脳を持っていたのに、生きている間は何の症状も示さなかったことに驚嘆しました。活動的な脳は、高齢になっても自らを再配線し続けることができるのです。
古い記憶は、最近の記憶よりも効果的に持続する
著者と何人かの同僚は、かつて共感覚（ある感覚が別の感覚を誘発する状態）を持つ人々に、アルファベットの特定の文字にどんな色を連想するかを尋ねました。結果の大半はランダムでしたが、数百人の共感覚者が同じパターンを示しました。文字AからFまでは、赤、オレンジ、黄、緑、青、紫と循環し、色はGで再び赤から始まるのです。
奇妙なことに、このパターンを経験した共感覚者は全員、1960年代から1980年代の間に生まれていました。著者はついに、その色の関連付けの背後にある理由を発見しました。それは、その時期に売られていたフィッシャープライス社のアルファベットマグネットで、文字がまさにその配色と一致していたのです。
ここでの重要なポイントは、古い記憶は最近の記憶よりも効果的に持続するということです。
若い脳が驚くほど柔軟であることを考えれば、人生の初期の記憶が最近の記憶よりも深いレベルで作用しているように思えるのは驚くことではありません。アインシュタインの最期の言葉が何だったかを誰も知らないのは、彼が臨終の床で母国語のドイツ語に戻って話したからであり、周りにいた看護師たちはそれを理解できなかったのです。
記憶は人々が想像するよりもさらに複雑です。記憶は脳の一箇所にまとめて保存されているわけではなく、あらゆる場所に散らばっています。クラウドコンピューティングのように考えてください。データも単一のサーバーにあるのではなく、複数のサーバーに分散されています。
もう一つ複雑なことがあります。記憶科学はシナプス（脳細胞が互いに情報伝達する特別な接点）の研究によって支配されていますが、それが全体像からはかけ離れています。シナプスは比較的モニターしやすいため、科学者が研究しがちなだけなのです。しかし、水面下ではさらに多くのことが起こっています。新しく成長したニューロンが記憶に役割を果たしているように見えますし、遺伝子発現もまた、私たちがまだほとんど理解していない方法で関与しています。
私たちの脳の働きについて、まだ発見すべきことがたくさん残っていることは間違いありません。しかし、すでに知っていることをどう活用できるかについても、無限の可能性があります。例えばロボットは、私たちの脳のように柔軟でライブワイヤードなスタイルで造られれば、新しく予期せぬ状況に、よりうまく対処できるようになるでしょう。
もしかすると将来、建物は、人々がその中でどう行動するかを監視しながら、自らを再構成できるようになるかもしれません。ここに新しいバスルーム、あそこに階段といった具合に。そうなれば、建設作業員は建築家というより神経学者に近い存在になるでしょう。
想像しにくいですか？ 確かに。しかし、それができるとしたら、それはあなたの脳をおいて他にありません。
最後のまとめ
この要約での重要なポイント：
人間の脳は、一般に考えられているよりもはるかに順応性が高い。新しい感覚を経験する時、身体が変化する時、新しいスキルを学ぶ時、私たちの脳は著者がライブワイヤリングと呼ぶプロセスを通じて動的に自己再構成を行う。脳を再形成する能力は年齢とともに多少低下するが、老年期に至るまで可能なままである。この複雑で魅力的なプロセスについて学べば学ぶほど、未来への可能性は計り知れない。
次に読むべき本: デイビッド・イーグルマン著『インコグニート』
『インコグニート』の要約では、あなたの脳が、あなた自身が気づかないうちに行っている驚くべき幅広い活動を発見できるでしょう。
