CogniFit - 人間の脳

脳は何ですか？

脳は複雑な器官として定義することが出来、神経活動を管理する頭蓋骨内側に位置します。中枢神経系（CNS）の一部であり、脳の最も膨大で知られている部分です。それは頭蓋腔の上部前方に位置し、全ての脊椎動物に存在します。頭蓋骨の内側では、脳は脳脊髄液と呼ばれる透明な液体に浮かんでいて、身体的にも免疫的にも保護機能を果たします。

脳は筋肉ですか？脳は萎縮を防ぐために筋肉のように訓練されて運動する必要があると言葉で言われていますが、実際には脳は筋肉ではないことを明確にしなければなりません。それは筋細胞、筋肉細胞でなく、軸索と樹状突起によって相互接続された数百万のニューロンで構成されていて、脳、身体、そして心の機能のそれぞれを調整することができます:　 呼吸から、食べる、寝る、推論する、恋に落ちる、または誰かと議論する能力まで。これはすべて脳の制御を解して行われ、脳のすべての機能の一部にすぎません。

脳の役目とは？脳の機能

脳と中枢神経系の基本的な部分として、脳の機能は、身体と心の大部分の機能の制御と調整にまとめられています。これは、呼吸、心拍の調節、睡眠、空腹、のどの渇きから、優れた機能の推論、記憶、注意(Corbetta & Shulman, 2002)、感情の調節と行動... などの重要な機能を担います。

私達の生活、眠れないとき、睡眠中に起こるすべてのこと、呼吸することや飲み込むこと、見ること、聞くこと、触ること、何かを試飲すること、読むこと、書くこと、歌うこと、踊ること、沈黙の中で考えること、私達の考えについて話すこと、愛すること、憎しむこと、歩くまたは走る、自発的に計画する、行動する、想像する、創作するなどは、私たちの脳によって管理されています。脳の最も重要な機能のいくつかは以下のとおりです。:< ul>

“人間は、脳が喜び、快楽、笑い、楽しみ、悲しみ、落胆、そして嘆きを独占的に担っているということを知るべきです。そして脳のおかげで、特別な方法で、知恵と知識を身に付け、私達は見たり、聞いたり、何が不快で、何が美しく、何が悪くて、何が良くて、何が甘く、何が味がないのかがわかります。そしてこの臓器のおかげで私たちは狂気になったり、幻覚を起こしたり、恐れや恐怖が私たちを攻撃します...私たちは脳が健康でない時にこれらすべてに耐えなければなりません。そしてこの意味では、人間の中で働く内臓が最大の力であるというのが私の見解です”.ヒポクラテス（紀元前４世紀）聖なる病気について。

脳が本当に何であるかはまだはっきりしていませんでしたが、ヒポクラテスはその時点で既に人間の脳は最も複雑で謎めいたものであると同時に、完璧な宇宙の創造物の一つであると分かっていました.。彼の時代には、ヒポクラテスと彼の同時代の人々は、私たちが脳について知るようになることすべてを想像することはできませんでした。一般的に神経画像処理および医学、生物学、心理学および神経科学における技術的進歩のおかげで、解剖学および機能に関して大きな謎を解読することが出来ました。しかし、脳について解決すべき未知の点や疑問がまだたくさんあります。。

脳の部分

すべての脊椎動物は脳を持っていますが、その大きさ、形、そして特定の特性は種によって大きく異なります。上記では人間の脳が示されていて、主に次の部分で構成されています:

• 脳皮質および皮質下（大脳皮質の下に隠れている）によって形成されています。皮質構造または大脳皮質は異なる領域に分けられます：前頭葉（A）、頭頂葉（C）、帯状皮質（C）、後頭葉（D）、側頭葉および島皮質（これら二つは画像では隠れています）。さらに、これらの脳葉は半分に分かれ、右と左の2つの半球になっています。皮質下構造とは、2つの半球をつなぐ脳梁（１）、視床（2）、大脳基底核、扁桃体、海馬および乳頭体（6）のように大脳皮質の下にあるものを指します。脳は、感覚器官によって受け取られたすべての情報を統合し、反応を組み立てることを担います。運動、感情機能、そしてすべての優れた認知機能を制御：推論、感情表現、記憶（Squire、1992）、学習...
• 小脳 (10):脳の二番目に大きい器官です。主に姿勢や動きの制御にも関わっていますが、いくつかの認知機能も果たしています。.< /li>
• 海馬 (4), 松果腺または視床下部 (5)と松果腺 (11):　 視床下部は松果腺そしてホルモンの放出を介して松果腺と通信し、内臓機能の調節、体温の調節や食事、性的反応、快楽の追求、攻撃的反応のような基本的な行動を調節します... 松果腺は、睡眠/覚醒サイクルの調節に関与するメラトニンのホルモンの放出を同期させるのに重要な役割を果たしており、視交叉と協調しています（3）< /li>
• 脳幹:脊髄の上端から始まります（9）。それは延髄（8）、橋または突起橋（7）および中脳によって形成されています。体幹または脳幹は、血圧や心拍などの自動機能、辺縁系の動き、消化や排尿などの内臓機能を制御します。

人間の脳の特徴

人間の脳の重さはどれくらいでしょう?どのくらいの大きさでしょうか？どのくらい神経があるのでしょうか？

• 人間の脳では、大脳皮質は最も進化した複雑なものの一つです。それは他の種よりサイズが大きいだけでなく、それ自体より沢山折り畳み、畳み込み（脳皮質を折りたたんでいく指標として知られている）、より独特のしわのある外観を与える畳み込みと溝を形成しています。< /li>
• 人間の脳は、重さがおおよそ1.4〜1.5キロで、女性では約1130ｃｍ³男性では約1260ｃｍ³です。< /li>
• 脳（そして脊髄）は髄膜と呼ばれる膜で覆われていて、頭蓋骨に対する打撃から守ります。< /li>
• より脳を守るのに、脳は脳脊髄液に「浮かんでいます」。< /li>
• 人間の脳は、1000億以上の神経細胞、主にグリア細胞と神経細胞で構成されていると推定されています。

神経それらは、細胞内として細胞間レベルでの情報の受信、処理および送信に特化した細胞です。それらは活動電位と呼ばれる電気化学信号（神経インパルス）を通して行います。構造的に、神経は体の他の細胞と同じ細胞質要素と同じ遺伝情報を持っています。それにしても、それらは非常に特別な特徴を持つ細胞です。神経は3つの部分から構成されています:< ul>

グリア細胞SNC最も豊富な細胞です。成人の脳で分裂する能力があり、（神経新生）それらの存在は、適切な脳機能に必要です。それらはニューロンの主要な構造的な支持を構成します：より良いシナプス伝達のためにミエリンで軸索を覆い、細胞の栄養寄与に役割を果たし、再生と神経修復のメカニズム、免疫のメカニズム、血液脳関門の維持に携わります。すでに述べたように、中枢神経系には、アストロサイト、オリゴデンドロサイト、ミクログリアなどのいくつかの種類のグリア細胞があります。末梢神経系にはシュワン細胞、衛星細胞、マクロファージがあります。

脳がどのように機能しますか？

脳は、電気化学インパルスによる神経（または他のレセプタ－もしくはエフェクター細胞）間の情報伝達のおかげで機能します。この情報伝達はシナプスの間で発生します。シナプスにおいて、神経と細胞が接触し、化学伝達と電気インパルスによって、他の細胞の興奮または抑制作用を担う神経伝達物質を交換します。軸索の終末ボタンを通して、最初の神経は、樹状突起、神経細胞体又は2個目の神経の別の軸索との通信を確立します。

神経を通じたこの情報伝達はすべてミリ秒単位で行われます。私達が世界を適切に知覚、理解、そして反応させることが出来る何百ものつながりが同時にそして協調的に発生します。私たちは、数千の「入力」（または情報入力）を受け取り、数千の「出力」（または情報送信）をほんの数秒で生成します。これらすべてのプロセスが起こる速度が非常に速いにもかかわらず、神経はそれらを高精度で実行します。

人間の脳の発達

脳はどのように発達しますか？脳とは何かをよく理解するためには、脳がどのように形成されているのかを知ることが重要です。人間の脳の発達は、胚形成期で始まり、青年期で終わります。受胎後わずか4週間で、神経管が形成され始めます。ここから脳と脊髄が形成されるので、この神経管は一般に脳と神経系の発達に重要です。そこから、急テンポでプロセスが始まり、脳の形成と発達につながる増殖、遊走、細胞分化のプロセスが起こります。神経は神経管の脳室で生成され、その後、脳内の目的領域に移動します。この後、脳神経は脳内で果たす機能に応じ、分化および特殊化します。

出生前段階で、1分あたり最大25万の脳細胞に達することができると推定されます。実際には、出生時には、赤ちゃんの脳にはすでに必要となるすべての神経細胞が含まれています。しかし、これらの神経細胞はまだ適切には接続されていません。生まれて最初の2年の間に、私たちの神経細胞は私たちのDNAが信号を送る要因に従って接続を確立し始めます。しかし、周囲との相互作用は、すでに確立されている接続の存続、および新しい接続の作成において決定的になります。ミエリン形成の過程（神経線維が情報伝達を促進する脂肪の絶縁層で覆われている過程）は、形成をより早くするのを助け、そして脳のサイズの拡大を担います。脳の発達は、私たちが見ている年齢層によって異なります:

0-12 ヶ月:一般的に言えば、新生児は発達した脊髄と脳幹しか持っていないと言えます。そのため、反射刺激や睡眠、食べる、泣くなどの基本的な生存機能にしか反応しません。環境に関連するにつれて、新しい接続を確立し、そして視線を向けること、より複雑な動きをすること、子音を繰り返すこと、言語を理解することなどを素早く学びます。

3歳頃:　脳はすでに大人のサイズのほぼ80％近くを占めています。大脳辺縁系と大脳皮質はすでにかなり発達しています。これにより、子供たちは感情を表現し認識し、遊び、数え、話し始めることができます。この時まで、脳の可塑性は最大でした。大脳皮質のある領域が損傷を受けた場合、別の領域がおそらくその機能を引き受けることができました。（まだ全部が特殊化されていないため）。

脳は青春期を過ぎるまで成長が終わりません：成熟に時間がかかる脳の領域は前頭葉に位置する前頭前皮質です。皮質のこの部分は、行動の制御、推論、問題解決などに密接に関係しています。

しかし、脳の成熟は青年期で終わりますが、神経新生（新しい神経の生成）は脳の特定の領域で発生し続けます。さらに、小児期よりも程度は低いものの、脳の可塑性は維持されており、神経結合の訓練および強化を通じて新しい脳の結合が依然として確立されます。これが脳の可塑性の基礎です。

脳のトレーニングが可能ですか？CogniFitがどの様に役立つか

脳の可塑性、そして新しい結合を確立し、古い結合を強化する私たちの脳の能力のおかげで、私たちは私たちの認知能力を向上させることができます。

参照

　

M. コルベッタ、GL シュルマン (2002)　 脳における目標指向および刺激主導の注意の制御 Nat Rev 神経科学, 3 (3),201-215

ミラー, E. K. (2000). 前頭前皮質と認知制御 Nat Rev神経科学, 1 (1), 59-65.

ミラー, E. K.とコーエン,J. D. 前頭前皮質機能の統合理論 Annu Rev , 神経科学, 24, 167-202

スクワイア, L.R. (1992) 記憶と海馬：ラット、サルおよびヒトの所見からの統合 心理学 Rev, 99, pp.195-231