なんちゃって生理学講座

 生理学の専門的内容を噛み砕いたものをまとめてみました(まだ途中です)。セミナーでお話しする原稿のようなものですが、脳のメカニズムを知れば、認知症の理解も進むと思います。認知症者が狂人でも精神異常でもなく、一時的に(長いですが)脳の機能が衰えた「障害者」だということに気づいていただければ幸いです。成長すれば衰えもする、当たり前の変化で、幼子のような状態なのだと気づけば、優しく接する事ができるのではないかと思うのです。では、どうぞ。


脳の成長と認知症

脳の成長と衰え

 人の脳は三、四歳で80%が、十歳くらいで約90%が出来上がります。人の脳には細胞が全体で千億個から二千億個あると言われ、その中で大脳皮質の神経細胞は約100億個から180億個あるそうです。実際には数えることはできないので、あくまでも推測値です。これらの神経細胞には、思考と経験を繰り返した結果が情報として書き込まれ、読み出しと書き込みを繰り返す事で、その情報の読み出し速度は高速化されます。また、わずかな共通点のつながりを強化する事で連想力は広がり、一般的に「頭の回転の速い」状態を作り出せるようになります。

 では、十歳までの状態はどうなのでしょうか?小学一・二年生頃の脳はまだ発育途上ですから、この時期の知的刺激(身体運動も含む)は脳の発育に大きな影響を与えます。言い換えれば、この時期の子供の脳は大人ほど注意力、記憶力、推論、視空間能力、言語能力が発達していない時期、だということなのです。

 最近よく聞く「児童虐待」の理由に「子供が言う事を聞かないから」「躾のために」と耳にしますが、子供の脳の成長時期とこの「児童虐待の動機」を照らし合わせると、全く無茶で無謀な行為である事がわかります。

 自分と母親プラス家族を軸とした世界観の中で、自分の欲することを求め続ける時期に、他者のことや将来予測や我慢をせよと言ってもなかなか意識できません。強く押し付ければトラウマとなります。小学生になり集団生活を経験しながら、他者との関わり方を身につけますが、同世代への意識がまずあって、年長者への意識は次段階です。大人の理屈<教師の言葉<同世代の視線が優先順位が高いのです。理由は、一番多く長く同じ空気を吸っている身体距離の近い同世代の子供たちとの社会が子供たちにとり最も重要な世界だからです。

 さて、認知症者の脳は成長途中の幼い子供の脳の状態にあると考えましょう。ついさっき言われた注意を忘れ、自分の気になることは繰り返し、将来予測ができず、時間管理ができない。使ったものをもとの場所に収納することが苦手で、出しっ放しにしてしまい、片付けが苦手。似てるでしょう、幼い子供と。



アタマがいいとはどういうことか

 脳とは、難しい話を省略して言ってしまえば、どうすれば生命を維持し子孫を残せるか、そのために外部からの入力にどう出力するかの最適解を準備するために、情報を保存し、書き換えし、全身に指令を送る部位だと定義できます。

 一時的に記憶された情報は、書き込みと再生を繰り返すうちに、神経細胞同士のつながりが強くなり、知識として長期記憶に刻まれていきます。そこに至るまで、記憶は短期記憶として前頭前野の大脳皮質に保存されます。その短期記憶はワーキングメモリーと呼ばれ、これがアタマの良さの鍵を握っているのです。

 このワーキングメモリーへの書き込みと書き換えを繰り返し行うことで記憶は知識として定着し蓄積されます。子供の頃の通学路や近所の遊び場の記憶は今でもすぐに蘇るのではないでしょうか。こうして、できるだけたくさんの情報を記憶し、必要な時にできるだけ速く取り出せることが、脳の機能として理想的な状態、アタマがいいと言えるのです。また、脳の機能は単に知的活動に留まりません。筋肉の動きなどの運動性能も司りますので、プロのアスリートも脳の機能は高いのです。野球のイチロー選手もサッカーの本田選手も、瞬時の判断で最適解を読み出して、筋肉運動に結びつける能力を持っている訳ですが、彼らは生まれた時から天才だった訳ではありません。人より多く練習して、最適解を脳に繰り返し刻み込み、何度も読み出して修正を加えた結果です。天才とは人より多く努力することを厭わない人のことを呼ぶのでしょう。

 そう考えれば、知識でも運動でも芸術でも多種多様な刺激を大量に入力すれば、脳はどんどん性能を高めて、アタマはよくなります。脳の神経細胞が幾重にも結びつきを持ち、リーチタイムが短くなっています。その結果の出力は精度も品質も高いものになるのです。その際に働くのが前頭前野にあるワーキングメモリー(8野、46野)です。


ジョギングでアタマが良くなる

脳の研究で有名な久保田競先生(京都大学名誉教授 大脳連合野研究の第一人者、大脳生理学の世界的権威)がこう仰ってます。
 ウォーキングマシンで時速3km(軽いウォーキング)、5km(早歩き)、9km(ジョギング)で一週間毎日続けて運動した人の脳を調べると、3kmでは運動野の4野が働き5kmでは4野と前運動野の6野が働くことがわかりました。4野と6野は運動を司る部位なので働くのは当たり前なのですが、注目すべきは9kmの速さでジョギングした時です。この場合、前頭前野の46野あたりが働き始めます。ここは、前述のワーキングメモリーにあたる領域で、短期記憶をキープしたり情報分析したり、計画を立てる時に使います。この領域が働くということは、頭の回転が早くなるということです。

 この実験から、ゆっくり歩くよりも軽く走った方が脳を鍛える効果があるということがわかります。さらに、効率よく脳を鍛えるには頭を使いながら運動することが効果的だとわかりました。ジョギングする時も考え事や簡単なテストをしながら走ると前頭前野の10野が働きます。10野は人間に特有の部位で計画的に物事を進めたり、創造性を発揮する領域なのです。

 さて、久保田先生の実験から見えてくるものは何でしょうか。人の脳は環境の変化に対応するために五感のインプットをいち早く脳内記憶と参照し、最適解を引き出そうとします。環境変化が早いと、最適解をアウトプットするための時間も短くしなければならないため、脳は記憶の取り出しのために身構えます。その時前脳前野の10野が働くのでしょう。コンマ数秒後に起こるであろう変化にどう対応すべきかを判断するために、脳は複数の選択肢を用意し、瞬時にひとつを選ぶ。五感からインプットされる情報に対しどう反応すべきかを決断する時、脳は鮮やかな手品のように、ひろげられたカードの中から一枚を取り出し、残りのカードを元に戻してしまうのです。この瞬時の変化に対応する一枚のカードを選び出すため、脳は繰り返し手持ちのカードの中身を確かめるのです。

 逆に言えば、手持ちのカードを取り出すトレーニングが脳の活性化を促進するのです。自分の周囲に何が起こるかわからない、どんな変化が訪れるかわからないとき、私たちは注意深く観察します。周りを見渡し、耳をそばだてて、変化に対応しようと活動します。そのとき脳はよく働き、逆にじっと座ったままでぼんやりしていると、変化の予兆は感じられませんから、脳はリラックスしてしまい、神経伝達物質は放出されず、シナプスは低調なままなのです。

 更に、運動をするときには汗をしっかりかくことが大切です。汗をかくことで交感神経の働きを高め、脳の神経細胞をさらに効率よく増やすことができます。生物のなかで全身に汗腺があり、発汗機能が高いのはチンパンジーと人間だけなのです。普通の猿は、木陰で生活をする習性があるため、暑くてもジッとしていればしのぐことができました。そのため、汗を出す必要がなく、発汗機能があまり発達しませんでした。一方、チンパンジーは森のなかで常に動き回り、人間は草原を走って獲物を追いかけて生活してきたので、発汗機能が発達しました。特に人間は、汗を出しながら走ったことで脳が進化してきたため、今でも運動して汗を出すことで脳を刺激しているのです。

 当サイトで紹介しているソフトギムニク・エクササイズはジョギング等の運動ができない(車いす使用や戸外の運動が苦手)方のために考案したものです。全身を使って身体を動かし、大きな声を出し、脳を刺激するゲーム(逆唱など)を同時に行う事で、血行、発汗、ワーキングメモリー刺激を促す効果を狙っています。もちろん、健康な方が認知症予防に取り組んでいただいても十分に効果があると思われます。それぞれの動きは生理学の裏付けがあるものですから意欲的に取り組むことをお薦めいたします。


わからない事の不安

 認知症者は常に不安な状態にいます。自分を取り巻く多くのことが「わからない」「思い出せない」ために、今自分が「何をすればいいのか答えを出せない」「判断できない」と感じているのです。自分自身のことが「ぼんやり」して自信が持てないのに、外部の刺激は容赦なくやってきます。その刺激に「どう対処すればいいのかわからない」ため、「答えられない宿題を山盛り背負っている」気分です。

 アタマがいいとは、脳への書き込みと読み出しを繰り返すことでその速度が高まった状態だと言いましたが、認知症者は脳の神経細胞同士の結びつきが減少しているため、情報の読み出しがうまくできません。それは誰かの名前を思い出せない、だけではなくて、こんなときはこうする、と言った生活習慣の全てのシーンに現れてきます。野球選手が試合中に急に認知症になったら(そんなことはあり得ませんけどね)グラウンドに立ち尽くして、ボールが飛んで来ても受け取れません。チームメイトと相手チームの選手の見分けがつきません。応援の歓声を怖がります。声をかけてくるチームメイトを怖がり、攻守の入れ替わりの際もベンチに戻れず、試合終了後も家に帰れません。

 一見、奇異に思えますが、脳神経細胞の機能が弱っているだけです。ですから、「できない」ことを責めても意味が無い上に、本人をさらに傷つけてしまいます。先にお話しした幼い子供に教えるように優しく接してあげましょう。ただし、本人は自分を年配の大人だと思っています。子供をあやすような言葉遣いは反って気分を害することになりますから、大人として接しましょう。当然ですが礼儀正しい態度も必要です。


寄り道 心の無い時代には不安も無い

今から3300年前(紀元前1300年頃)の中国、殷の時代には漢字の原型である甲骨文字が使われていました。牛の骨や亀の甲羅に刻まれた文字です。そこには、羌族の人々(今も中国の四川省に少数民族(チャン族)として存在します)を動物と同じように狩りの対象として捕らえ、生け贄として殺していたと書かれています。それは数百年以上続いていたそうです。なぜ、羌族の人々は殷の人々にやすやすと捕われて殺され続けたのでしょうか。理由はわかりませんが、こんなことが考えられます。牛や馬は人間よりも力が強いですが、明日殺されて食べられると知って反乱することはありません。もしかすると羌族の人々は時間の観念が無くて、今日仲間が捕らえられても、明日自分が捕らえられるかもしれないと想像することができなかったのかもしれません。

 というのも、中国で心という漢字が生まれたのが紀元前1000年頃(周が誕生した頃)で、心のつく漢字が爆発的に誕生するのは更にその1000年後です。論語で有名な孔子が出現したのが紀元前500年頃ですから、それより更に500年も後なのです。

 何を言いたいのか? 

つまり、心の文字があまり無い時代は、人々は悩んだり悲しんだり不安になったりという心の変化が乏しい時代です。生きることも死ぬことも全ては神(自然)のなすがままと考えていて、悲しむことが無かったかもしれません。つまり、羌族の人々は脳の機能が未発達だったがために、動物のように狩りの対象として扱われても不安を感じていなかったのかもしれないのです。(参考:「あわいの力」安田登


脳を賢くさせる神経伝達物質

愛情ホルモン オキシトシン

 2014年4月にNHKで放送された「人体ミクロの大冒険」ではオキシトシンという神経伝達物質について、iPS細胞発見の山中伸弥教授が解説されていました。オキシトシンは、別名愛情ホルモンと呼ばれ、女性が赤ちゃんを出産した時に大量に血中に放出されますが、出産の時だけではありませんし、男性にもオキシトシンが働いています。

 米国のポール・ザック博士はオキシトシン細胞研究の中で興味深い報告をされました。結婚を間近に控えている男女にキスをしてもらいました。すると、キスの前後で血中オキシトシン濃度が大きく変化したのです。女性は213%増加、男性でも26%の増加です。

 また初対面同士の人でも同様で、ダンスやスポーツを行うと同じ結果が生まれるそうです。ダンスをした後の測定結果では平均で11%アップ、多い人で46%アップしていたのです。

 この報告では、初対面でもダンスやスポーツを多人数で行ことで脳内のオキシトシン(神経伝達物質)が平時よりも多く放出されたとのことですが、オキシトシン以外の神経伝達物質も放出されているはずです。ゲームが楽しければドーパミンが出ますし、クールダウンする時にはセロトニンが放出されます。このように他者との関わりの中で愛情や信頼、安心を感じることで脳内に神経伝達物質が放出されます。しかし、ひとりぼっちでぼんやりしているとこうはなりません。ですから、他者との関わりの中で楽しいことも多少嫌なことも感じて、脳内を活発にすることがとても大切なのです。この脳が活発な時間に更に「知的に」脳を刺激する(脳トレ)内容を組み合わせると、さらにアセチルコリンが放出されます。


幸せホルモン ドーパミン

久保田競先生はこんなことも仰ってます。「脳力をよくするには、おいしいものを食べましょう」。拍子抜けしそうな話ですが、これには当然理由があります。

 (少し難しいですが)おいしいものを食べると、快感や満足感、至福感を感じますが、この時、脳幹の中の腹側被蓋野(ふくそくひがいや、ventral tegmental area, VTA)と呼ばれる神経細胞が集まっている部分が刺激されます。刺激を受けた神経細胞(VTAニューロン)は末端で、神経伝達物質のドーパミンを分泌します。このドーパミンの分泌は、腹側被蓋野から神経細胞でつながっている前頭葉に達し、前頭葉の働きを高めてくれます。そして、前頭前野にあるワーキングメモリーや側座核(そくざかく、Nucleus accumbens, NAcc)の働きをよくするのです。

 同時に、ドーパミンは運動をつかさどる一次運動野(いちじうんどうや、Primary motor cortex)に伝わり、スピード力や筋力を高め、前運動野にも伝わり更に運動のスキルを向上させるという効果をもたらします。

 ただし、食べ方には注意が必要です。まず、空腹感を感じてから食べることです。間食はやめて三食を時間をおいて食べるようにしましょう。空腹感を感じないのにおいしいものを食べても、ドーパミン系のシステムは働きませんし、ジャンクフードやお菓子など栄養的に問題のあるものは避けるようにしましょう。

※とは言え、ドーパミンには側坐核を舞台として、生体にとって良い行動をプラス評価して学習・記憶させる作用がある一方で、前頭前野では不安を感じさせる作用を発揮することや、薬物依存症での病態の中心になることも知られています。単純に幸せホルモンと呼べるほど喜楽な物質ではありません。





フレンチパラドックスの行方

 高コレステロール、高脂肪の食生活を続けると心筋梗塞にかかりやすいが、喫煙率が高く、世界でも有数の動物性脂肪の消費国であるフランスには、心筋梗塞になる人が少ないという、いわゆるフレンチパラドックス。赤ワインに多く含まれているポリフェノールの一種レスベラトロールによる効果とされてきましたが、米ジョンズ・ホプキンズ大学医学部(ボルチモア)眼科学のRichard Semba教授らの研究で、レスベラトロール摂取で寿命が延びる訳ではなく、心疾患やがんのリスクは低減しないことが示されました。

Semba教授は「食事でレスベラトロールを摂取した群では死亡、がん、心疾患が減少する優位な差は、摂取しなかった群と比較しても現れなかった。結局、野菜中心のバランスの良い食事と定期的な運動が健康に資する。」と結論づけた。

この報告はレスベラトロールに着目した研究報告ですが、他のポリフェノール(抗酸化作用が高いと言われている)も結果は同様だろうと、私は思っています。一方で、フレンチパラドックスを読み解く鍵はこちらでしょう。

 私の仮説では、それはオキシトシンです。フランス国民は世界で一番回数多く(年間130回くらい)性行為をする国民だそうです。であれば、当然のことその行為に至るまでに手をつなぎ、抱きしめ、キスをする時間は多いはずです。愛し愛される時、肌ふれあう時間、信頼を寄せる時、血中オキシトシン濃度は高まります(前述の通り)。オキシトシンが大量に分泌されれば、他の神経伝達物質の脳内分泌が増加します。人が人らしく生活できて、癒し癒される時間が多ければ多いほど免疫力も向上しますので結果的に健康を維持することができると考えられます。