脳機能の側方化

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今回は脳機能の側方化 The lateralization of brain function の英語版Wikipediaの翻訳をします。翻訳のプロではありませんので、誤訳などがあるかもしれませんが、大目に見てください。

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脳機能の側方化
側方化された機能
臨床的意義
社会と文化
歴史
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最後に

Lateralization of brain function - Wikipedia

脳機能の側方化とは、一部の神経機能や認知プロセスが脳の片側に特化する傾向のことである。人間の脳は、大脳縦裂により2つの異なる大脳半球に分けられ、脳梁で連結されている。2つの大脳半球のマクロ構造はほとんど同じように見えるが、神経ネットワークの構成が異なるため、それぞれの半球で異なる特殊な機能が実現されている。

脳の構造の左右差は、健康な患者に見られる一般的な傾向に基づいていますが、それぞれの一般論には多くの反例がある。人間の脳はそれぞれ異なる発達をしているため、個人個人で固有の側方化が生じる。これは特殊化とは異なり、側方化は1つの構造の機能が2つの半球の間で分かれていることを意味する。特殊化は人類学的な歴史があるため、傾向として観察するのがはるかに容易である。

確立された側方化の最も良い例は、ブローカ領域とウェルニッケ領域であり、どちらもしばしば左半球にのみ見られる。意味、抑揚、アクセント、韻律などの機能の側性化は、その後疑問視され、大部分は両半球に神経基盤があることが判明している。もう一つの例は、脳の各半球が体の片側を表す傾向があることです。小脳では同じ体の側を表すが、前脳では主に対側を表す。

側方化された機能

言語

文法、語彙、文字通りの意味などの言語機能は、特に右利きの人の場合、典型的には左半球に側在化している。右利きの人の90％は言語生成が左に偏るが、左利きの人の約50％はより両側に偏り、さらに右に偏る。

発話に関連するブローカ野と言語理解に関連するウェルニッケ野は、右利きでは約95％、左利きでは約70％が左大脳半球に位置している。複数の言語を話す人は、それぞれの言語に別々の言語野を持っている。

感覚処理

基本的な感覚情報の処理は、体の左右や体の周りの空間に分けられて、側方化する。

視覚では、両眼の視神経のニューロンの約半分が交差して反対側の半球に投射され、約半分は交差せずに同じ側の半球に投射される。つまり、左側の視野の大部分は右半球の視覚野で処理され、右側の視野はその逆となる。

聴覚では、片方の耳から出た聴神経のニューロンの約90％が交差して反対側の半球の聴覚野に投射される。

触覚では、皮膚からのニューロンのほとんどが交差して、反対側の半球の体性感覚皮質に投射する。

このように、体の左右とそれを取り巻く空間が機能的に分断されているため、感覚皮質での情報処理は基本的に同じです。つまり、視覚刺激や聴覚刺激の処理、空間操作、顔の認識、芸術的能力などは両側で表現される。数値の推定、比較、オンライン計算などは両側の頭頂領域に依存し、正確な計算や事実の検索は、言語処理との関連からか、左頭頂領域と関連している。

価値観

例えば、右脳の描画能力が低下すると、患者は対象物の部分を全く支離滅裂な関係で描くようになり、左脳の損傷が言語障害に見られると、患者は話の中のイントネーションの重要性を理解する能力が損なわれる。このことから、イギリスの精神科医イアン・マクギリストは、左半球は倫理のような複雑な問題を規則や尺度に還元する傾向があり、右半球は全体的で隠喩的な傾向があるというように、2つの半球が異なる価値観を持っていると考えている。

臨床的意義

うつ病は、「否定的な感情、悲観的な思考、非建設的な思考様式の処理」や「警戒、覚醒、自己反省」に選択的に関与している証拠がある右半球の亢進と関連しており、「楽しい経験の処理に特異的に関与」し、「意思決定プロセスに比較的多く関与」している左半球の相対的な低活動と関連しているとされる。さらに、「左半球の病変では、省略的な反応の偏りやエラーパターンが見られるのに対し、右半球の病変では、従順的な反応の偏りやエラーパターンが見られる」。妄想性誤認症候群、重複性記憶錯誤、カプグラ錯覚も右半球の病変の結果であることが多い。

半球の損傷

右半球または左半球のいずれかに損傷を受け、その結果生じる障害は、損傷を受けた領域の機能についての洞察を提供する。左半球の損傷は、言語の生成と知覚に多くの影響を及ぼす。右半球の損傷や病変は、会話の際に感情的な韻律やイントネーションの欠如をもたらす。また、右半球の損傷は、談話の理解にも重大な影響を及ぼす。右半球に損傷を受けた人は、推論を行う能力、主要な概念を理解し作り出す能力、代替的な意味を管理する能力が低下する。さらに、右半球が損傷している人は、しばしば、唐突で場当たり的、あるいは冗長で過剰な談話をする。また、順番を守ったり、話題を維持したり、知識を共有したりする場面で、実用的な障害を持つことがある。

脳の側方の損傷は、視覚的な空間分解能にも影響を与える。左脳に障害がある人は、画像の高解像度、つまり詳細な部分の知覚が損なわれることがある。右脳に障害がある人は、画像の低解像度、つまり全体像を認識する能力が低下することがある。

可塑性

脳の特定の領域、または半球全体が損傷または破壊された場合、その機能は、損傷した領域と患者の年齢に応じて、同じ半球の隣接する領域または他の半球の対応する領域によって引き継がれることがある。また、ある領域から別の領域への経路が障害された場合、非効率であっても代替的な（間接的な）接続が発達して、離れた領域と情報を伝達することがある。

ブローカ失語症

ブローカ失語症は、表出性失語症の一種であり、左下前頭半球に最も多く存在する脳のブローカ領域の損傷や病変によって生じる失語症であることから、この名前が付けられた。このように、ブローカ領域が機能しないことで発症する失語症は、表現力のある非流暢な失語症である。非流暢性と呼ばれるのは、ブローカ野が言語の発音と生成に重要な役割を果たしているために生じる問題である。この領域は、音声生成や思考を言葉にする際のいくつかの運動面を制御しており、そのため、この領域に病変があると、特定の非流暢性失語が生じる。

ウェルニッケ失語症

ウェルニッケ失語症は、シルヴィウス溝の上の左半球にある脳の領域の損傷によって起こる。この領域が損傷すると、主に言語理解の障害が生じる。通常のメロディックなイントネーションで流暢に話すことはできるが、ウェルニッケ失語症の人が発する言葉は、意味上の誤りが多く、聞き手には無意味に聞こえることがある。ウェルニッケ失語症の特徴は、音素性錯誤、新造語、ジャーゴンなどである。また、ウェルニッケ失語症の人の特徴として、自分が犯しているミスに無頓着であることが挙げられる。

社会と文化

応用の間違い

テレンス・ハインズは、脳の側方化に関する研究は、研究プログラムとしては有効であるが、商業的な宣伝者は、研究の意味合いから大きく外れた対象や製品の宣伝に適用していると述べている。例えば、眼球運動による脱感作および再処理法（EMDR）や神経言語学的プログラミングなどの心理学的介入、脳トレ機器、マネジメントトレーニングなどは、研究の意味合いとは無関係であるとしている。

性差

19世紀から20世紀にかけて、脳の両側はそれぞれ特定の性別と関連していると考えられていた。左脳は男性性、右脳は女性性に対応しており、それぞれが独立して機能すると考えられていた。右脳は、女性、野蛮人、子供、犯罪者、精神異常者などに多く見られ、劣っていると考えられていた。ロバート・ルイス・スティーヴンソンの『ジキル博士とハイド氏の奇妙な冒険』は、その典型的な例である。

進化上の利点

多くの脊椎動物が広く側方化していることから、それぞれの半球が特殊化することによる進化上の利点が示唆されている。

歴史

ブローカ

脳の機能が左右に分かれることを最初に示したのは、1861年にフランスの医師ピエール・ポール・ブローカが行った研究だった。ブローカは、「タン」というあだ名のついた男性患者の研究を行った。彼は言語障害（失語症）を患っていたが、「タン」は彼が発声できる数少ない言葉の一つであり、それが彼のあだ名の由来となった。タンの解剖で、ブローカはタンの左大脳半球に梅毒の病変があることを突き止めた。この左前頭葉の脳領域（ブローカ領域）は、音声生成の重要な領域である。ブローカ野の損傷による運動面での発話障害は、表出性失語症として知られている。このタイプの失語症の臨床評価では、患者さんは音声を作り出すことが困難である。

ウェルニッケ

ドイツの医師カール・ウェルニッケは、ブローカの研究の流れを汲み、表出性失語症とは異なる言語障害を研究した。ウェルニッケは、すべての障害が発話ではなく、言語的な障害もあることに注目した。ウェルニッケは、左後上側頭回（ウェルニッケ野）の損傷により、発話障害ではなく言語理解障害が起こることを発見し、受容性失語症と呼ばれる症候群を作り出した。

イメージング

半球の特殊性に関するこれらの代表的な研究は、患者や死後の脳を使って行われたため、病理が研究結果に影響を与える可能性があるという疑問があった。しかし、新しい方法によって、健康な被験者の大脳半球を生体内で比較することが可能になった。特に、磁気共鳴画像法（MRI）とポジトロン断層撮影法（PET）は、空間分解能が高く、皮質下の脳構造を画像化できるため、重要である。

運動と感覚

1940年代、神経外科医のワイルダー・ペンフィールドと同僚の神経内科医ハーバート・ジャスパーは、てんかん治療のための手術による副作用を軽減するために、脳のマッピング技術を開発した。脳の運動野と体性感覚野を小さな電流で刺激し、脳の各領域を活性化させた。その結果、片方の脳の運動野を刺激すると、反対側の体の筋肉が収縮することがわかりました。さらに、運動野と感覚野の機能マップは人によってかなり一致しており、ペンフィールドとジャスパーの有名な運動野と感覚野のホムンクルスの絵はその結果である。

1960年代にマイケル・ガザニガとロジャー・ウォルコット・スペリーが行った分割脳患者の研究により、機能的側性についての理解がさらに深まった。分脳患者とは、（通常は重度のてんかんの治療として）脳梁の大部分を切断する脳梁切除術を受けた患者のことである。脳梁は、脳の2つの半球をつなぎ、コミュニケーションを可能にしている。この連結部が切断されると、2つの半球の脳はお互いにコミュニケーションをとる能力が低下する。これにより、ガザニガとスペリーは、様々な認知や知覚のプロセスにおける各半球の貢献度を研究することができ、多くの興味深い行動現象を引き起こした。彼らの主な発見の一つは、右半球は初歩的な言語処理が可能であるが、多くの場合、語彙や文法の能力を持たないということであった。エラン・ザイデルもそのような患者を研究し、右半球が少なくとも何らかの構文能力を持っているという証拠を見つけた。

言語は主に左半球に集中している。左半球は言語に最適であることが証明されているが、右半球には皮肉などの感情を伴う能力があり、話すときに文章の韻律を表現することができる。シェパードとヒリスによると、「右半球は、皮肉を知覚し（Davis et al., 2016）、比喩、推論、ユーモアを理解するために必要な文脈を統合するだけでなく、感情を伝えるピッチ、リズム、レート、ラウドネスの変化を認識し、感情的な韻律を表現するのに重要である」という。ガザニガが行った実験の1つに、分割脳の男性患者がコンピューター画面の前に座り、画面の左右に文字や画像を提示して、視覚刺激が右または左の視野、つまりそれぞれ左脳または右脳に入るようにしたものがある。左視野（右脳）に画像を提示すると、患者は何も見えないと訴えることが観察された。また、手で触って物を探すことができれば、見たものを言葉にすることができなくても、正確に物を選ぶことができた。

最後に

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