The Principles of Neural Science 4th-edition Chapter 1 The Brain and Behavior 東京工業大学 総合理工学研究科 知能システム専攻 中村清彦研究室 澤 繁実 sshi@brn.dis.titech.ac.jp http://www.brn.dis.titech.ac.jp/~sshi/ since Apl.2002 まず、原文よりも難解な日本語になっている ところが多々あり、日本人にも理解しがたいと 思いますが、お許しください。 1 1 The BrainandBehavior 脳と行動 The last frontier of the biological sciences-their ultimate challenge-is to understand the biological basis of consciousness and the mental processes by which we perceive,act,learn,andremember. 生物科学の究極の挑戦は、意識の生物学的本 質と、認知したり、行動したり、習ったり、覚 えたりすることの精神プロセスを理解すること だ。 In the last two decades a remarkable unity has emerged within biology. この 20 年間で、生物学としての顕著な一貫性 が出てきた。 The ability to sequence genes and infer the amino acid sequences for the proteins they encode has revealed unanticipated similarities between proteins in the nervous system and those encountered elsewhere inthebody. 遺伝子を並べたり、タンパク質を構成するア ミノ酸を予測したりする能力は、神経系中のタ ンパク質と身体の他の場所にあるタンパク質と の間に予期しない類似点があることを明らかに した。 As a result, it has become possible to establish a general plan for the function of cells, a plan that provides a common conceptual framework for all of cell biology, including cellular neurobiology. その結果、細胞神経生物学を含む細胞生物学 のすべてに共通の概念の枠組を供給する細胞機 能の一般的計画を確立することが可能になった。 The next and even more challenging step in this book, will be the unification of the study of behavior-the science of the mind-and neural science, the scienceof the brain. この本の次で、もっとさらに挑戦するステッ プは、行動に関する研究(心の科学)と神経科学 (脳の科学)の体系化になるだろう。 This last step will allow as to achieve a unified scientific approach to the study of behavior. この最後のステップは、行動に関する研究の 統合された科学的アプローチを達成させるでだ ろう。 Such a comprehensive approach depends on the view that all behavior is the result of brain function. このような包括的なアプローチは、全ての行 動は脳の機能による結果であるという見解によ るものである。 What we commonly call the mind is a set of operations carriedout bythebrain. 私たちが一般に心と呼ぶものは脳によって実 行された 1 セットのオペレーションだ。 The actions of the brain underlie not only relatively simple motor behaviorssuchaswalkingoreating, but all the complex cognitive actions that we believe are quintessentially human, such as thinking, speaking, and creatingworksofart. 脳内の活動は、歩行や食べることといった簡 単な動きだけではなく 、考えることや話すこと 、 創造するして芸術をたしなむなどの私たちが本 質的に人間であると感じる全ての複雑な認識の 基礎となる。 As a corollary, all the behavioral disorders that characterize psychiatric illness - disorders of affect (feeling) and cognition ( thought) - are disturbances of brain function. 推論として、精神病(感情や感覚、認知や考 え)などの行動の障害はすべて、脳機能の阻害 にある。 The task of neural science is to explain behavior in terms of the activities of thebrain. 神経の科学の役割は、脳の活動の観点から行 動について説明することだ。 How does the brain marshal its millions of individual nerve cells to produce behavior, and how are these cells influenced by the environment, which includes the actions of other people? いったいどのようにして脳は、その何百万も の個々の神経細胞をうまく行動させるように統 制しているのか? また、これらの細胞は、どの ように(他人の行動を含む)環境から影響を受 けているのか? The progress of neural science in explaining human behavior is a major theme of this book. 人間の行動を説明する神経の科学の進歩がこ の本の主なテーマである。 Like all science, neural science must continually confront certain fundamental questions. すべての科学分野と同じように、神経の科学 も次から次へと基本的な質問に直面するに違い ない。 Are particular mental processes localized to specific regions of the brain, or does the mind represent a -1- collective and emergent property of the whole brain? 特定の精神プロセスは脳の特定の部位でなさ れているのか、それとも、脳全体の集団的かつ 緊急の活動としてなされているのか。 If specific mental processes can be localized to discrete brain regions, what is the relationship between the anatomy and physiology of one region and its specific function in perception, thought, or movement? もし、特定の精神のプロセスが脳の別々の部 位へ局在しているとしたらば、解剖学と生理学 と、知覚、思考あるいは行動といった脳の特定 の機能との関係はいったい何か。 Are such relationships more likelyto be revealed by examining the region as a whole or by studying its individual nerve cells? そのような関係は、その地域全体を検査する ことにより、あるいはその個々の神経細胞の研 究により、より明らかにされるのか。 In this chapter we consider to what degree mental functions are located in specific regions of the brain and to what degree such local mental process can be understood in terms of the properties of specific nerve cells and their interconnections. このチャプターでは、精神機能がどの程度脳 の特定の部位に位置しているのか。と、局在す る精神プロセスは特定の神経細胞の特性とそれ らの相互作用という関連からどの程度理解でき るのか。について考えてみる。 To answer these questions, we look at how modern neural science approaches one of the most elaborate cognitive behaviors - language. これらの質問に答えるために、現代神経科学 が言語という最も精巧な認知に対し、どのよう なアプローチをするかを見ていく。 In doing so we necessarily focus on the cerebral cortex, the part of the brain concerned with the most evolved humanbehaviors. そうする際に 、私たちは、必然的に大脳皮質(最 も発展した人間の行動に関係のある脳の一部)に 注目せざるを得ない。 Here we see how the brainisorganized into regions or brain compartments, each made up of large groups of neurons, and how highly complex behaviors can be traced to specific regions of the brain and understood intermsofthefunctioning of groups of neurons. 脳は、それぞれが大きな神経グループである 様々な部位や区画どのように組織化されていく のか、そして、どのようにして非常に複雑な行 動は、脳の特定の部位までたどることができ、 神経グループの機能という観点から理解できる のか。 In the next chapter we consider how these neural circuits function at the cellular level, using a simple reflexbehavior toexamine the way sensory signals are transformedintomotoracts. 次のチャプターでは、知覚信号が運動行為に 変換される方法を検査するために簡単な反射行 動を使用して、これらの神経回路が細胞レベル でどのように機能するのか考える。 (1 ) Two Opposing Views Have Been Advanced on the Relationship BetweenBrain and Behavior ( 1 ) 二つの対極的な見方(局在論と全体論)が 脳と行動の関係を発展させた 私たちの現在の神経細胞や脳そして行動の見 方は、解剖学や生理学、発生学、薬理学、心理 学などの5つの実験的な伝統の収束により、2 0世紀を通して浮かび上がってきたものである。 18世紀の複合顕微鏡の発明以前は、神経組 織は腺のような機能であると考えられていた。 神経は液体を脳と脊髄によって体の末梢へ運ぶ と提案したギリシャの内科医 Galen のアイディ アのように。 顕微鏡は本当の神経細胞組織の 構造を明らかにした 。 神経組織は Camillo Golgi と Santiago Ramon y Cajal によって神経細胞の詳 細な記述が引き受けられる18世紀後半まで特 別な科学の題材になることはなかった。 Golgi は 銀 塩 を 用 い た 神 経 の 染 色 方 法 を 開 発 し、顕微鏡を使って完全なそれらの構造を明ら かにした。 彼は細胞体と二つの主要な投影をはっきりと 見た。それは、一方に枝のようにのびる樹状突 起とケーブルの様に長い軸策だった。 Golgi の方法を用いて、 Ramon はここの細胞を 染色することができた。それにより、神経組織 は、一続きのネットワークではなく分離した細 胞たちのネットワークであることがわかった。 この研究を進めていくうちに、 Ramon はいくつ かの主要構想と、個々の神経が神経システムの 基本的な情報伝達要素であるという神経の大原 則を発見するたくさんの証拠を得た。 ニューロンドクトリンの実験的な裏付けが、 1 9 2 0 年 代 に ア メ リ カ の 発 生 学 者 Ross Harrison に よ っ て な さ れ た 。 彼 は 神 経 細 胞 の 主 要な要素である樹状突起と軸策をほかの細胞と 隔離された細胞外において育成したのである。 Harrison は Raman の提案も確認した。その提案 は軸策の先端が軸策をほかの神経細胞か筋肉へ 導いていく成長円錐(growth cone )と呼ばれる 増殖をしているというものであった。 神経システムの生理学的臨床は、17世紀後 半、イタリアの生理学者と Luigi Galvani が、興 奮性筋肉と神経細胞が電気を出しているという ことを発見してからである。近代電気生理学は 1 9 世 紀 に 3 人 の ド イ ツ 生 理 学 者 Emil DuBois-Reumond,Johannes Muller,Hermann vonHelmholtz に よ っ て 世 に 送 り 出 さ れ た 。彼ら は、一つの神経細胞の電気的な活動が隣合う神 経細胞の活動に影響を与えることを予測可能な 方法で見ることができた。 薬理学は神経のシステムと動きの理解のうえ で19世紀末期に初めてであった。フランスの Claude Bernard、ドイツの Paul Ehrlich、イングラ ンドの John Langleyr らは、薬は細胞と勝手には 相互作用しないが、細胞膜内の典型的な位置に ある特定の受容体にはより効果があることを証 明した。この発見は神経細胞間の化学的基本通 信の重要な研究の基礎となった。 -2- 心理学の行動研究は古典ギリシャ哲学の西部 科学の始まりまでさかのぼる。近代行動研究、 (特に認知の分野における)の主な問題は、1 7世紀初頭に Rene Descartes や John Locke に よ っ て 再 編 集 さ れ た 。 1 9 世 紀 半 ば に は Charles Darwin は 、「種の進化の継続性」の発行によっ て人間の行動と行動モデルのように動物学の段 階を定義した。この新しいアプローチは動物行 動学(自然環境下における動物行動の研究)と 経験的心理学(制御状態における人間と動物の 行動学)に悪い影響を及ぼすこととなった。 実際、18世紀の終わりに、行動学において 生物的、心理学的コンセプトによる最初の試み がなされた。ドイツの物理学者兼神経分析医の Franz Joseph Gall は3つの斬新な新しいアイディ アを提案した。1つめは、すべての行動は脳か ら発出するということ。2つ目は、大脳の特定 の部位は特定の機能を制御しているということ。 大脳は一つの器官としては活動しておらず、そ れぞれの精神に対応する少なくとも35の器官 に分けることができる。寛大さ、秘密主義や熱 狂的宗教信仰のような人間の行動の代表的なも のは脳の中にそれぞれの部位が割り当てられた。 3つ目は、それぞれの精神機能の中心は使用す る こ と に よ っ て 成 長 す る と い う こ と 。( ト レ ー ニングによって筋肉が増えるのと同じように) それぞれの場所はもっとも発達した脳の部位を 指し示す頭蓋骨のこぶやふくらみのパターンを 形成するものへと投射できることにより示され る 。( Figure1-1) Figure1-1 19世紀の骨相学の理論によれば、闘争心や 霊感力、希望、良心といった複雑な思考は脳内 の特定の領域 によって制御されている。脳の分野の拡大は個 人の性格を決定することのできる頭蓋骨上の個 性的な 膨らみや溝が提供するものと考えられた。この 図は18世紀初頭に描かれ、頭蓋骨と大脳新皮 質の明らかな領域 の中で知的感情的な35の分野を表示したもの である。 脳の中をみるよりもむしろ、 Gall は性格を表 現するための個々の人格と脳のこぶに相関関係 によって解剖学の基礎を作り出そうとした。脳 の外側にあるこぶの分布に基づく彼の心理学は、 「骨相学」として有名になった。 1820年代後半には Gall のアイディアはフ ランスの心理学者 Pierre Flourens によって実験的 解析がなされ認められることとなった。規則正 しく実験動物の脳から Gall の示す機能的部分を 取り除くことによって Flourens は各行動を担当 する大脳の活動を隔離するという試みを行った。 これらの実験から、彼は「脳の特定の部位は特 定の行動に対してあまり関係がない」というこ とを結論づけた。しかし、脳全体、特に、大脳 半球前頭は全ての精神的活動に関係があること がわかった。大脳半球のどの部分でもその大脳 半球の全ての機能を形成することができた。し かしながら、大脳半球の特定の領域の損傷は全 ての高次な機能に等しく影響を与えた。 1 8 2 3 年 、「 全 て の 知 覚 と 全 て の 意 志 は 大 脳器官の同じ場所により支配されている。しか しながら、知覚、思考、自発などの機能は単に 基本的な機能の集まりによって構成されてい る 。」 と Flourens は 書 い て い る 。 後 に "aggregate-field view of the brain"と呼ばれるこの 確信の急速な認証は Flourens の実験のベースと なった。それは 人間の心は生物学的なものであ る。や、魂など存在しない。全ての精神的思考 は脳内の異なった部位内での活動をで表現でき るという簡単化主義者的考え方を代表した。 その連合野視観 "aggregate-field view of the brain" は19世紀中頃、イギリスの神経学者 J.Hughlings Jackson によって、当初真剣に検証さ れた。彼の「焦点てんかん」の研究において、 体の特定部分に始まる痙攣によって病気を特徴 づけていた。Jackson は大脳新皮質の異なった部 位を追跡できるような異なった動きや感覚の機 能を観察した。これらの研究はドイツの神経学 者 Karl Wernicke、イギリスの神経学者 Charles Sherrington、Ramon y Cajal らによって 、"cellular connectionism" と 呼 ば れ る 脳 機 能 の 見 解 と して後 に再発見される。この見解によれば、個々の神 経は脳の信号伝達の単位であり、それらは一般 的に機能的グループを形成し、他の神経細胞に 正確な形でつながっている。Wernicke の仕事は 、 特に異なった行動において、特別な神経接続で 相互につながる異なった脳の部位によって引き 起こされるということを示した。 "aggregate-field view of the brain"と "cellular connectionism" の 違 い は 脳 が ど の よ う に 言 語を提 供するのかということの分析によってもっとも よく説明することができる。 Before we consider the relevant clinical and anatomical studies concerned with the localization of language, let us briefly look at the overall structure of the brain. 言語の局地化に関係のある適切な臨床と解剖 の研究を考察する前に、脳の全面的な構造を簡 潔に見ていきましょう。 (The anatomical organizationof the nervous system is describedin detailinChapter17. ) (神経系の解剖の構成は、 Chapter17 に 詳 細 に 記述されます。) (2 ) The Brain Has DistinctFunctional Regions ( 2 ) 脳ははっきりと区別された機能的部位を持 つ。 The central nervous system is a bilateral and essentially symmetrical structure with seven main parts: the spinal cord, medulla oblongata,pons, cerebellum, midbrain, diencephalon, and the cerebral hemispheres ( Box1-1andFigures1-2and1-3) . 中枢神経系(The central nervous system)は基本 -3- 的に対称な構造を持つ 7 つの主要部位でなる。 : 脊髄( spinal cord)、延髄(medulla oblongata )、橋 ( pons ) 、 小 脳 ( cerebellum) 、 中 脳 ( midbrain) 、 間 脳 ( diencephalon) お よ び 大 脳 半 球 ( cerebral hemispher)( Box1-1andFigures1-2and1-3 ) Radiographic imaging techniques have made it possible to visualize these structures in living subjects. X 線写真技術は、生きているものの構造を視 覚化することを可能にした。 Through a variety of experimental methods, such images of the brain can be made while subjects are engagedin specific tasks, which then can be related to the activities of discrete regions of thebrain. 様々な実験方式によって、これらの脳画像は 被写体の活動を明らかにし、また、脳のそれぞ れの部位の活動の関係も明らかにした。 As a result, Gall's original idea that different regions are specialized for different functions is now accepted as one of the cornerstones of modern brain science. その結果、異なる部位は異なる機能に特化し ているという Gall の考えは、現代脳科学の基本 理念のうちの 1 つとして今も認められている。 One reason this conclusion eluded investigators for so many years lies in another organizational principle of the nervous system known as parallel distributed processing. この結論が長年の間、研究者に受け入れられ なかった 1 つの理由は、並列分散処理( PDP)と して知られている神経系の組織化原理にある。 As we shall see below, many sensory, motor, and cognitive functions are served by more than one neural pathway. 以下によると、多くの知覚、動き、そして認 知の機能は1つ以上の神経回路によってなされ ていた。 When one functional regionor pathway is damaged, others may be able to compensate partially for the loss, thereby obscuring the behavioral evidence for localization. 1 つの部位や経路が被害を受けた場合、他の 部位が部分的にその機能を補完できるかもしれ ない。それによって、脳機能の局所化の証拠が 不明瞭になっている。 Nevertheless, the neural pathways for certain higher functions have been precisely mappedinthebrain. しかしながら、人間らしい機能をなす神経回 路の活動は、脳の中でまさにその通りの場所に おいて毎回活動していることが映し出された。 (局在論の証拠として) Box 1-1TheCentralNervousSystem Box 1-1 中枢神経系 1. The spinal cord, the most caudal part of the central nervous system, receives and processes sensory information from the skin, joints, and muscles of the limbs and trunk and controls movement of the limbs and the trunk.It is subdivided into cervical, thoracic, lumbar, and sacral regions. The spinal cord continues rostrally as the brain stem, which consists of the medulla, pons, and midbrain ( see below). The brain stem receives sensory information from the skin and muscles of the head and provides the motor control for the muscles of the head. It also conveys information from the spinal cordto the brain and from the brain to the spinal cord, and regulates levels of arousal and awareness, through the reticularformation. The brain stem contains several collections of cell bodies, the cranial nerve nuclei. Some of these nuclei receive information from the skin and muscles of the head; others control motor output to muscles of the face, neck, and eyes. Still other are specialized for information from the special senses; hearing, balance, and taste. 1. 脊髄(spinal cord)(中枢神経系の最も尾部の 部分)皮膚や関節、四肢や胴体の筋肉から感覚 情報の受理および処理を行い、胴体や四肢の動 き を 制 御 す る 。 そ れ は 、 頚 髄 ( cervical) 、 胸 髄 ( thoracic)、腰髄(lumbar )と仙髄(sacral) へ 細 分 さ れる。脊髄( spinal cord )は吻側に脳幹( brain stem) ( そ れ は 延 髄 ( medulla ) 、 橋 ( pons ) お よ び 中 脳 ( midbrain) か ら 成 る ) に つ な が っ て い る 。 脳 幹 (brain stem)は、頭の皮膚や筋肉から知覚の情報 を得て、頭の筋肉に運動制御を供給する。さら に、それは脊髄(spinal cord)から脳まで、および 脳から脊髄( spinal cord)まで情報を伝えて、網様 体(reticular formation)によって、覚醒と意識のレ ベルを規制する。脳幹(brain stem)は、細胞体、 脳神経核(cranial nerve nuclei)のいくつかの集合 を含んでいる 。これらの核のうちのいくつかは 、 頭の皮膚および筋肉から情報を得え、他のもの は、顔、首および目の筋肉への運動出力を制御 している。なお、他のもの、聴覚、平衡感覚、 味覚といった重要な感覚からの情報に特化して いる。 2. The medulla oblongata, which lies directly above the spinal cord, includes several centers responsible for vital autonomic functions, such as digestion, breathing, and thecontrolof heartrate. 2. 延髄( medulla oblongata)(脊髄の上に直接位 置 す る ) は 、 消 化 ( digestion ) 、 呼 吸 ( breathing ) 、 心拍数の制御(control of hear rate)といった生命 の自律機能をなすいくつかの中枢を含んでいる。 3. The pons, which lies above the medulla, conveys information about movement from the cerebral hemisphere to the cerebellum. 3. 橋( pons)(それは延髄の上に位置する)は、 大脳半球から小脳に動きに関する情報を伝える。 4. The cerebellum lies behind the pons and is connected to the brain stem by several major fiber tracts called peduncles. The cerebellum modulates the force and range of movement and is involved in the learningof motor skills. 4. 小脳( cerebellum)は橋(pons )の背後にあり、 脚( peduncles)と呼ばれるいくつかの主な繊維束 (fiber tracts)によって脳幹( brain stem)に接続され る。小脳(cerebellum)は、移動の力および範囲を 調整し、運動能力の学習にも関係する。 -4- 5. The midbrain, which lies rostral to the pons, controls many sensory and motor functions, including eye movement and the coordination of visual and auditoryreflexes. 5. 中脳(midbrain)(それは橋(pons )の吻側にあ る)は、目の動きおよび視覚聴覚の反射の調整を 含む多くの知覚と運動機能を制御する。 6. The diencephalon lies rostral to the midbrain and contains two structures. One, the thalamus, processes most of the information reaching the cerebral cortex from the rest of the central nervous system. The other, the hypothalamus, regulatesautonomic, endocrine,and visceralfunction. 6. 間脳( diencephalon)は中脳( midbrain )の吻側 にあり、 2 つの構造を含んでいる。 1 つ目、視床 (thalamus )は、他の中枢神経系から大脳皮質に達 するほとんどの情報を処理するということ。も う 一 つ は 、 視 床 下 部 ( hypothalamus ) は 自 律 ( autonomic) 、 内 分 泌 腺 ( endocrine) 、 内 臓 の 機 能 (visceralfunction )を制御することだ。 7. The cerebral hemispheres consist of a heavily wrinkled outer layer - the cerebral cortex - and three deep-lying structures; the basal ganglia, the hippocampus, and the amygdaloid nuclei.The basal ganglia participate in regulating motor performance; the hippocampus is involved with aspects of memory storage; and the amygdaloid nuclei coordinate the autonomic and endocrine responses of emotional states. The cerebral cortex is divided into four lobes; frontal, parietal, temporal, and occipital ( Fgure 1-2B ). 7. 大脳半球(cerebral hemispheres )は、極度にし わ が 寄 ら れ た 外 部 の 層 ( 大 脳 皮 質 ( cerebral cortex))および、大脳基底核(basal ganglia) 、 海 馬(hippocampus )および扁桃核(amygdaloid nuclei) の 3 つの内部に位置する構造から成る。大脳基 底核( basal ganglia )は動き実行の規制に関与、海 馬( hippocampus )は、記憶装置としての一面に関 連し、また、扁桃核(amygdaloid nuclei )は、自律 と内分泌腺の反応、感情を調整する。大脳皮質 (cerebral cortex )は、前頭葉(frontal lobe )、頭頂葉 (parietal lobe )、側頭葉( temporal lobe )、後頭葉 (occipital lobe)の 4 つの葉に分割される。(Fgure 1-2B) The brain is also commonly divided into three broaderregions:thehindbrain ( the medulla, pons,and cerebellum) , midbrain, and forebrain ( diencephalon and cerebral hemispheres) . The hindbrain ( excluding the cerebellum) and midbrain comprise the brain stem. 脳は一般的に 3 つの部位にわけて考える。後 脳 ( hindbrain) ( 延 髄 、 橋 お よ び 小 脳 ) 、 中 脳 ( midbrain) お よ び 前 脳 ( forebrain) ( 間 脳 と 大 脳 半 球)である。後脳(小脳以外の)と中脳で脳幹を構 成する。 Figure 1-3 The main divisions are clearly visible when the brain is cut down the midline between the two hemispheres. Fibure 1-3 脳の 2 つの半球の間をばっさり切断 すると 、主要な区分がはっきり目に見えてくる 。 A. This schematic drawing shows the position of major structures of the brain in relation to external landmarks. Students of brain anatomy quickly learn to distinguish the major internal landmarks, such as the corpus callosum, a large bundle of nerve fibers that connects the leftandrighthemispheres. A. この図式は、脳外部主な部位に関しての脳 の主な構造の位置を表示する。 脳解剖学科の学 生は、左右の大脳半球に接続する大きな神経束 である脳梁( corpus callosum)などの主な脳内部目 立つ部位を識別することを早期に学ぶ。 B. The major brain divisions drawn in A are also evident here in a magnetic resonance image of a living human brain. B. さらに 、A の中で描かれた主な脳の部位は 、 生きている人間の脳の磁気共鳴画像(MRI )でも 明らかである。 (3 ) Cognitive Functions Are Localized Within the Cerebral Cortex (3 ) 認知の機能は大脳皮質内に局在化される The brain operations responsible for out cognitive abilities occur primarily in the cerebral cortex - the furrowed gray matter covering the cerebral hemispheres. 認知能力に関係する脳オペレーションは、主 に大脳半球を覆っている溝になった灰白質の大 脳皮質に生じる。 In eachofthebrain'stwo hemispheres the overlying cortex is divided into four anatomically distinct lobes; frontal, parietal, temporal, and occipital ( see Figure 1-2B) , originally named for the skull bones that encase them. それぞれの大脳半球を覆っている皮質は解剖 学 的 に 、 前 頭 ( frontal) 、 頭 頂 ( parietal ) 、 側 頭 ( temporal)、後頭(occipital )の4つの葉( lobe)に分 割される。( Figure 1-2B 参照)もともとこれらは 頭蓋骨のためにつけられた名前であった。 These lobes have specializedfunctions. これらの葉は各機能に特化している。 The frontal lobe is largely concerned with planning future action and with the control of movement; the parietal lobe with somatic sensation with forming a body image, and with relating one's body image with extrapersonal space; the occipital lobewithvision; the temporal lobe with hearing; and through its deep structures - the hippocampus and the amygdaloid nuclei - with aspects of learning, memory, and emotion. 前頭葉の大部分は、将来の行動の計画や動き の制御に関係し、頭頂葉は体制感覚やボディイ メージの形成、他人のボディイメージおよび空 間認識に関係し、後頭用は視覚に、側頭葉は聴 覚 、そして奥にある海馬および扁桃核を通して 、 学習、記憶、そして感情に関係している。 Each lobe has several characteristic deep infoldings -5- (a favored evolutionary strategy for packing in more cells in a limited space ) . それぞれの部分はいくつかの特徴的な深いし わ(限られた空間により多くの細胞を詰め込む進 化的戦略)を持っている。 The crests of these convolutions are called gyri, while the intervening grooves are called sulci or fissures. これらの大脳のしわの稜( crests)(てっぺん)は 脳回( gyri)と呼ばれ、一方、隔てている溝は sulci や fissures (大脳の溝)と呼ばれている。 The more prominent gyri and sulci are quite similar ineveryoneandhavespecific names. より顕著な脳回および溝は誰でも類似してい て、特定の名前がある。 For example, the central sulcus separates the precentral gyrus, which is concerned with motor function, from the postcentral gyrus, which is concerned withsensory function ( Figure 1-4A ) 例えば、中心溝( central sulcus )は、動きの機能 と関係がある中心前回(precentral gyrus )(運動野 (motot cortex))と感覚機能と関係のある中心後 回(postcentral gyrus )(体制感覚野(somatic sencory cortex))を分けている。( Figure 1-4A 参照) The organization of the cerebral cortex is characterized by twoimportantfeatures. 大脳皮質の構成は 2 つの重要な特徴によって 特徴づけられる。 First, each hemisphere is concerned primarily with sensory and motor processes on the contralateral (opposite ) side of the body. 第1に、各大脳半球は、身体の反対側の知覚 と動きのプロセスに関係がある。 Thus sensory information that arrives at the spinal cord from the left side of the body - from the left hand, say - crosses over to the right side of the nervous system ( either withinthe spinal cord or in the brainstem) on its waytothecerebral cortex. したがって、身体の左側(左手など)からの脊 髄(spinal cord)に到着する知覚情報は、脊髄内あ るいは脳幹内のいずれかでクロスし、右側の大 脳皮質(cerebral cortex)に届く。 Similarly, the motor areas in the right hemisphere exert control over the movements of the left half of the body. 同様に、右脳の運動野が体の左半分の動きを 制御している。 Second, although the hemispheres are similar in appearance, they are not completely symmetrical in structurenor equivalentinfunction. 第2に、半球は外観において類似してはいる が、構造において完全に対称ではないし、機能 においても等しくない。 To illustrate the role of the cerebral cortex in cognition, we will trace the development of our understanding of the neural basis of language, using it as an example of how we have progressed in localizing mentalfunctions inthebrain. 認知において大脳皮質の役割を検証すること は、言語に関する神経の理解や、どのように脳 機能の局在化がなされたのかの課程を追ってい くこことなる。 The neural basis of language is discussed more fully inChapter59. 言語の神経基盤はチャプター 59 でより詳しく ふれる。 Much of what we know about the localization of language comes form studies of aphasia, a language disorder found most often in patients who have suffered a stroke ( the occlusion or rupture of a blood vessel supplying blood to portion of the cerebral hemisphere ). 言語の局在化に関してわかっている多くのこ とは、失語症( aphasia)の研究によるもので、言 語障害(language disorder)は、脳卒中に苦しんだ 患者によく見られた 。:脳卒中( stroke)(大脳半球 へ血液を供給する血管が閉塞あるいは破裂する 病気) Many of the important discoveries in the study of aphasia occurred in rapid succession during the last half of the nineteenth century. 失語症に関する研究の重要な発見の多くは、19 世紀の最後の半分でなされた。 Taken together, these advances from one of the most exciting chapters in the study of human behavior,because they offered the first insight into the biological basis of a complex mentalfunction. 人間行動学の中で最も刺激的な分野であるこ れらの発見は、複雑な精神機能の生物学的見地 による最初の観察材料となった。 The French neurologistPierrePaul Broca was much influenced by Gall and by the idea that functions could be localized. フ ラ ン ス の 神 経 学 者 ブ ロ ー カ ( Pierre Paul Broca )は、 Gall やその局在論の影響を強く受け た。 But he extended Gall's thinking in an important way. しかし 、彼は 、Gall の考えをさらに拡張した。 He argued that phrenology, the attempt to localize the functions of the mind, should be based on examining damage to the brain produced by clinical lesions rather than by examining the distribution of bumps on the outside of the head. 頭の外部膨らみの分布を検討することでは なく、臨床において与えられた脳への損害を検 討することに、(心の機能局在を明らかにする試 みである)骨相学は基づくべきだと主張した。 Thus he wrote in 1861:"I had thought that if there were ever a phrenological science, it would be the phrenology of convolutions ( in the cortex), and not the phrenology of bumps ( onthehead )." したがって 、彼は 1861 年にこう記している。: 「もし、かつて骨相の科学があったとすれば、 それは脳回( convolutions)(脳のしわのこと)の科 学 で あ っ て 、 頭 蓋 骨 の 膨 ら み 科 学 で は な い 。」 と思った。 Based on t h i s insight Broca f o u n d e d -6- neuropsychology, a new science of mental processes that he was to distinguish from the phrenology of Gall. この洞察に基づいて 、Broca は神経心理学( Gall の骨相学との違いを明確にした心理プロセスの 新しい科学)を見つけ出した。 In 1861 Broca described a patient named Leborgne, who could understand language but could not speak. 1861 年に、 Broca は、 Leborgne という言葉を 理解することはできたがしゃべることのできな い患者について分析した。 The patient had none of the conventional motor deficits ( of the tongue, mouth , or vocal cords ) that would affect speech. その患者は 、発声に影響する動作部分(舌 、口、 声帯のいずれも)を持っていなかった。 In fact, he could utter isolated words, shistle, and sing a melody without difficulty. 実際、彼はとぎれとぎれ言葉を発することが でき、口笛を吹くことも、難しくないメロディ ーを歌うこともできた。 But he could not speak grammatically or create complete sentences, nor could he express ideas in writing. しかし、彼は文法通りにしゃべることや文章 を完全に作成することができなく、また考えを 書いて表現することもできなかった。 Postmortem examination of this patient's brain showed a lesion in the posterior region of the frontal lobe (now called Broca's area; Figure 1-4B ) . この患者の脳の検死により、前頭葉の後部が 損傷していることがわかった。(今ブローカ野と 呼ばれている部分; Figure 1-4B) Broca studied eight similar patients, all with lesions in this region, and in each case found that the lesion was locatedin theleft cerebral hemisphere. Broca は 8 人の同様の患者について研究した が、全てにおいてこの部位の損傷が確認され、 どのケースにおいても損傷は左大脳半球に確認 された。 This discovery led Broca to announce in 1864 one of the most famous principles of brainfunction;"Nous parlons avec l'hemisphere gauche!" ( "We speak with the left hemisphere!") . こ の 発 見 に よ り 、 Broca は 脳 科 学 の も っ と も 代表的な法則の一つである「私たちは左脳で話 す 。」を 1864 年に発表した。("Nous parlons avec l'hemispheregauche!") Broca's work stimulated a search for the cortical sites of other specific behavioral functions - a search soon rewarded. Broca の 発 見 は 、 他 の 特 定 の 機 能 の 制 御 す る 部位の捜索を激化させた。― そのうちの一つは すぐに報いられた。 In 1870 Bustav Fritsch and Eduard Hitzig galvanized the scientific community by showing that characteristic and discrete limb movements in dogs, such as extending a paw, can be produced by electrically stimulating a localized region of the precentral gyrus of the brain. 1870 年、 Bustav Fritsch および Eduard Hitzig が 、 中 心 前 回 ( precentral gyrus) ( 運 動 野 ( motot cortex))のある部位に電気的刺激することによ り、特徴的かつ断続的に犬の手足が動くことを 発見した。 These discrete regions were invariably located in the contralateralmotorcortex. これらの個別の地方は、常に左右の運動野に 位置した。 Thus, the right hand, the one most humans use for writing and skilled movements, is controlled by the left hemisphere, the same hemisphere that controls speech. これらの個別の地方は、常に左右の運動野に 位置した。したがって、ほとんどの人が筆記や 熟練した動きに用いる右手は左脳によって制御 されており、言語もまた左脳で制御されている 。 In most people, therefore, the left hemisphere is regarded as dominant. したがって、ほとんどの人々において、左脳 は支配的なもの(dominant)となされている。 The next step was taken in 1876 by Karl Wernicke. 次のステップは 1876 年 Karl Wernicke によっ てもたらされた。 At age 26 Wernicke published a now classic paper, "The Symptom - Complex of Aphasia:APsychological Studyon an AnatomicalBasis." 26 歳 の Wernicke 論 文 を 発 表 し た 。 "The Symptom - Complex of Aphasia:A Psychological Study on an Anatomical Basis."「徴候 -失語症の複 雑さ解剖学における心理学の研究」 : In it he described another type of aphasia, one involvinga failure tocomprehendlanguage rather than to speak (a receptive as opposed to an expressive malfunction) . その論文で彼は、話すことよりも言語を理解 することの方ができないという別のタイプの失 語症について記した。 Whereas Broca's patients could understand language but not speak, Wernicke's patient could speak but could not understand language. Broca の 患 者 は 言 語 を 理 解 す る す る が 話 せ な い、 Wernicke の患者は話すことはできたが、理 解はできない。 Moreover, the locus of this new type of aphasia was differentfromthat described byBroca:thecritical cortical lesion was located in the posterior part of the temporal lobe where it joins the parietal and occipital lobes ( Figure 1-4B) . さらに、この新しいタイプの失語症の脳内損 傷部位は Broca が説明した部位とは異なってい た。 :Wernicke 野(頭頂葉と後頭葉を連結する側 頭葉の後部に致命的な損傷が見られた。)(Figure 1-4B) -7- Figure 1-4 The major areas of the cerebral cortex are shown in this lateral view of the left hemisphere. Figure 1-4 大脳皮質の主なエリアは、左半球の この側面の図の中で示される。 A. Outlineof the left hemisphere. A. 左半球のアウトライン B. Areas involved in language. Wernicke's area processes the auditory input for language and is important to the understanding of speech. It lies near temprimary auditory cortex and the angular gyrus, which combines auditory input with information from other senses. Broca's area controls the production of intelligible speech. It lies near the region of the motor area that controls the mouth and tongue movements that form words. Wernicke's area communicates with Broca's area by a bidirectional pathway, part ofwhich is made up of the arcuate fasciculus. ( Adapted from Geschwind1979.) B. 言語に関わる領域。 Wernicke 野は、言語の ための聴覚入力を処理し、会話の理解にとって 重 要 で あ る 。 そ れ は 、 側 頭 聴 覚 野 ( temprimary auditory cortex)および感覚器からの情報で音入力 を統合する角回( angular gyrus ) の 近 く に 位 置 す る。 Broca 野 は 、 論 理 的 な ス ピ ー チ を 制 御 し て いる。それは、言葉を形成する口と舌の動きを 制御する運動野の近くに位置する。 Wernicke 野 は、アーチ形の繊維束( fasciculus ) か ら 成 る 双 方 向回路によってブローカ領とやり取りをする。 (1979 年、 Geschwind によって発見された。) On the basis of this discovery, and the work of Broca, Fritsch, and Hitzig, Wernicke formulated a theory of language that attempted to reconcile and extend the two theories of brainfunction holding sway at thattime. この発見と、 Broca 、 Fritsch、 Hitzig、 Wernicke らの活躍によって、脳機能に関する2つの理論 を拡張し、間を取り持とうという一つの言語理 論がまとめられた。 Phrenologists argued that the cortex was a mosaic of functionally specific areas, whereas the aggregate field school argued that mental functions were distributed homogeneously throughout the cerebral cortex. 骨相学者は、大脳皮質は機能的な特定のエリ アの寄せ集めであると主張したのに対し、総合 大学などでは、精神機能は大脳皮質の至る所に 均一に分布していると主張した。 Wernicke proposed that only the most basic mental functions, those concerned with simple perceptual and motor activities, are localized to single areas of the cortex. Wernicke は、知覚と行動に関するもっとも基 本的な精神機能だけは大脳皮質の一つの場所に 局在すると考えた。 More complex cognitive functions, he argued, result from interconnections between several functional sites. より複雑な認知機能は幾つかの部位による相 互作用の結果であると彼は主張した。 In placing the principle of localized function within a connectionist framework, Wernicke appreciatedthat different components of single behavior are processed in differentregionsofthebrain. 全体論提唱者の枠組み内に機能局在の原理を 置くにあたり、 Wernicke は、一つの行動におけ るそれぞれの構成要素は脳内の異なった部位で 処理されていることを認めた。 He was thus the first to advance the idea of distributed processing, now central to our understanding of brainfunction. このように彼は、現在となっては脳機能の骨 幹 と し て 理 解 さ れ て い る 分 散 処 理 ( distributed processing)のアイディアの先駆けであった。 Wernicke postulated that language involves separate motor and sensory programs, each governed by separatecortical regions. Wernicke は、言語は右脳左脳に制御されたそ れぞれの動作や知覚の問題に関与すると仮定し た。 He proposed thatthemotorprogram, whichgoverns the mouth movements for speech, is located inBroca's area, suitably situated in front of the motor area that controls the mouth, tongue, palate, and vocal cords (Figure1-4B ). 彼は、話すための口の動きの制御は、ブロー カ 野 に 局 在 す る と 提 案 し た 。: ブ ロ ー カ 野 (Broca's area )(運動野(motor area )の前方に位置 し、口、舌、口蓋(うわあご)および声帯を制御 する)(Figure 1-4B) And he assigned the sensory program, which governs word perception, to the temporal love area he discovered (now called Wernicke' area ) . また、彼は、側頭葉の彼が発見した部位を言 語認識に関する部位と定めた。(今は Wernicke 野と呼ばれている) This area is conveniently surrounded by the auditory cortex as well as by areascollectively known as association cortex, areas that integrate auditory, visual, and somatic sensation into complex perceptions. この領域は、聴覚皮質(auditory cortex)や連合 野として知られる集団的な領域に都合よく囲ま れている 。:連合野(associationcortex)聴覚 、視覚 、 体制感覚などの複雑な知覚を統合する領域 anyotrothic lateralsclerosis Thus Wernicke formulated the first coherent model for language organizationthat ( with modificationsand elaborations we shall soon learn about) is still of some usetoday. もって、 Wernicke は、今日まだ有用である最 初の一貫した言語機構のモデルを作り出した。 (私たちがすぐに学ぶこととなる改修などを伴い ながら) According to this model, the initial steps in the processing of spoken or written words by the brain occur in separate sensory areas of the cortex specialized for auditory or visual information. このモデルによれば、話すことや書くこと最 -8- 初の段階は、聴覚視覚情報に特化する左右の Wernicke 野で起こっている。 This information is then conveyed to a cortical association area specialized for both visual and auditoryinformation, the angular gyrus. その後、この情報は視覚聴覚に特化した大脳 皮質連合野に伝えられる。(角回(angular gyrus )) Here, according to Wernicke, spoken or written words are transformed into a common neural representation shared byboth speechandwriting. ここで、 Wernicke によれば、話したり書いた りした言葉は双方で共有される共通の神経表現 に変換される。 From the angular gyrus this representation is conveyedto Wernicke's area, where it is recognized as language and associated withmeaning. 角回(angular gyrus)からのこの表現が、意味と 言語を関連づける Wrnicke 野に運ばれる。 Without that association, the ability to comprehend language is lost. その機構なしでは、言語を理解する能力は成 り立たない。 The common neural representation is the relayed from Wernicke's to Broca's area, where it is transformed from a sensory ( auditory or visual ) representation into a motor representation that can potentiallyleadto spoken or writtenlanguage. 共通の神経表現は、 Wernicke 野から、視覚聴 覚表現から話したり書いたり、言語を外部に送 り出す運動表現へと変換される Broca 野へ中継 された。 When the last-stage transformation from sensory to motor representation cannot take place, the ability to express language ( either as spoken words or in writing ) is lost. 感覚から運動表現への変換の最終段階がなさ れないと、話すことについても、書くことにつ いても言語を表す能力は失われる。 Based on this premise, Wernicke correctly predicted the existence of a third type of aphasia, one that results form disconnection. この前提に基づいて、 Wernicke は、的確に第 3のタイプの失語症(aphasia )の存在を予言した。 (脳内の連絡遮断による失語症) Here the receptive and motor speech zones themselvesarespared but the neuronal fiber pathways that connect them are destroyed. 言語野それ自身が健全でも、そこへつながる 神経繊維の投射が破壊された場合である。 This conduction aphasia, as it is now called, is characterized by an incorrect use of words (paraphasia) . これは現在、導通失語症(conduction aphasia )と 呼ばれ、言葉の使い方が適切でなくなるという 特徴がある。(不全失語症(paraphasia)) Patients with conduction aphasia understand words that they hear and read and have no motor difficulties when they speak. 導通失語症(conduction aphasia)の患者は、彼ら が聞いたり呼んだりする言葉は理解できるし、 話す時において、何ら困難なことはない。 Yet they cannot speak coherently; they omit parts of words orsubstituteincorrect sounds. しかし、彼らは首尾一貫して話すことができ ず幾つかの言葉を省略してしまうか、あるいは ; 正しくない発音をしてしまう。 Painfully aware of their own errors, they are unable to putthemright. 自分の間違いを自分で痛いほどわかっている のに、それらを正しく直すことができない。 Inspired in part by Wernicke, a new school of cortical localization arose inGermany at the beginning of the twentieth century led by the anatomist KorbinianBrodmann. Wernicke に感化され 、局在論の新しい一派が 、 20 世紀初頭に解剖学者 Korbinian Brodmann に よ ってドイツで生まれた。 This school sought to distinguish different functional areas of the cortex based on variations in the structure of cells and in the characteristic arrengement of these cells intolayers. この一派は、細胞の構造や特徴的な細胞配置 の観点から大脳皮質に、明らかに機能の異なる 部位はないのか探した。 Using this cytoarchitectonic method, Brodmann distinguished 52 anatomically and functionally distinct areas in thehumancerebral cortex ( Figure 1-5) . こ の 細 胞 構 築 的 な ( cytoarchitectonic ) 方 法 を 用 いて、 Brodmann は、解剖学的かつ機能的に人間 の 大 脳 皮 質 を 52 の エ リ ア を 区 分 分 け し た 。 (Figure1-5 ) Thus, by the beginning of the twentieth century there was compelling biological evidence for many discrete areas in the cortex, some with specialized roles inbehavior. したがって、20 世紀の始めまでに、大脳皮質 の多くの部位に、行動との深い関係を認めざる を得ない生物学の証拠があった。 Yet during the first half of this century the aggregate-field view of the brain, not cellular connectionism, continued to dominate experimental thinkingand clinical practice. まだ、 20 世紀前半の間は、局在論ではなく全 体論視観が実験や臨床の現場において主流であ った。 This surprising state of affairs owed much to the arguments of several prominent neural scientists, among them the British neurologist Henry Head, the German neuropsychologist Kurt Goldstein, theRussian behavioral physiologist Ivan Pavlov, and the American psychologist Karl Lashley, all advocates of the aggregate-fieldview. この驚くべきことの状態は、著名な専門家た ちの論議を呼んだ。英国の神経学者 Henry Head、 ドイツの神経心理学者 Kurt Goldstein、ロシアの 行動生理学者 Ivan Pavlov、そしてアメリカの心 理学者 KarlLashley 、みんな全体論(aggregate-field -9- view)提唱者であった。 The most influential of this group was Lashley, who was deeply skeptical of the cytoarchitectonic approach tofunctional delineation of the cortex. このグループで最も影響力があったのは Lashley で 、 こ の 人 は 細 胞 構 築 的 な ( cytoarchitectonic ) ア プ ロ ー チ に よ る 大 脳 皮 質 の 機能的な描写に対して深く懐疑的だった。 "The 'ideal' architectonic map is nearly worthless," Lashley wrote. 「 'ideal' な脳機能分布地図はほとんど無益」と Lashley は書いている。 "The area subdivisions are in large part anatomically meaningless, and misleading as to the presumptive functional divisions of the cortex." Lashley's skepticism was reinforced byhisattempts,in the tradition of Flourens's work, to find a specific seat of learning by studying to effects of various brain lesions on the ability ofratstolearntorunamaze. 「その細別は、解剖学的に意味を持たず、大 脳皮質を推定で機能区分することは誤解を招 く 。」というように、 Lashley の懐疑心は、学習 に関する部位を見つけようとする Flourens の 試 みや、ラット(rats)が迷路を走ったり学習する能 力に関する脳の部位の研究によって、より強化 された。 But Lashley found that the severity of the learning defect seemedto depend on thesize of the lesions, not on their precise site. しかし、 Lashley は、学習欠陥の度合は、それ らの正確な位置によってではなく、損傷のサイ ズに依存すると考えた。 Disillusioned, Lashley-and, after him, many other psychologists - concluded that learning and other mental functions have no special locus in the brain and consequently cannot be pinned down to specific collections of neurons. 幻滅した Lashley とその後の多くの心理学者 達は、学習および他の精神機能は局在部位を持 たない、従って、特別の神経集合を考えること はできないと結論づけた。 On the basis of his observation, Lashley reformulated theaggregate-field view into a theory of brain function called mass action, which further belittled the importance of individual neurons,specific neuronal connections, and brain regions dedicated to particular task. 彼 の 観 察 に 基 づ い て 、 Lashley は 質 量 作 用 ( mass action)と呼ばれる脳機能の理論による全 体論をまとめ直した 。: mass action(個々のニュ ーロンの重要性、特定のニューロンの接続、お よび局在論をより否定する理論) According to this view, it was brain mass, not its neuronal components, that was crucial to its function. このによると、脳の機能を左右するのは神経 細胞同士の構成ではなく、脳の重さ(brain mass ) であるという。 Applying this logic to aphasia, Head and Goldstein asserted that language disorders could result from injury toalmostany corticalarea. こ の 理 論 を 失 語 症 に 適 応 し 、 Head お よ び Goldstein は言葉障害の理由は大脳皮質のどの部 位の障害からでも説明できると断言した。 Cortical damage, regardless of site,caused patients to regress from a rich, abstract language to the impoverished utterances of aphasia. 大脳皮質の損傷の位置にかかわらず、患者を 失語から立ち直ることから遠ざける原因となる。 Lashley's experiments with rats, and Head's observation on human patients, have gradually been reinterpreted. Lashley のラット実験および Head のヒト患者 についての観察は、徐々に解釈し直された。 A variety of studies have demonstrated that the maze-learning task used by Lashley is unsuited to the study of local cortical function because the task involves so many motor andsensory capabilities. 様々な研究は、 Lashley のラット迷路学習課題 ( maze-learning task ) は 非 常 に 多 く の motor and sensory な能力がからんでいるので、大脳皮質の 機能局在の研究には不向きであることが実証さ れた。 Deprived of one sensor capability ( such asvision) , a rat can still learn to run a maze using another ( by following tactile or olfactory cues ) . 視覚のような 1 つの知覚能力( sensor capability) を奪われても、 rat は、触覚や嗅覚の手がかりな どを駆使し、今まで通り迷路学習課題を遂行す る。 Besides, asweshallsee,manymentalfunctions are handled by more the one ¥region or neuronal pathway, and a single lesion maynoteliminate them all. そのうえ、私たちが見るように、多くの精神 機能は、一つ以上の部位もしくは神経経路によ ってなされている。一つの損傷によりそれらが 全て無効になるということは無い。 In addition, the evidence for the localization of funcionsoonbecame overwhelming. 加えて、以下の証拠は機能局在の理論を圧倒 的に後押しした。 Beginning in the late 1930's, Edgar Adrian in England and Wade Marshall and Philip Bard in the United States discovered that applying a tactile stimulus to different parts of a cat's body elicits electrical activity in distinctly different subregions of the cortex, allowing for the establishment of a precise map of the body surface in specific areas of the cerebral cortexdescribedby Brodmann. 1930 年代になると 、イギリス Adrian inEngland と Wade Marshall、アメリカの Philip Bard は、猫 の体の異なった場所に触覚刺激を与えると、大 脳皮質の明らかに異なった部位に発火が誘発さ れているということを発見した。( Brodmann が 確立した大脳皮質の機能別分布を考慮に入れて) These studies established that cytoarchitectonic areas of cortex can be defined unambiguously - 10- according to several independent criteria, such as cell type and cell layering, connections, and - most important - physiological function. これらの研究は、細胞の種類、細胞層状化、 接続、(最も重要)生理的機能のようないくつか の独立した基準によって、皮質の細胞構築的な ( ctoarchitectonic)エリアを明確に定義できるとし た。 As we shall see in later chapters, local functional specialization, extending even to individual columns of cellswithin a functional aria. 後の local functional specialization のチャプター で、機能部位内の個々の細胞コラムの拡張につ いて見ていくこととなる。 Inded, the brain is divided into many more functional regions than even Brodmann envisaged! 実際、脳は、 Brodmann が思い描いたより多く の機能的部位に分割されるぞ ! Figure 1-5 In the early part of the twentieth century Korbinian Brodmann divided the human cerebral cortex into52 discrete areas on the basis of distinctive nerve cell structures and characteristic arrangements of cell layer. Figure 1-5 20 世紀前半 、Korbinian Brodmann は 、 ヒトの大脳皮質を、特殊な神経細胞構造および 細胞層配列の特徴に基づいて、 52 の個別のエリ アに分割した。 Brodmann's scheme of the cortex is still widely used today and is continually updated. In this drowing each aria is represented by its own symbol and is assigned a unique number. Several areas defined by Brodmann have been found to control specific brain functions. For instance, area 4, the motor cortex, is responsible for voluntary movement.Area 1, 2, and 3 comprise the primary somatosensory cortex, which receives information on bodily sensation.Aria 17is the primary visual cortex,which receives signals from the eyes and relays them to other areas for further deciphering.Aria 41 and42 comprise the primary auditory cortex. Areas not visible from the outer serface of the cortex are not shown inthisdrawing. Brodmann の理論は今日も幅広く用いられてお り、また、更新され続けてもいる。塗られてい るそれぞれのエリアはそれぞれ番号がふられて いる。幾つかの Brodmann が定義したエリアは、 特殊な脳機能を制御していることがわかった。 例えば、エリア 4(運動野)は随意的運動に関わ る 。 エ リ ア 1、 2、 3 は 主 に 体 制 感 覚 野 (somatosensory cortex)(肉体の感覚情報を得る)を 含む。アリア 17 は主に視覚野(visual cortex)(目 から信号を受け取り、より解読するため他のエ リ ア へ 中 継 す る ) 。 ア リ ア 41,42 は 主 に 聴 覚 野 (auditory cortex)を含む。皮質の表面から見えな いところは表示していない。 More refined methods have mode it possible to learn even more about the function of different brain regions involvedin language. より多くの洗練された方法では、言語に関す る脳内の異なった部位についてより学習するこ とができる。 In the late 1950s Wilder Penfeild, and more recently George Ojemann used small electrodes to stimulate the cortex of awake patients during brain surgery for epilepsy ( carried out under local anesthesia ), in search of areas that produce language. 1950 年 代 に Wilder Penfeild が 、 最 近 で は George Ojemann が、てんかんの脳手術において 局所麻酔されているが起きている患者の皮質を 刺激する小さな電極を用いて、言語を提供する 部位を探した。 Patients were asked to name objects or use language in other ways while different areas of the cortex werestimulated. 患者は、皮質の異なった部位を刺激されてい る間に、物体の名前を尋ねられたり、他の言い 回しで言葉を使うように指示された。 If the area of the cortex was critical for language, application of the electrical stimulus blocked the patient's ability tonameobjects. 皮質のある部位が決定的に言語に影響してい たので、電気による刺激は患者の物体の名前を いう機能を阻害した。 In this way Penfield and Ojemann were able to confirm - in the living conscious brain - the language areas of the cortex described by Broca and Wernicke. このように、 Penfield と Ojemann は、意識のあ る脳において、 Broca と Wernicke によって示さ れた皮質内の言語野を確認することができた。 In addition, Ojemann discovered other sites essential for language,indicating that the neural networks for language are larger than those delineated by Broca andWernicke. 加えて、Ojemann は、 Broca と Wernicke が 示 したそれらよりも大きい言語のために不可欠な のニューラル・ネットの部位を発見した。 Our understanding of the neural basis of language has also advanced through brain localization studies that combine linguistic and cognitive psychological approaches. 既知の言語の神経基礎は、言語学的認知的心 理学のアプローチの統合である脳機能局在論を とおして発展してきた。 From these studies we have learned that a brain aria dedicated to even a specific component of language, such as Wernicke's area for language comprehension, is further subdividedfunctionally. これらの研究から、私たちは、言語理解のた めの Wernicke 野のような言語の特別な構成要素 を示す脳の部位について学んだ。 These modular subdivisions of what had previously appeared to be fairly elementary operations were first discoverd in the mid 1970s by Alfonse Caramazzaand EdgarZurif. これらのかなり基本的活動に関わるモジュー ル は 、 1970 年 代 中 頃 に Alfonse Caramazza と - 11- EdgarZurif によって最初に発見された。 They found that different lesions within Wernicke's area give rise to differentfailurestocomprehend. 彼らの発見は Wernicke 野の中に、異なった失 敗をもたらすと考える、異なった損傷を発見し た。 Lesions of the frontal - temporal region of Wernicke's aria result in failures in lexical processing, an inability tounderstandthe meaning of words. Wernick 野 の 側 頭 前 地 域 ( frontal - temporal region)の障害は、言葉の意味を理解できないと いう辞書的処理(lexical processing)の失敗に帰着 する。 By contrast, lesions in the parietal - temporal region of Wernicke's aria result in failures in syntactical processin, the ability to understand the relationship betweenthe words of a sentence. 対照的に、 Wernick 野の頭頂側地域(parietal temporal region )の障害は、単語と文章の関係を 理解する能力、すなわち文法処理の失敗に帰着 した。 ( Thus syntactical knowledge allows one to appreciate that the sentence "Jim is in love with Harriet" has a different meaning from "Harriet is in love with Jim.") (このように、文法の知識はそれが"Jim is in love with Harriet"を "Harriet is in love with Jim."と は意味が異なっていると評価することを可能に した。) Until recently, almost everythingwe knew about the anatomical organization of language come from studies of patients whohadsuffered brain lesions. これまでに、脳障害に苦しむ患者の研究から ほとんど全ての言語に関する解剖学的組織につ いて知られている。 Positron emission tomography( PET )and functional magnetic resonance imaging ( MRI) have extended this approach to normal people ( Chapter 20) . 陽電子放射断層撮影( PET ) お よ び 機 能 的 な 核 磁気共鳴映像法( MRI )は、一般の人々へのこの アプローチを拡張した。(チャプター 20) PET is a noninvasive imaging technique for visualizing the local changes in cerebral blood flow and metabolism thataccompany mentalactivities, such as reading,speaking,and thinking. PET は非侵入性の視覚化技術で 、読書 、会話 、 思考といった精神活動に伴う皮質内血液の流れ や代謝の局所変化をとらえることができる。 In 1988, using this new imaging form, Michael Posner, Marcus Raichle, and their colleagues made a n interesting discovery. 1988 年 に 、 こ の 新 し い 方 式 を 使 用 し て 、 Michael Posner, Marcus Raichle および彼らの同僚 が面白い発見を行った。 They found that the incoming sensory information that leads to language production and understanding is processed inmorethanonepathway. その発見は、 1 経路以上で処理される言語の 生成と理解をもたらす知覚入力情報であった。 Recall that wernicke believed that both written and spoken words are transformed into are presentation of language by bothauditoryand visualinputs. Wernicke が書かれ話される単語は聴覚視覚入 力によって言語表現に変換されると信じていた ことを思い出してほしい。 This information, he thought, is then conveyed to Wernicke's area, where it becomes associated with meaning before being transformed in Broca's area into outputasspokenlanguage. 言語の情報は話し言葉が出力される Broca 野 で変換が行われる前に 、意味を統合する Wernicke 野へと運ばれると Wernicke は思っていた。 Posner and his colleagues asked: Must the neural code for a word that is read be translated into an auditory representation before it can be associated with a meaning? Or can visual information be sent directly to Broca's area with no involvement of the auditorysystem? 意味上の統合がなされる前に、読まれる単語 の神経のコードは聴覚表現に変換されるのでは ないか。また、視覚情報は、聴覚システムとは 関係なく 、Broca 野に直接送られるのか。と Posner および彼の同僚は疑問を持った。 Using PET, they determined how individual words are coded in the brain of normal subjects when the words are read on a screen or heard through earphones. 彼らは、 PEt を使用し、スクリーンの単語を 読んだり、イヤホンから聴いたりした時に脳内 において個々の単語どのようにコード化されて いるのかを決定づけた。 Thus, when words are heard Werincke's aria becomes active,but when words are seen but not heard orspoken Wernicke'sariaisnotactivated. 単語を聞いた時は Werincke 野は活動したが、 見た場合は Wernicke 野は活性しなかった。 The visual information from the occipital cortex appears to be conveyed directly to Broca's area without first being transformed into an auditory representation intheposteriortemporalcortex. 後頭葉からの視覚情報は、前側頭葉( posterior temporal cortex)で最初に聴覚表現に変換される ことなく、直接 Broca 野に運ばれるということ がわかった。 Posner and his colleagues concluded that the brain pathways and sensory codes used to see words are different fromthoseused tohearwords. Posner および彼の同僚は、脳内経路と知覚コ ードは単語を見る時と聞く時では異なったもの を用いているという結論を出した。 They proposed, therefor, that these path ways have independent access to higher - order regions of the cortex concerned with the meaning of wordsandwith the ability toexpresslanguage ( Figure 1-6 ). よって、単語の意味づけや言語表現能力と関 係あるより高次元の処理を行う皮質へ、これら の経路(path ways )は独立的にアクセスするとい うことを彼らは示した。(Figure 1-6) - 12- Studies of aphasia afford unusual insight into how the brain organized for language. 失語症( aphasia )の研究は言語に関して脳がど のように組織されているのかを非常によく解明 した。 One of the most impressive insights comes form a study of deaf people who lost their ability to speak American Sign Language after suffering cerebral damage. 皮質の損傷に悩み American Sign Language を 話 す能力を失ってしまった障害者の研究からある 一つの印象的な洞察がある。 Unlike spoken language, American signing is accomplished with hand gestures rather than by sound and is perceived by visual rather than auditory pathways. しゃべり言葉のようではなく、American signing は音よりもジェスチャーで、聴覚よりも視覚に よって達成される手話である。 Nonetheless, signing, which has the same structural complexities characteristic of spoken languages, is alsolocalized to the left hemisphere. それにもかかわらず、手話は話し言葉と同じ 複雑な構造を持っていて、言語と同じく左脳で 処理される。 Thus, deaf people can become aphasic for sign language as a result of lesions in the left hemisphere. よって、障害者は左脳の障害の結果として手 話の失語症( aphasia )となる。 Lesions in the right hemisphere do not produce can have quite specific consequences, affecting either sign comprehension (following damage in Wernicke's area ) or grammar (following damage in Broca's area ) or signingfluency. 右脳の障害は手話の理解(Wernicke 野)や文法 ( Broca 野)や流暢 さ に は 、 目 立 っ た 結 果 と し て 影響を与えない。 These observations illustrate three points. これらの観察を 3 つのポイントにまとめる。 First, the cognitive processing for language occurs in the left hemisphere and is independent of pathways that process the sensory or motor modalities used in language. 第1に、言語認知プロセスは左脳で起きてい て、言語における知覚や行動のモダリティーを 処理する経路は独立している。 Second, speech and hearing are not necessary conditions for the emergence of language capabilities inthelefthemisphere. 第2に、話すことと聞くことは左脳における 言語能力の発揚の必要条件ではない。 Third, spoken language represents only on of a family of cognitive skills mediated by the left hemisphere. 第3に、話し言葉は、左脳を介する一連の認 知技術上にのみ成り立つ。 (4) Affective Traits and Aspects of Personality Are Also AnatomicallyLocalized ( 4 ) 情動的特性および人格の一面もまた解剖 学的に局在 要約 明白な脳局在論の証拠にもかかわらず、感情 は脳全体の活動であると信じられている。 (ある種のてんかんでは情動の局在が確認され ている) 失語症( aphasia )患者は言語理解の欠如だけで なく、イントネーションなどの言語の情動的一 面にも欠陥がある。 情動の一面は右脳に見られる。 右脳に障害を受けるとウェルニケ野の活動が 妨げられることがある。たとえば、声のトーン で相手が悲しいのか楽しいのかを見分けるとい ったようなこと。 また、右前頭葉に障害があるとブローカ野で 感情に関する言葉を表現することが難しくなる といった様なこともある。 皮肉や比喩、機知は感情的な表現と同じよう に損傷の無い右脳の仕事だと考えられている。 右脳に局在する感情的言葉の混乱は aprosodias と呼ばれる。 脳機能の局在箇所は生まれた時に決まってい る。しかし、7,8歳までは完全に決定されな い。 幼い時に左脳に深刻な障害を受けた子供達は 基本的に言語能力を発達させることができる。 慢性側頭葉てんかんの患者は発作のような激 しい感情の変化(非現実的感覚やデジャビュを含 む)が起こる。( ictal phenomena) transient visual,auditory hallucinations,depersonalization, fear, anger,delusions, sexualfeelings,paranoia などを経験する。 発作の起きていない時も永続的に感情の内的 変化は起きている。( interictal phenomena) 詳細な研究によると社会的攻撃性の向上にと もなり sex に対する興味を無くしていく。 過剰な感覚、燃えるような宗教心、異常なモ ラル、完全なユーモアの欠如などを引き起こす 。 しかし、対照的に側頭葉にてんかんの病巣を 持つ患者の行動や感情はアブノーマルではなか った。 感情の表現や知覚における重要な構造は大脳 半球の奥地にある扁桃体(amygdala)にある。 その構造の役割は、側頭葉におけるてんかん の刺激性障害の研究を通して発見された。 刺激性の障害はけがなどによる破壊的な障害 とは対照的である。 脳の部位の欠如または接続不備による障害と は異なり 、” 電 気 的 嵐 ” の よ う な こ の て ん か ん - 13- は感情を激化させ、過度の感情表現や考えすぎ を引き起こす。 感情の神経生理学についてはパート8でみる。 (5) MentalProcesses Are Represented in the Brain by TheirElementaryProcessing Operations ( 5 ) 精神プロセスは基本的なプロセスにより 脳内に表現されている Why has the evidence for localization, which seems so obvious and compelling in retrospect, been rejected so oftenin thepast? なぜ、非常に明白で強力と思われた局在論的 な証拠は、過去に幾度も拒絶されてきたのか? The reasons are several. 理由はいくつかある。 First, phrenologists introduced the idea of localization in an exaggerated form and without adequate evidence. 第一に、骨相学者は、局在論を適切な証拠の ないうちに大げさ導入した。 They imagined each region of thecerebralcortex as an independent mental organ dedicated to a complete and distinct mental function ( much as the pancreas and theliver are independent digestive organs ) . 彼らは、完全で別個の精神の機能は大脳皮質 のそれぞれの部位に独立した部位として存在す る と 思 っ て い た 。 ( 膵 臓 ( pancreas ) や 肝 臓 ( liver ) が独立した消化器( digestive organs ) で あ る よ う に) Flouren's rejection of phrenology and the ensuing dialectic between proponents of the aggregate - fild view ( against localization) and the cellular connectionists (for localization ) were responses to a theorythat wassimplistic and overweening. Flouren の骨相学拒絶と全体論主義者と局在論 主義者の間で続く弁証法は単純で独りよがりな 理論とされた。 The concept of localization that ultimately emerged = and prevailed - is more subtle by far than any thing Gall (or even Wernicke) ever envisioned. 結局、普及していた局在論の概念は、かつて Gall や Wernicke が構想を描かれた何よりはるか に微妙だ。 In the aftermath of Wernicke's discovery that there is a modular organization for language in the brain consisting of a complex of serial and parallel processing center with more or less independent functions, we now appreciate that all cognitive abilities result from the interaction of many simple processing mechanisms distributed in many different regions of the brain. 脳内に言語に特化した部位があるという Wernicke の発見の余波の中で、全ての認識能力 は、多くの異なった部位における単純なメカニ ズムであると評価された。 Specific brain regions are not concerned with faculties of the mind, but with elementary processing operations. 特定の脳部位は、心の機能とは関係ないが、 脳内の基本処理とは関係がある。 Perception, movement, language, thought, and memory are all made possible by the serial and parallel interlinking ofseveralbrain regions,eachwith specific functions. 知覚、動作、言語、思考および記憶はすべて 特定機能を持つ脳内の各部位の連続的かつ並列 な相互連結により構成することができる。 As a result, damage to a single area need not result in the loss of an entire faculty as many earlier neurologists predicted. その結果、多くの神経学者が予言していたよ うに、ある部位への損害は全機能の損失に帰着 することはない。 Even if a behavior initially disappears,it may partially return as undamaged parts of the brain reorganize their linkages. たとえ、ある機能が消失しても、脳の損害を 受けていない部分がそれらのつながりを再構築 するだろう。 Thus, it is not useful to represent mental processes as a series of links in a chain, for in such an arrangement the entire process breaks down when a single linkisdisrupted. したがって、脳内連鎖の中で一連のつながり として精神プロセスを表わすことは、脳内の一 つのつながりがおかしくなったら、全体の処理 がおかしくなってしまうというようなことなの で、有用ではない。 The better, more realistic metaphor is to think of mental processes asseveral railroad limes that all feed intothe sameterminal. より現実的なメタファーとは、精神プロセス を終着駅が同じ電車の路線のように考えること だ。 The malfunction of a single link on one pathway affects the information carried by that pathway, but need not interfere permanently with the system as a whole. ある経路上の一つの結合の機能不全は、情報 伝達に影響を与えるが、システム全体に恒久的 に影響を与えることはない。 The remaining parts of the system can modify their performance to accommodate extra traffic after the breakdown of a line. システムの残りの部分は、ある経路が遮断さ れたら、余分な通信を行って機能を補うことが できる。 Models of localized function were slow to be accepted because it is enormousl difficult to demonstrate which components of a mental operations are represented by a particular pathway or brain region. 特定の脳部位や神経経路によって表現される 精神の構成要素を証明することはとても難しい - 14- ため、機能局在のモデルは、ゆっくりと認めら れてきた。 Nor has it been easy to analyze mental operations and come upwith testable components. 精神プロセスを解析するしたり、テスト可能 な精神の構成要素を持ち出すことは、どちらも 簡単にはいかない。 Only during the last decade, with the convergence of modern cognitive psychology and the brain sciences, have we begun to appreciate that all mental functions are divisible intosubfunctions. ようやくこの10年で、現代認知心理学と脳 科学の枠組みを用いて、精神機能の細分化につ いて研究することが始まった。 One difficulty withbreaking down mental processes into analytical categories or steps is that our cognitive experience consists of instantaneous, smooth operations. 精神プロセスの分析的な分類に関して困難な ことは、私たちの認識的経験が瞬間的かつ滑ら かであるということだ。 Actually, these processes are composed of mumerous independent information - processing components, and even the simplest task requires coordinationofseveral distinct brain areas. 実際、これらのプロセスは多数の独立した情 報処理コンポーネントから構成される 。そして 、 もっとも簡単な処理でさえ、幾つかの脳内部位 の協力を必要とする。 To illustrate this point, consider how we learn about, store, and recall the knowledge that we have in our mind about objects, people, and events in our world. この点を例証するため、いったいどのように して、心の中に持っているような人物や出来事 といったものや知識を、蓄えたり、呼び出した りして学習を行っているのかについて考えてみ る。 Our common sense tell us that we store each piece of our knowledge of the world as a single representation that can be recalled by memory-jogging stimuli or even bytheimagination alone. 常識では、私たちは、記憶連結刺激 (memory-jogging stimuli )や想像によって思い出す ことのできる一つの表現としてそれぞれの知識 を蓄えているということになっている。 Everything we know about our grandmother, for example, seems to be stored in one complete representation of "grandmother" that is equally accessible to us whether we see her in person, hear her voice, orsimply think about her. 私たちが祖母について知っている全てのこと は、完全な「祖母」の表現として蓄えられてい ると考えられ、例えば、彼女に会おうが、彼女 の声を聞こうが、単に彼女に関して考えただけ でもそれらは等しく思い出すことが出来る。 Our experience, however, is not a faithful guide to the knowledge we havestoredin memory. しかしながら、私たちの経験は記憶にしまっ た知識を忠実に導くことはない。 Knowledge is notstored as complete representations but rather is subdivided into distinct categories and stored separately. 知識は完全な表現として格納されないが、別 個のカテゴリーへ細分され、別々に格納される 。 For example, the brain storesseparately information about animateandinanimate objects. 例 え ば 、 脳 は 、 animate な オ ブ ジ ェ ク ト と inanimate なオブジェクトに情報を分けて格納す る。 Thus selected lesions in the left temporal lobe's association areas can obliterate a patient's knowledge of living things, especially people, while leaving the patient's knowledge of inanimate objects quite intact. したがって左側頭葉連合野( association areas ) の傷害は、患者の記憶(特別な人など)を完全 に消すことが出来る。一方、 inanimate な知識は 全く消えない。 Representational categories such as "living people" can be subdivided even further. 「人の生活」のような表現的描写的なカテゴ リーはさらに細分することができる。 A small lesion in the left temporal lobe can destroy a patient's ability to recognize people by name without affectingthe abilityto recognizethemby sight. 左側頭葉中の小さな傷害は、視覚によらない で名前だけで人を認知する能力を破壊しうる。 The most astonishing example of the modular nature of representational mental processes is the finding that our very sense of ourselves as a self-conscious coherent being - the sum of what we mean when we say "I" - is achieved through the connection of independent circuits, each with its own sense of awareness, that carry out separate operations in our twocerebral hemispheres. 表現的精神プロセスにおけるモジュールの性 質で最も驚くべき例は、知見だ。それは私たち 自身のまさに感覚として、1 つの、自意識 ( self-conscious )(私たちが「私」と言う時に、意 味するものの合計)意識のそれ自身の感覚であ り、独立した回路接続で達成され、それは 2 つ の大脳半球中の個別の処理で実行される。 The remarkable discovery that even consciousness is not a unitary process was made by Roger Sperry and Michael Gazzaniga in the course of studying epileptic patients in whom the corpus callosum - the major tract connecting the two hemispheres - was severedasatreatment for epilepsy. てんかんの治療法として脳梁(corpus callosum) (2 つの半球を接続する部位)が切断されていた。 意識が単一プロセスではないという著しい発見 は、てんかん患者の研究の間に Roger Sperry お よび Michael Gazzaniga によってなされた。 Sperry and Gazzaniga found that each hemisphere had a consciousness that was able to function independently of the other. Sperry と Gazzaniga は、各半球が他方と無関係 に機能する意識を持っていることを発見した。 - 15- The right hemisphere, which cannot speak, also can not understand language that is well - understood by the isolated left hemisphere. 話すことの出来ない右半球は、左脳と切り離 された時、言葉を理解することも出来ない。 As a result, opposing commands can be issued by each hemisphere - each hemisphere has a mind of this own! そ の 結 果 、 各 半 球 は 反 対 指 令 ( opposing commands ) を 出 す こ と が で き る 。 各 半 球 そ れ 自 身の心を持っている ! While on patient was holding a favorite book in his left hand, the right hemisphere, which controls the left hand but can not read, found that simply looking at the bookwasboring. 患者は左手にお気に入りの本を持っている一 方、左手を制御するが、読むことのできない右 脳は、単に本を見ることが退屈だと思った。 The right hemisphere commanded the left hand to putthebookdown! 右脳は左手に本を置くことを命じた! Another patient would put on his clothes with the left hand,whiletaking them off withthe other. 他の患者では、片方の手で服を脱いでいる最 中に、もう一方の手で服を着た。 Thus in some commissurotomized patients the two hemispheres can even interfere with each other's function. したがって、何人かの正中線脊髄切開 ( commissurotomized) の 患 者 で は 、 2 つ の 半 球 は 互いの機能をじゃますることがわかった。 In addition, the dominant hemisphere sometimes comments on the performance of the nondominant hemisphere, frequently exhibiting a false sense of confidence regarding problems in which it cannot know the solution,sincetheinformation was projected exclusivelyto thenondominant hemisphere. さらに、答えのわからない問題に関しては非 支配的半球( nondominant hemisphere )で主に思考 さ れ て い る 、 そ の 時 、 支 配 的 半 球 ( dominant hemisphere )は誤まった感覚を頻繁に示して、非 支配的半球の作動に関して時々注文をだしてい る。 Thus the main reason it has taken so long to appreciate which mental activities are localized within which regions of the brain is that we are dealing here with biology's deepest riddle: the neural representation of consciousness and self - awareness. したがって、局在論によって、精神的活動が なされていると考えられてきた主たる原因は、 「意識と自己意識という神経の表現」という生 物学上の最も深い謎を扱って来たからである。 After all, to study the relationship between a mental process and specific brain regions, we must beable to identify the components of the mental process that we are attempting toexplain. 結局、精神プロセスと特定の脳部位の関係を 研究するために、私たちは、精神プロセスのコ ンポーネントを識別することができなければな らない。 Yet, of all behaviors, higher mental processes are the most difficult to describe, to measure objectively, and to dissect into their elementary components and operations. しかし、すべての行動のうち、より高次の精 神プロセスを客観的に測定し、それらの基本の コンポーネントや動作を解明することは極めて 困難だ。 In addition, the brain's anatomy is immensely complex, and the structure and interconnections of its many partsarestillnotfullyunderstood. さらに、脳の解剖は極めて複雑だ。また、そ の多くの部分の構造および相互連結はまだ完全 には理解されていない。 To analyze how a specific mental activity is represented in the brain, we need not only to determine which aspects of the activityare represented in which regions of the brain, but also how they are represented and how such representations interact. 特定の精神の活動が脳の中でどのように表わ されるか分析するために、私たちは活動の様相 がどこで表わされるか決め、脳のどの部位で、 それらはどのように表わされているのか明らか にする必要があり、それだけでなく、そのよう な表現がどのように作用するかも解明しなくて はならない。 Onlyin thelastdecade has that become possible. 最近の10年間でようやく、それは可能にな りました。 By combining the conceptual tools of cognitive psychology with new physiological techniques and brain imaging methods, we are beginning to visualize the regions of the brain involved in particular behaviors. 新しい生理学の技術および脳を想像する方法 と認知心理学の概念の道具を組み合わせること によって、私たちは、特別の行動に関与する脳 の地方を視覚化し始めている。 And we are just beginning to discern how these behaviors can be broken down into simpler mental operations and mapped to specific inter connected modules of the brain. また、私たちは、より単純な知的活動へどの ようにこれらの行動を分類することができるか、 写像することができるか、識別し始めてきた。 Indeed, the excitement evident in neural science today is based on the conviction that at lest we have in hand the proper tools to explore the extraordinary organ of the mind, so that we can eventually fathom the biological principles that underlie human cognition. 確かに、今日の神経の科学に興奮は確信に基 いている。私たちは、心の異常な部分探求する 適切なツールを持っている。その結果、私たち は、人間の認識の基礎となる生物学の法則を推 測することができる。 - 16- Eric R. Kandel - 17-
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