私たちは脳の仕組みをどこまで理解できるのでしょうか。脳が何でできているか（まず、77%は水です）や、その重さ（一般に約3ポンド）は分かっています。さらに、脳には800億個を超えるニューロンがあり、それぞれが化学的・電気的に1万個の他のニューロンと接続しており、世界で最も複雑なネットワークを形成していることも分かっています。その相互接続（約1000兆個のシナプス、概数）は、天の川銀河の恒星と惑星の数よりも多いのです。
しかし、いったいどのようにして、そのすべてが機能しているのでしょうか。脳はどのようにして心臓を拍動させ、私たちを幸せにし、無意識に呼吸させ、恋に落ち、クモを怖がらせ、見て、夢を見て、学び、覚え、味わい、感じ、においをかぐのでしょうか。
そして、おそらく最も重要な点として、あの「神経のスパゲッティ」のどこに、私たちの心、すなわち個人の意識と自己感覚を見出せるのでしょうか。
魂の探求
これらは、哲学者や科学者が、ルネ・デカルトが心と物質は同じものではなく、人間の活動は、17世紀には「魂」とも呼ばれた心が身体を支配するという二元論の産物であると提唱して以来、取り組んできた大きな問いの一部です。
それ以降、答えはごくわずかで、不完全であり、まれにしか得られていません。しかし今年の Annual Meeting of the New Champions （中国・天津）で開かれる総会では、神経科学の世界的な進展に光が当てられます。これは、多くの人々が考える脳と心の働きについての理解における革命の、まさに入り口に私たちが立っているかもしれないという事実を浮き彫りにしています。
脳を理解するという使命は、1969年に人類を月面に着陸させることを可能にした大規模な共同作業を彷彿とさせる規模で、突如として世界的な中心課題となりました。最後のフロンティアは、実はまだほとんど理解されていない私たち自身の内なる空間にあることが分かってきました。
1年前、130を超える機関の科学者たちが、10年計画の Human Brain Projectに共同で取り組み始めました。欧州連合（EU）が資金を提供したこのプロジェクトの目的は、脳に関する人類のあらゆる知識を本格的なコンピューターモデルへと集約するための新しいコンピューター技術を開発することであり、この統一された脳の全体像が脳疾患のより深い理解につながることを期待しています。
アルツハイマー病を理解する
これは社会的にも経済的にも重要な仕事です。医学の進歩と寿命の延びに伴い、アルツハイマー病などの加齢に関連する脳疾患が、地域社会とその資源にますます耐え難い負担を強いています。
一方、米国政府は初年度だけで1億ドルを拠出すると約束しており、その BRAINイニシアチブ は、Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies（革新的神経技術の推進による脳研究）を目指すものです。この壮大な計画はオバマ大統領によって立ち上げられ、「科学者が脳の動的な全体像を把握し、私たちがどのように考え、学び、記憶するのかをより深く理解するために必要なツールを提供すること」を目指しています。
そこで、なぜ今なのでしょうか。また、脳と心の理解が、私たちの体の他のあらゆる要素の機能についての理解に比べて、なぜこれほど大きく遅れてきたのでしょうか。
「私たちは、心臓、肝臓、腎臓について知っていることに比べて、脳の働きについてははるかに知識が少ないのです」と、米国国立精神衛生研究所（National Institute of Mental Health）を率いる精神科医のトーマス・インセル氏は語ります。同氏は9月のAnnual Meeting of the New Championsにも出席する予定です。
なぜでしょうか。脳の複雑さは私たちの他のあらゆる部位の複雑さを遥かに凌駕しており、「私たちは、望む詳細さで脳を研究するために必要なツールを持ち合わせていませんでした」とインセル氏は指摘します。
実際、BRAINイニシアチブの最初のプロジェクトは現状把握の作業、すなわち人間の脳にある細胞の数と種類を目録化することを目的とした細胞センサスです。「信じられないかもしれませんが」とインセル氏は言います。「基本的なことだと思われるでしょうが、実はまだそれすら手に入れていないのです。」
ユニバーシティ・カレッジ・ロンドンの精神分析部門の上級講師であり、国際神経精神分析センターの所長でもあるカテリーナ・フォトポウロウ氏によれば、つい最近まで脳科学は「死んだ脳を研究すること」が中心でした。90年代以降になってようやく、生きた脳だけでなく、機能している脳も研究できるようになったのです。
恋に落ちるとき
「私たちは今や、脳を解剖学的構造、細胞の種類、使用する化学物質の観点からだけで見るのではなく、例えば人間が恋に落ちている最中に、脳が機能しているところを実際に見ることができます。これは、これまで一度もできなかったことです。」
カーネギーメロン大学の認知神経科学の教授で、天津でインセル氏とフォトポウロウ氏に加わるマーレン・ベーアマン氏も、「数十年にわたる研究にもかかわらず、脳機能について私たちが持つ理解は、いまだに初歩的なものにすぎません」という見解に同意しています。
彼女によれば、科学は「いくつかの問題について一定の手応えを得る」ことに成功しており、例えば単一のニューロンがどのように機能するかについては、「非常に基本的なレベルで、いくつかの本当に明確な理解」を持っています。複雑さの尺度の反対側の端では、「人間の行動を記述する能力が、かなり高いレベルに達しています」。例えば、手や目の動きに関連する脳活動の追跡や、足し算や引き算のような特定の問題を人々がどう解くかの理解などです。
しかし、彼女によれば、現在の大きな問いは「その二つの極端の間にある連続体の残りの部分」であり、科学者たちは、90年代に始まり、今まさに成熟しつつある技術の発展をついに活用する準備が整っています。
「私たちには、人間の脳を掘り下げるための、本当に前例のない機会を開いてくれた窓が開かれました。人々がこれらの手法やアプローチを活用して進歩を遂げられるようになるまでに、10年かかりました。」
最も重要な技術進歩のヒットパレードでトップの座を選ぶとすれば、この分野の多くの人は、人間の脳画像化を挙げるだろうと彼女は言います。しかし、機能的MRIは「新たな視野を開いてきた」ものの、「コンピューター科学、統計学、物理学、生物医工学の発展なしには不可能だったのだから、それだけがすべての善の先触れだと言うのは、いささか恣意的だ」と彼女は述べます。
難しい問い
科学者たちは「革命」という言葉を避けがちですが、神経科学においてその入り口に正確に立っているわけではないとしても、ベーアマン氏は、「私たちは確かにその坂道の上にいます。まだ長い道のりがありますが、非常に良い進歩を遂げていると思います。問いは深く、本当に難しいものですが、この分野に身を置くのは極めてエキサイティングな時期です」と言います。
そして彼女は、すべての違いを生み出すのは分野横断的な協力であると考えています。
「この問題へのアプローチには、学際的な視点からの本当の転換が起きています。エンジニア、臨床医、神経生物学者がみな協力し、それぞれの専門知識をこの問題に持ち寄っています。そして、これら異なる分野からの共同の知見を得ることには、非線形性、すなわち一種の超加法性があるのです。」
すでに進みつつある進歩の劇的な例には事欠きません。昨年、MITの科学者たちは、マウスに恐怖の偽の記憶を首尾よく植え付けたと報告しました。一方、ピッツバーグ大学のモーター・ラボでは、脳コンピューター・インターフェースの分野の研究により、患者が心の力だけで複雑な義手を操作できるようになっています。
インセル氏にとって、分野横断的な協力の最良の例の一つは、 スタンフォード大学のCLARITYプロジェクトです。医学研究のために提供された脳を取り、脂肪を透明なゲルに置き換えることで、顕微鏡での観察のために電子的にあるいは物理的に臓器を「スライス」する従来の必要性を回避し、透明になった脳とその結合を全体として研究できるようにしました。
インセル氏が NIMHのブログで述べたように、CLARITYが「神経病理学に革命をもたらし、精神障害の神経基盤を研究するための新しい時代を開く」と考えており、すでにこの技術によって、死亡した自閉症の人物の脳において、これまで見つかっていなかった異常な結合が特定されています。
この画期的な成果は、「材料科学者、つまりハイドロゲルを研究している人が、神経解剖学を研究してきた人々と協力したからこそ可能になった」と彼は言います。
デンマークのオーフス大学で認知神経科学の教授を務め、脳と心の関係をよりよく理解するための理論モデルに取り組んでいるモーテン・オーバーガード氏にとって、脳への関心の高まりから「多くの良いこと」が生まれることは間違いないでしょう。
私たちは何者か？
しかし、「脳の重篤な疾患を発見する能力や、さまざまな脳損傷を負った人々を支援する能力が向上するかもしれません」としながらも、同氏は、この分野への関心が再び高まっている理由の一部は、「私たちが本当に何者であるかについての何らかの説明が切実に必要だから」だと考えています。そして、脳構造についてのより深い理解が、人類が何世紀にもわたって探し求めてきた答えを与えてくれる可能性は低いと述べています。
「頭蓋骨を開いてどれほど注意深く見ても、そこに主観的な経験がいきなり見えてくることはありません」と同氏は言います。「ですから、脳をより詳細なレベルで見るだけでは、心と脳の問題について進展を得られないことは、ある意味で非常に明らかなのです。」
同氏は、「脳が意識を生み出すとただ主張する理論モデルとは異なる理論モデルを、あえて提唱するならば」、進歩の可能性があるかもしれないと考えています。それは、その意味を本当に理解するための論理的な方法が存在しないように思われるからです。
しかし結局のところ、一部の人にとっては冒涜的であるかもしれないことを受け入れる覚悟が必要でしょう。すなわち、世界中のあらゆる投資と分野横断的な協力があっても、科学がすべての答えを提供できないかもしれないということです。
「心と脳の本質的な問題に関しては、ほとんど何も進展していません。意識の問題や、なぜ私たちが主観的経験を持つのかという問いは、今日のこうした進歩があるにもかかわらず、100年前と同じくらい謎めいたままのようです」と、オーバーガード氏は言います。
「私たちは、物理科学がすべてを成し遂げられると想定してきました。その範囲を超える何かが存在しうると主張することさえ愚かだと見なしてきました。おそらく今こそ、それらの前提をもう少し慎重に見直すべきなのでしょう。」
執筆者：ジョナサン・ゴーナルは、健康分野を専門とするライターです。
画像：キャサリン・ドーソンによる、レーザー彫刻を施した鉛クリスタルガラス作品「Memory of a Brain Malformation」が、2012年3月27日にロンドンのウェルカム・コレクションで開催された展示会に展示されている様子。REUTERS/Chris Helgren