広報活動

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2009年10月6日

独立行政法人 理化学研究所

道具使用法を訓練後、サルの大脳皮質の膨張を示す信号を発見

-人間知性進化の生物学的メカニズムの解明に糸口-

習熟に伴って膨らんだ脳部位  膨張の角度が大きい部位が黄色で示されている。

澄みきった青空に思いを馳せる、芸術に心を寄せる、はたまた言葉を使い、道具を考案して使用するなど、人間を人間たらしめる知性・創造には、ヒトの脳の大脳皮質が深くかかわっています。脳は、脳幹、小脳、大脳皮質などの部位で構成されていますが、これらは生物の進化の過程で、徐々に積み重なるように膨張しながら配置されてきたと考えられています。特にヒトでは、大脳皮質の頭頂葉や前頭葉の部位が膨張して、道具の使用や言語などの高次認知機能を発達させ、ひいては高度な知識や情感を獲得してきたとされています。しかし、脳の膨張を引き起こす生物学的メカニズムについては、それを研究する手段すらまったくありませんでした。

脳科学総合研究センター象徴概念発達研究チームは、ロンドン大学神経学研究所と協力し、ニホンザルに道具(熊手)を使って餌を取る訓練を施し、関連する大脳皮質の部位が膨張することを発見しました。具体的には、約2週間、3匹のニホンザルに熊手を渡し、段階的に餌を遠くに置くようにして、最後には、餌がどこにあってもスムーズに餌をとることができるようにしました。訓練前、訓練中、訓練後の計6回、解像度0.5mmという高解像度MRI装置を使って撮像し、脳の微細構造の変化を解析しました。

その結果、頭頂間溝部皮質、上側頭溝部皮質、第二体性感覚野の部位の灰白質(神経細胞層)の信号強度が、訓練の前と後では17%増大すること、さらに小脳脚部の白質(小脳と別の脳部位をつなぐ神経線維の束)の信号強度も増大することが初めて分かりました。信号強度の増大は、サルが新しい高次認知機能を獲得しながら、徐々に脳部位を発達・膨張させたことを示唆します。

この解析手法により、知性の進化を探る生物学的研究の手段を得たとともに、ヒトに至る霊長類の進化の実態の解明に大きな貢献をもたらすと期待できます。

理化学研究所
脳科学総合研究センター 象徴概念発達研究チーム
チームリーダー 入來 篤史(いりき あつし)
Tel: 048-467-9611 / Fax: 048-467-9645