|
[01: 脳科学の論文を読むためにはコツがある] |
○先生のお名前をgoogleで検索すると、実に色々な話題が出てきますね。
■そうそう（笑）。幅広いです。
○それで、どの話からお伺いすればいいのかなあと思いまして。今年の夏に、若手向けサマースクール（http://physiol.cognitom.com/project.php）でも講演されることになってますよね。あのへんが直近の仕事の話なんでしょうか？（インタビューは夏前に行われた）
■いや、あれはね、教育講座なんですよ。脳科学の論文を読むには、ちょっとしたコツがあるんですよね。ちょっとしたコツがわからないと、わけがわからないことになるんで、そのへんの話です。だから直接の仕事の話じゃないんですよ。大学院のときに、ほらこれ読めと論文を渡されて、えらく苦労するわけじゃないですか。そのノウハウを教えてあげようという、本当に教育講座です（笑）。
○論文読む上でのコツっていうのは？
■コツっていうのは、たたえば、脳科学を理解するための基礎的な解剖学用語の知識みたいなことですね。
たとえば脳の断面の図があるでしょ、こういうのを見るときにね、矢状（sagittal）、冠状（coronal）とか前頭（frontal）とか言われても、最初は何のことか、わけわからんわけですよ。特に英語の論文読むときに苦労するんですよ。
○はい。僕も先生方のお話を伺うとき、最初はまったく分かりませんでした。今でもどこがどこだか、分からなくなるときが多くて。
■そうでしょ。しかもいやらしいのは、同じ事を言っているのに違う呼び方があるんですよ。たとえば内側（ないそく）外側（がいそく）、latelal（外側）、medlial（内側）っていうのがあるんだけど、この呼び方は相対的なんですよね。だからどこを基準に取って言っているのか、その基準の取り方で、ある点が内側になったり，外側になったりする。さらに面倒なのは、脳のある溝に対する位置関係を言うのに、内側，外側のかわりに、人によっては背側（はいそく、dorsal）、腹側（ふくそく、ventral）という言葉を使ったりと、てんでんばらばらなんですよ。ほんと僕もそうだったんだけど、最初そのへんのところで、論文を読むときにつまずいていやになちゃうんですよ。
○なるほど。
■でもこれは実は単純なルールで、それが分かればすっと分かっちゃうんです。しょうもないところなんだけど、意外とね、誰も教えてくれないんですよ。だからそれを教えてあげようということです。
○ふーん。
■生理学会若手の会のサマースクールはざっくばらんな会で神経科学者ばっかりじゃなくて、心理学やってる人とか、工学系でロボットや理論をやっていて興味を持っている人、リハビリの現場で働いていて、神経をもっと知りたいという人が来たりする会なんです。それと去年ぐらいから大学院や学部の単位として認定してくれる大学も出てきました。
そんな彼らが論文読まなくちゃいけないというときに、聞けばすぐわかるんだけど、まわりには詳しい人がいない、でも、調べても以外と書いていない、そんなポイントを教えてあげるというのが趣旨です。
自分の研究とは関係ないんですけど、劣等生だった自分が、むかしの苦労した経験にもとに編み出したあんちょこ講座です（笑）。
|
[02: 手の運動の「視覚的コントロール」のメカニズムを探る] |
○では、最近はどんなことを？
■幅広いです（笑）。メインの仕事はサルでの神経活動のレコーディングです。頭頂葉の機能をメインにやってますね。
自分史的にみると、最初、手の運動の視覚的なコントロールの仕事をやっていたんですが、そこから、視覚的な方にメインテーマが移っていって、今は視覚認知、中でも立体視がメインになっています。
それから、サルの脳をやってるんだけど、究極はヒトの脳の機能を知りたいので、fMRI（機能的ＭＲＩ）の仕事をやってます。fMRIの仕事っていうのは、サルでやってる研究をそのままメインテーマにしてやっちゃうと後追いになっちゃうんで、あまり面白くない。だから実に幅広くやってます。高齢者もやってるし、子供もやってるし、ゲームもやってるし、言語もやってるし、認知機能もやってるし、という具合で、認知心理で扱うようなテーマの仕事が多いですね。
○じゃあやっぱりまず手の運動の視覚的コントロール、そちらからお伺いするのが良さそうですね。
■そうですね、一番の根本はそこからスタートしてますからね。
○それがどのように立体視の研究へと繋がるのか……。
■頭頂葉が手の運動の視覚的コントロールに関与しているということを９０年に論文に出したんですね。
僕らはものを掴んだり、電気のスイッチを操作するときに、何も意識しないで掴んだり操作するじゃないですか。目の前のコーヒーカップを掴むときに、何も考えてないでしょ。
○はい。
■でも実際にはね、ヒトの運動データを詳細に調べていくと、腕を対象に向かって動かしていく間に、対象物に合わせて手の「構え」をつくっているんですよね。大きいものだったら指を大きく開いているし、相手が小さいものだったらあんまり大きく開かない。
それと、なかには軸があるものものがありますよね。
○軸？
■たとえば、鉛筆の様な細長い物が置いてあるとすると、それを掴んだりつまんだりするときには、手首を適切な角度に回して、軸方向に合わせないといけないですよね。そういったことも意識的には考えなくてよくって、手を伸ばしている間に自動的にやっているわけですね。
○なるほど。
■じゃあどうなってるかというと、対象物を見たときに、それがどこにあって、どんな格好をして、と、ぱっと見た瞬間に対象物のそういう情報を分析して、手の運動をコントロールしてるんですね。で、そういう機能が頭頂葉で行われているということがヒトの研究である程度わかっていたんだけど、９０年にサルの頭頂葉で実際にそういうニューロンを見つけて調べたわけです。
○ええ。
■で、結局、頭頂葉のニューロンは、いまやってる運動の情報と、対象物の視覚情報を比較して、いわば、運動のモニターをしてるっていう結論になったんですが、じゃあその次、その視覚情報ってなんだろうということになったんですね。
たとえば、パッとモノを見たときに、それがなんだってわかるためにはシルエット（輪郭）みたいな二次元情報だけでも結構十分ですけど、それでいいのか、ということです。実際に調べていると、どうも手の運動のコントロールのためには、空間内での３次元的な形状の情報が、重要だろうという予想がついたんですよ。で、そこからより視覚的な研究に入っていったわけです。
○３次元的なボリュームみたいなものが重要だということですか。
■そうそう。
○それが必要であると予想した理由は？
■第一の理由は、この研究ではサルに、押しボタンスイッチ、つまみスイッチ、レバースイッチ、ちっちゃなつまみスイッチと、操作する動作と形状が違う４つのスイッチを使って実験したんです。
操作運動をコントロールしているニューロンのなかに、たとえば台の上に立てたレバーを握って操作（手前に引く）と反応するようなニューロンがあるんですが、面白いのは、傾きを変えてやるとね、だんだん反応が違っちゃうんです。
○反応が変わるんですか？ どんなふうに？
■棒の頭が右上斜め４５度を向いているときには、レバーを握るときにすごく強く反応するんだけれど、逆に左斜め下方向を向いたレバーを握る時には活動が抑制されてしまう。
するとこのニューロンにとって、何が大切かっていうと、「レバーを握る」っていう動作よりも「空間内でのレバーの傾き」がものすごく大切だと予想できるわけですよ。
で、もう少し調べると傾きも３次元的な傾きが大事、つまり、ちょっと前後方向に傾きをかえると反応が大きく変化するニューロンが見つかったんですね。それと、それぞれのスイッチを操作しないで、ただ、じっと見ただけで反応するニューロンもあった。ですから、対象となる物体の三次元的な形態が大事だろうと、予想したわけです。
|
[03: 頭頂葉では対象・自分の体の視覚情報と、運動情報がマッチングされている] |
■このあと、この研究は、今、近畿大学医学部の助教授の村田先生が引き継いでやってくれるんですけど、彼は、動作は握るという単純な動作に限定してしまって、握る対象物の形を、単純だけれどバリエーションをもたせて実験したわけです。リング、板、球、立方体、砲弾型、直方体なんかを使って調べたんですが、ある形をしたものを握らせたときにすごく強く反応するニューロンが見つかったんです。
○それは自分の手の形によるんですか、それとも握ったときの相手の形による？
■うん、頭頂葉のニューロンの面白いのは、さっき話したように対象の形の視覚情報の入力があるんだけれど、自分の手の形の視覚情報の入力があるんですね。それと、運動に関した入力として、運動野からの運動信号の出力の一部が入力しているみたいだけれど、でも、握った時の相手の形、というか、体性感覚（触覚）の情報は調べた限りでは入力がないんです。
○へえ。すると、ビジュアルセンサー入力と運動出力の信号ですね。それが統合されると。
■そう。それが頭頂葉でマッチングしてる。自分の運動がちゃんとできているかどうかモニターしているわけです。そこが一番面白いところなんです。
視覚の情報も来てるし、自分の運動の情報も来ている。それがうまく合わさると非常に強く活動する。そういうところなんですよ。
○はい。
■ちょっと話が飛んじゃったんですけど、村田君の実験では操作運動はすべて掴むという動作で一様だったわけです。彼は同じ形状だけど大きさが違う対象を用意して調べたりして、視覚的には相手の単純な３次元形態がいちばん大事だということが分かってきたということです。
|
[04: 基本形をつなぐ情報表現はどのように脳内で表現されているのか] |
○人間は、どんな形で３次元の情報を持ってるんでしょうか。先生のお名前をパラパラと検索したなかにも出てきますが、ビーダーマンは基本的な「ジオン（geon）」という形が組み合わさって表現されているんじゃないかという考え方を示してますよね。
http://www.ics.kyoto-su.ac.jp/~fujii/JutenRepo99/sakata.html
○次号へ続く…。
科学技術ソフトウェア
データベース
