著者インタビュー(脳の不思議な世界)

岩井
岩井

最初の打ち合わせが2017年3月でしたので、1年9ヵ月ほどで完成しました。本書のような大型の企画にしては割とスームズに進行できまして、有り難うございました。

岩井
岩井

では、本書で伝えたかったこと、また先生ご自身についてもお伺いしたいと思います。
脳の専門家として長年、研究されてきた先生にお聞きしたいのですが、先生の考える「脳」とはどういうものですか?

村上先生
村上先生

地球上にはいろいろな環境がありますが、そこで生きる動物は、周囲から与えられる試練に対抗するためさまざまなスキルを進化させてきました。それをもっとも象徴的に示す器官だと思います。

岩井
岩井

では、脳を持たない生き物もいますが、なぜ脳はさまざまな生き物が持つようになったのでしょうか?

村上先生
村上先生

確かに植物などは脳を持ちませんが、自分から能動的に活動する動物の多くは脳を持っています。そして、脳は一般的に体の前方につくられます。これは体の進行方向から最も多くの刺激を受け取るので、体の前方に感覚器官が集まる傾向があり、そこに情報を集めて解析する装置として脳が生じたのではないかと思います。

岩井
岩井

なるほど、進行方向に敵や餌を感知する器官として出来上がったのですね。
では、そのように生じた脳は、長い時間をかけて進化してきたと思いますが、現在も脳は進化していると言えるのでしょうか?

村上先生
村上先生

はい、現在も進化しています。おそらくこれからも様々な機能を備えた脳が進化してゆくと思います。

岩井
岩井

もう少し脳の成り立ちについてお聞きしたいのですが、なぜ生き物によって脳の形や働きがさまざまなのでしょう?

村上先生
村上先生

脳は周りの環境の情報を集め、ふさわしい運動応答をつくる器官です。ですから、動物によって主に使う感覚器や運動によって、「脳のどこを使うか」が動物の種ごとに異なります。これが長い年月をかけて脳の形や機能が変わってきた理由だと思います。自然が5億年をかけて行った壮大な実験の結果ともいえるでしょう。

岩井
岩井

今度はもっと身近なところからの質問なのですが、親と子どもでは見た目が遺伝することはよくわかるのですが、脳の特徴も遺伝するのでしょうか?

村上先生
村上先生

脳の神経細胞を作ったり、神経の配線を決めたりするのに様々なタンパク質が働き、これによって脳の特徴も作られていきます。これらタンパク質は、DNAから作られる(翻訳される)ものです。そのDNAは両親から受けぐので、当然親が持っている形質が受け継がれると思います。ただ(両親どうしでDNAが交換される)有性生殖を行う動物が多くいます。その場合、両親の形質が混じり合うので、親と全く同じものにはなりません。

岩井
岩井

親になると自分(親)の性格などの特徴が子供に遺伝するか、誰もが少しは気になるのではないでしょうか。では、賢さや好奇心、男らしい女らしいなどの特徴も遺伝するのでしょうか?

村上先生
村上先生

ある程度は遺伝すると思います。ただし、そうした形質は生後の経験によって変化する要素がとても多いと思います。私は賢くないので、賢さは生後の努力で何とかなると信じたいです。

岩井
岩井

たくさんの努力によって(?)研究者になられたと思いますが、ところで、先生はどうして脳研究者になったのでしょうか。

村上先生
村上先生

鳥類と哺乳類の脳を見比べたときに、あまりに大きなが違いがあったので、興味を覚えたのがきっかけです。

岩井
岩井

現在はどのような研究課題をもっているのでしょうか?

村上先生
村上先生

脊椎動物の脳はさまざまな形態に進化しているので、どうしてそんなことが可能になったかを明らかにしたいと考えています。

岩井
岩井

昨今、高齢化の進行もあり、認知症など脳の働きへの関心が増してきていますが、主に脳の進化を専門とされている先生からは、このような脳の障害はどのように説明できるでしょうか?

村上先生
村上先生

あくまで私の見解ですが、ヒトの寿命は医学の進歩がなければ今よりずっと短いと考えられています。脳はもともと100年近くも使うようには進化してこなかったのではないかと思います。

岩井
岩井

医学の進歩と脳の寿命のバランス、難しい問題ですね。では最後に、この本『遺伝子から解き明かす脳の不思議な世界』のどのようなところに注意して読んでほしいでしょうか? また本の最たる魅力は?

村上先生
村上先生

本書では刺胞動物からヒトまで、さまざまな系統の動物の脳が網羅されているので、動物ごとに多彩に進化した脳の形や働きに触れていただきたいです。また、それぞれの章は各分野の第一線で活躍しておられる先生方が執筆されています。その中では実際の研究の進め方なども多く紹介されているので、将来研究者を目指す人にとっても参考になると思います。

岩井
岩井

今回はインタビューを有り難うございました。本書『遺伝子から解き明かす不思議な世界』では、さまざまな動物の脳を紹介し、特にヒトの脳がいかに知能を獲得したかなど、丁寧に解説しています。ぜひ手にとってみてください!

『遺伝子から解き明かす脳の不思議な世界:進化する生命の中枢の5億年』(編著:滋野修一、野村真、村上安則)
本体4500円、B6サイズ、520ページ、2018年12月発売

コメント

ミエリン鞘はとも呼ばれ、軸索に巻き付いて絶縁体として働く構造である。これにより神経パルスはミエリン鞘の間隙を跳躍的に伝わる(跳躍伝導)ことで神経伝達が高速になる。ミエリン鞘は末梢神経系の神経ではシュワン細胞、中枢神経系ではオリゴデンドロサイトから構成される。

脳の中にある空洞のこと。脳脊髄液で満たされている。脊髄にあるものは中心管と呼ばれる。

神経堤細胞は脊椎動物の発生時に見られる神経管に隣接した組織。頭部では神経、骨、軟骨、甲状腺、眼、結合組織などの一部に分化する。

細胞の生体膜(細胞膜や内膜など)にある膜貫通タンパク質の一種で、特定のイオンを選択的に通過させる孔をつくるものを総称してチャネルと呼ぶ。筒状の構造をしていて、イオンチャネルタンパク質が刺激を受けると筒の孔が開き、ナトリウムやカルシウムなどのイオンを通過させることで、細胞膜で厳密に区切られた細胞の内外のイオンの行き来を制御している。刺激の受け方は種類によって多様で、cGMPが結合すると筒の穴が開くものをcGMP依存性イオンチャネルと呼ぶ。TRPチャネルも複数のファミリーからなるイオンチャネルの一群であり、非選択性の陽イオンチャネルである。発見された際に用いられた活性化因子の頭文字や構造的特徴から、A (Ankyrin), C (canonical), M (melastatin), ML (mucolipin), N (no mechanoreceptor), P (polycystin), V(vanilloid)の7つのサブファミリーに分類されている。TRPは、細胞内や細胞外の様々な刺激によって活性化してセンサーとして働いたり、シグナルを変換したり増幅したりするトランスデューサーとしての機能も併せ持つ。温度センサーやトウガラシに含まれるカプサイシンのセンサーとしても機能していることが知られている。

任意の遺伝子の転写産物(mRNA)の相同な2本鎖RNAを人工的に合成し生物体内に導入することで、2本鎖RNAが相同部分を切断して遺伝子の発現を抑制する手法。2006年には、この手法の功績者がノーベル生理・医学賞を受賞している。

様々な動物種間で塩基配列やアミノ酸配列を比較することによって、類似性や相違を明らかにする手法。この解析によって動物種間の近縁関係や進化の過程を予測することが可能になる。

発生過程で神経管を裏打ちする中胚葉組織であり、頭索類・尾索類では背骨のような支持組織としての役割を持つ。脊椎動物では運動ニューロンの分化を誘導するなど発生学的役割を持つ

魚類に顕著にみられる鰓のスリットで、哺乳類では発生の初期にはみられる。発生が進むと複雑な形態形成変化が起き、消失するが、外耳孔などは鰓裂の名残ということができる。

動物の初期発生において最初の形態形成運動として原腸陥入が起こる。原腸は消化管に分化する。この原腸陥入によって生じる「孔」を原口と呼ぶが、これが将来の動物の体の口になるのが前口動物であり、肛門になるのが後口動物である。半索動物、脊索動物は後口動物である。

ナマコの幼生のことをオーリクラリア幼生と呼ぶが、ウニのプルテウス幼生、ヒトデのビピンナリア幼生、ギボシムシのトルナリア幼生など、形態的共通性をもつ幼生全体をまとめてオーリクラリア(型)幼生と呼ぶ。今日ではディプルールラ型幼生という呼び方が広く使われている。この説はガルスタングが1928年に提唱した。その時代にはオーリクラリアという用語が使われたため(ディプリュールラ説ではなく)オーリクラリア説と呼ばれている。

Hox遺伝子はショウジョウバエで発見されたホメオティック遺伝子の相同遺伝子である。無脊椎動物のゲノムには基本的に1つのHoxクラスターがあり、脊椎動物のゲノムには4つのHoxクラスターがある。Hoxb1は4つあるクラスターのうちのBクラスターに属する1番目のHox遺伝子という意味である。

脊椎動物胚の後脳領域には頭尾軸にそった分節性(等間隔の仕切り)がみられる。この各分節をロンボメアと呼び、図14に示すように7番目までは形態的に明瞭に観察できる。

脊椎動物のゲノムにはふたつか3つのIsletが存在する。Isletは脳幹(延髄、橋、中脳)の運動性脳神経核に発現して、運動ニューロンの分化に関与している。

感桿型では光刺激はホスホリパーゼCとイノシトールリン酸経路を活性化させる。繊毛型ではホスホジエステラーゼによる環状GMPの代謝が関与している。

気嚢による換気システムは獣脚類と呼ばれる恐竜から鳥類に至る系統で段階的に進化していったと考えられる。

このような特異な形態は胚発生期には見られず、生後に発達する。その過程は頭骨に見られる「テレスコーピング現象」と並行して進む。

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