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ジュニアアルペン競技とスキー全般についての情報ブログです。

脳のやわらかさ

脳のやわらかさ

過去数回に分けてジュニア期の運動機能の発達について見てきました。

一つ目が、乳幼児心理学を専門とする研究者による文献の紹介です。

「運動学習には適時性があり、平衡感覚、俊敏性、巧緻性の学習は、幼児期から10歳頃までが適している」というものでした。

二つ目は、スポーツ学習における臨界期の存在に否定的な考え方で、「スポーツ技能の学習に臨界期が存在するという証拠は存在せず、終局的な成功のために特定の技能の早期の経験は不可欠であるという証拠も存在しない。加えて、レディネスに関する議論から明らかになったことは、子どもにとって特定のスポーツを若年のときから専門化する絶対的な理由ないことだ」としています。

加えて、カナダで始まり、世界に広まりつつあるトレーニング理論であるLong Term Athlete Development (LTAD)とそのスキーへの応用に関する実践理論についても(未完成ではありますが)紹介しております。

そこでは、「トップアスリートになるためには、約10年間、およそ1万時間の長期的な練習が必要。年齢では個人のばらつきが大きい。生物学的な発達段階に応じて、適切な運動を計画的に行っていく必要がある。」ことが主張されています。

コーチや保護者は得てして短期的な結果を望みたがるが、それは悪い結果を生むだけだとしています。


個人的には、臨界期(感受性期、学習の適時性)については、まだまだ不明な点が多く、個々の研究結果の性急なスポーツ分野への適用は妥当性を欠くと考えています。

そこまで研究は進展していないと言うことです。


今回は、臨界期についてどこまでわかっているのか、日本の臨界期研究の第一人者であるヘンシュ貴雄さんの対談を資料として引用することにいたします。

テレビ等には、研究をほとんどしたことが無い「ニセ脳科学者」が跋扈していますが、この人は本物ですよ。

原文は、こちらこちら


Profile
ヘンシュ 貴雄(へんしゅ・たかお)

1988年Harvard大学卒業後、東京大学医学部にて修士号。1991年ドイツMax-Planck研究所のFulbright研究員を経て、カリフォルニア大学サンフランシスコ校(UCSF)にてHHMI大学院生、修士(医学)取得。1996年より理化学研究所・脳科学総合研究センター神経回路発達研究チーム・リーダー。2000年から臨界期機構研究グループ・ディレクターを兼務、理研長期在職権付研究員。2006年よりHarvard大学教授(Center for Brain Scienceとボストン小児病院)。2001年にブレインサイエンス振興財団「塚原仲晃記念賞」、2005年に北米神経科学会Young Investigator賞、平成18年度文部科学大臣賞等受賞。
著書には「頭のいい子ってなぜなの?」(海竜社)

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大隅 ヘンシュ先生のお母様は日本人で、お父様はドイツ人…。

ヘンシュ そしてアメリカ育ちです。東京生まれなんですが、2歳のときに渡米して、大学卒業後に日本に留学しました。私は、小さいころからずっと並行して3カ国語を話していました。母と話す時は日本語、父とはドイツ語、外では英語と分けて身につけましたので、混乱することはありませんでした。兄弟がいるとそのルールが崩れてしまったかもしれませんが、私は一人っ子なので、自然にできました。

大隅 私が1歳のときに、母が私を置いてアメリカに1年ほど留学しました。そのとき、アメリカの子ども向けの歌のレコードや、絵本をたくさん送ってくれましたので、すごく小さいころから英語の歌を聴いていました。英語自体は小学校3年生ぐらいから習いました。

ヘンシュ お母様からのおみやげということで、集中してお聴きになったことがよかったのではないでしょうか。アメリカの発達心理学者の面白い実験結果があります。6カ月から9カ月の赤ちゃんに、週3回、30分ずつ中国人の先生と遊んでもらいました。1カ月間で、合計5時間ぐらい中国語を聞いたことになりますが、赤ちゃんたちは、中国語を母国語とする人たちと同じように、中国語に特異的な発音を認識できたそうです。別のグループに、その先生のビデオかテープだけを聞かせたところ、その子たちはいっさい学習していなかったという結果が出ました。人とかかわることが、赤ちゃんたちにとって何らかのよい意味をもっていて、集中力が高まり、中国語が重要と認識され身についたけれど、テープではその効果がなかったと解釈されます。この例からいうと、お子さん向けの教育ビデオなどをどんなにたくさん見せても、子どもにとって重要と認識されなければ身につかない。あるいは、へんなふうに身につくという心配もありますので、まだまだ環境と脳の発達について、研究する必要があります。

大隅 6か月から9か月というと、「臨界期」の初期の頃でしょうか。

ヘンシュ はい。「臨界期」は、脳神経回路が形成される過程のなかで、環境からの刺激に応じて神経回路網の再編、組み換えがいちばん強く見られる時期です。経験が遺伝子プログラムに強く影響する時期ですね。臨界期は、私の研究テーマです。十数年前、ちょうど、遺伝子操作で、マウスの特定の遺伝子の働きをなくしたり、変えたりする技術が脳科学に応用された初期の頃なんですが、臨界期についてマウスで研究できないかと思って始めました。


大隅 先生は発達段階を研究していらっしゃいますが、私は、その前の初期の脳ができあがるような時期と、大人になってから脳の神経細胞が生まれるところを見ています。昔は、3歳ぐらいのときに脳細胞の数がいちばん多くて、あとはどんどん死んでいくだけと言われていましたが、15年くらい前から、大人の脳でも神経細胞が生まれていることがわかりました。できあがった脳というのは、コンピュータの素子がピッシリ入っていて、入力によってつなぎかたが変わるだけではなく、素子が新たに加わっていくという見方になりました。大人の脳でも神経細胞が新たに生まれることができるのは、神経幹細胞がずっと残りつづけているからです。そして、最近、わかってきたことは、生まれる前の赤ちゃんの状態で使われている分子メカニズムが、大人の脳のなかでも働いているということです。ヘンシュ先生のところでいちばんホットな研究というと何でしょうか。

ヘンシュ 臨界期の脳の柔軟性を「可塑性」とよびます。私たちは、遺伝子を操作して、生後の脳の臨界期を操作することに成功しましたが、その臨界期の可塑性を今度は大人によみがえらせる手法を調べています。

大隅 CRESTのプロジェクトに含まれていますか。

ヘンシュ はい。二つほどおもしろい結果が出つつあります。一つは、発生段階で使われた分子が、発達期に別の役割で現れることです。生後の脳では、できあがった神経回路の活動に応じて可塑性が起こりますが、そのとき発生段階の分子がおもしろい役割を果たしていそうです。もう一つは、可塑性が起こっていけない時期に起こらないようにさせるブレーキ的な分子がわかってきました。可塑性が起こらない、つまり柔軟に脳が組み換えられないようにする分子が、いくつか存在しています。もしかしたら、可塑性を引き起こすメカニズムは常にあり、それをうまく抑えることで、臨界期らしき現象が現れているのではないかと考えています。

大隅 ブレーキのほうが大事かもしれないということですね。刺激はこの程度しかないということがわかれば、必要以上にいろいろな可能性を残しておく必要がない。だから、そこはもうシャットオフしてしまう。フレキシブルにしておくと、生物は大きなエネルギーを必要とするので、閉じてしまったほうがエネルギー的に得をするのではないか。生物の上手なストラテジーのような気がしますね。

ヘンシュ 限られた環境に生まれ育ったマウスやネコは、臨界期に脳回路をある程度固めておくと、先生がおっしゃるように、節約になります。ところが、人の環境は変化し続けます。たとえば、飛行機に乗って、急に環境が変わって、その環境に適応できないということが起こります。また、大人になってからも第二外国語を獲得したいとか、新しいスキルを身につけたいとか思うと、ブレーキ的存在が困ります。臨界期はどちらかというと邪魔な存在になっています。

大隅 でも、新しいことを記憶するようなことに関しては、あきらめなくてもいいのではありませんか。海馬では、新しく神経細胞が生まれています。海馬は、記憶の入口と位置づけられ、短期記憶などがそこにまず定着するのではないかと言われています。そこに新たな神経細胞が生まれてくるということは、可塑性そのものを見ている可能性が強いのではないかと思っています。残念ながら脳のすべてで神経が生まれているわけではありませんが。

ヘンシュ そうですね。機能別に臨界期は強く現れたり、ゆるく現れたりします

大隅 大人の脳の神経新生がうまくいかないことと、うつ病などが関係しているらしい証拠が多数出てきています。新たな神経細胞の産生をうまく維持できることが、心の営みに重要ではないかということです。そういう観点から、研究の応用の出口の方向として、私たちは特に栄養という観点を考えています。栄養で、神経新生をよくすることができれば、しかも副作用が非常に少ないようなかたちで行うことができれば、とてもベネフィットがあるのではないかと思っています。

ヘンシュ そうですね。私は、最近、自閉症などは、臨界期の異常ではないかと考えています。自閉症はいまアメリカで増加していて、160人に1人が自閉症という高い率になっています。この原因はよくわかりません。病気が認識される率が高くなっただけなのか、実際に増えているのかはわかりません。
私たちの研究で、大脳皮質にある2種類の神経細胞、興奮性細胞と抑制性細胞では、抑制性細胞のほうが臨界期の開始の時期設定をしていることがわかっています。興奮と抑制のバランスがうまく取れない場合に、統合失調症や自閉症につながる可能性があります。遺伝子の研究からも、興奮と抑制を調整する遺伝子がかかわる可能性が見えてきています。特に自閉症は、3歳以降に正常な発達過程からずれますので、臨界期の神経回路網を組み換える大事な時期に、環境からの影響を受けて症状が出ていると考えられます。

大隅 自閉症の場合には、臨界期が早く閉じてしまうのですか。

ヘンシュ 仮説としてはそうです。早く閉じたり、後ろにずれたりするのではないかと。いま、ボストン小児病院で研究をしていますが、興奮と抑制のバランスを操作すると、少なくともマウスでは、臨界期を後ろにずらす、あるいは早めることができます。もしかしたら、自閉症では、ある脳機能は、臨界期をまだ迎えていない。別の脳機能は臨界期を早く閉じてしまい、天才的な面もあるし、機能が発達しない面もあるということになるのではないかと思います。

大隅 いまお話を聞いていて、興奮性と抑制性のバランスのところが非常に重要だと思いましたが、そこにもう一つ、私としては「役者」を加えたいと思うんです。それは、グリア細胞といわれるものです。グリアは、日本語では、神経膠細胞といいます。グリア細胞の一つ、アストロサイトは、血管と神経細胞の間の橋渡しの役割をしています。例えば血管のなかに入ってくるいろいろなホルモンやサイトカインなどの分子や栄養を神経細胞に届ける。そこの微調整が悪いと、いろいろなアンバランスが起きてくる可能性があります。

ヘンシュ グリア細胞は、神経細胞のつなぎめである「シナプス」の形成にかかわっていることが最近わかってきています。先ほど言っていた、大人になってからのブレーキ的存在にかかわる可能性があります。

大隅 私たちがモデル動物として使っている中にも、神経細胞の異常とともにグリア細胞の異常が見られるものがあります。もしかすると、両方大事なのではないかと思い、二つの方向からアプローチしはじめたところです。

大隅 いま世間では脳科学に対する関心が高まっていると感じますが、脳科学の方からは、どんなことを提示できると思いますか。

ヘンシュ 研究が進むことによって、いろいろなことがわかってきます。しかし、たとえば、臨界期は、その子の将来を決める大事な時期ですから、そこを下手に操作してしまうと、おかしな発達が起こる可能性があります。むやみにいろいろな刺激を与えたり、根拠がないようなことをしてはいけないと思っています。

大隅 もっと研究が進めば、治療に役立つようなこともわかる可能性がありますね。

ヘンシュ はい。臨界期の基礎原理がわかってくると、どの時期どういった刺激を与えることによって、正常に持っていけるかということが考えられます。正常の定義は難しいところですが、理想的な発達に持っていけるかということです。実際に動物モデルでは、時期を操作することが可能になっていますから、うまく活用することによって、臨界期の異常を示した子どもたちにとって、何らかの救いになる可能性があります。
例えば自閉症の一種にレットシンドロームというものがあります。これは主に女児がかかり、これまでは治療法がない病気とされていました。今年の2月にレットシンドロームのマウスモデルで、大人になってから、この病気で欠けている分子を戻すことによって、完璧に治すことができました。

大隅 この病気の子供の親たちにとってはとても期待がもてるデータですね。

ヘンシュ この分子が原因ということが、99%確実でしたので、可能な実験でしたが、そうした成功例を元に、いろいろな病気の脳の神経回路レベルを考えて、治療することができるようになると思います。しかし、逆に、正常なわが子の脳の発達をプラスアルファにしようと思われる親たちには、注意の言葉が必要かと思います。アメリカで、集中力が低下しているために、学校でうまく成績が上がらないADHDの子供たちに、リタリンという薬を使うのですが、正常なわが子にもリタリンを与えて集中力を高めて、さらに優秀な学生にしようと思うお母様方がいらっしゃいます。

大隅 それはどうかという話ですね。ブレイン・マシン・インターフェイスという、脳と機械をつないで、脳の信号をとりだし、コンピューター操作ができるようにする試みがあります。脊髄損傷の方が使えるようになるのはいいことだと思います。でも、非常に強力なサイボーグを作るのはどうなのか。そういう方向が行き過ぎていいのかというと、ちょっと違いますね。

ヘンシュ そうですね。自然を超えたようなことはあまりお勧めできない。あるいは一つの実験結果から極端な応用をすることもいけない。臨界期を早めることができれば早いほどいいではないかという解釈は間違っています。臨界期はいくつかの段階を経て、特定の脳機能を組み上げます。すべてを一気に早めてしまうと、最初の段階がまだ未熟な状態で次の段階が形成されてしまうおそれがあります。

大隅 そうですね。

ヘンシュ 私たちは、ベンゾジアゼピンという薬を使ってマウスの臨界期を早めることができました。これはてんかん発作を抑える精神安定剤ですから、臨床医がよく使う薬です。もちろん発作を抑えるのが目的ですが、副作用として、臨界期が早まって開始する可能性が考えられます。

大隅 小児のてんかんはかなり多いですからね。

ヘンシュ ええ。いま小児病院で、そういったケースがあるのかどうかみています。実際に人の子どもの脳の発達に何か影響があるのか。よい影響とは思っていません。未熟な脳に臨界期を開始させることによって、未熟な視力が定着するということが考えられます。

大隅 CRESTの研究でも何かされていますか。

ヘンシュ 鳥のさえずり学習をモデルとして同じような結果を得ています。鳥は3段階の臨界期をへて、歌を歌うようになります。まず、親の歌を聞いて、それを暗記します。次に、それをテンプレートとして、未熟な発声から始まって立派な歌にまで磨いていきます。そこで、実験ですが、暗記する最初の段階にベンゾジアゼピンを投与すると、臨界期が早まったかのように、未熟な歌が定着して、固定化されます。歌は鳥にとっては交尾に重要な機能を持っていますから、ラブソングがうまく歌えないと、行動に影響すると考えられます。


大隅 教育についてもいろいろとお考えになっていらっしゃるでしょう。

ヘンシュ 臨界期の概念は、教育にとって、とても重要ではないかと考えられます。一言で臨界期はどれくらいの期間であるかはお答えできませんが、だいたいの機能は生後6歳から8歳ぐらいまでに成立してしまいます。それを考えると、小学校に上がる前の時期が最も重要であると考えられます。最近、脳科学と教育を結びつける動きが、日本国内でも国際的にも見られています。正式な学校以前の期間が、最も重要ではないかという見方になってきています。

大隅 たとえば、外国語の習得とか。

ヘンシュ 全世界どこへ行っても共通ですが、外国語の勉強は中学校から始まります。言語の臨界期は長いものなんですが、だいたい12歳ごろまでにはネイティブの発音や文法の理解が身についてしまいます。ちょうど中学校に上がるときには、臨界期が終了しています。なぜ臨界期の終わりをねらったかのうような時期に、外国語の勉強を始めるのかと疑問がわきます。最近の発達心理学者の結果から見ると、生後6ヶ月ごろに聴覚の訓練が始まらないと、ネイティブの発音を理解する基本的な神経回路の形成が終ってしまうおそれがあります。

大隅 でも、別の考え方の方もいらっしゃいますよね。つまり母語がしっかりしない時に、二つの言語を並行して学習するということは、脳に対して非常に過度な負荷をかけているのではないか。そういう考え方の方もいらっしゃると思うんです。

ヘンシュ それは伝統的な教育学者の発想だと思います。言語がバッティングするのではないか。たしかにそういう現象も見られます。しかし、脳の基本的な「マップ」とよばれる基本的な神経回路をつくっておかないと、あとで、それを使おうと思っても、ないものは使えませんので、とりあえず作っておくことが重要だということが、動物実験からは示されます。帰国子女の経験話からも、似たようなことがわかります。脳科学を理解することによって、どういう刺激の与え方をするのがよいか、ということもわかるようになります。


大隅 社会とのかかわりを私たちの研究フィールドで考えますと、遺伝子ですべてのことが決まってしまうと思っている方たちがまだ非常に多いんですね。例えば、精神病にかかる確率が何パーセントですと、遺伝子でわかることになったら、自分の運命がそこに書き込まれてしまっているということで、非常におそれたり、拒絶されたりする方が多いように思います。そういったものではないということを、私たち脳科学者が常にきちんと説明していかなければいけないと思っています。遺伝子の働きは、生まれるところまでではなく、学習などの外からの刺激によってその働き方が変わる。毎日、遺伝子が働いているから、生活できている。そういうお話を市民向けの講演などでするようにしています。

ヘンシュ そうですね。環境によって遺伝子の働き方を変えることはできるでしょうね。ここは阻害しているけれども、ほかの機能を発達させることによって十分に補えるということもできるでしょうから、絶望的になってはいけないと思います。

大隅 最後にヘンシュ先生は、理化学研究所のほかに、米国に研究室をもたれ、行ったり来たりでたいへんだと思いますが、日米の比較で、何か、ご意見はございますか。

ヘンシュ いちばんの違いは、アメリカは研究者人口が多いということです。とくにボストンは大学が集中していて、情報が早い。お互いにうまく手を組んで、何か目標をたてて一緒に仕事をするにはいいですね。しかし、競争は激しい。日本の神経科学会に参加すると、ちょうどいい人数で、みんなで仲良く仕事ができるような印象を受けますが、違いますか。

大隅 私自身はそう思いますが、刺激が足りないといわれる方もあります。また、日本の場合、コミュニケーションの取り方のベースが違うのではないかと思うことがあります。

ヘンシュ 米国では、いくつかのラボが共通の機器を使い、そこで自然に会話が始まり、意見の交換があり、共同研究が生まれます。

大隅 東北大学では、今回、グローバルCOEの脳科学の拠点ができました。生命科学研究科や医学系の14人ぐらいのメンバーですが、そのインターアクションをどううまく発展させるかを今、考えているところです。共通機器で交流が生まれるというのは、大事なポイントですね。

(一部略)


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Author:ジュニアスキー
子供が小1の冬に家族でスキーを始め、すっかりその魅力にはまっております。小4から地元のスポーツ少年団に所属し、競技スキーを始めています。(現在中3)
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(2009年7月25日開設)


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