左右非対称な脳

人は一見、左右対称に見えますが、実はそうではありません。そしてそれは、脳も同じです。

But this so-called lateralization, the tendency for brain regions to process certain functions more in the left or right hemisphere, varies from person to person.

参照元：https://www.cbs.mpg.de/how-the-brain-is-not-symmetrical
– マックス・プランク人間認知・脳科学研究所 Max Planck Institute for Human Cognitive and Brain Sciences. SEPTEMBER 15, 2022 –

一見したところ、人間の身体は左右対称に見えます。

2本の腕、2本の脚、2つの目、2つの耳、そして鼻と口までもが、ほとんどの人の顔を分割する架空の軸上に鏡のように並んでいるように見えます。

そして最後に脳です。

脳はほぼ同じ大きさの2つの部分に分かれており、溝や膨らみも同じようなパターンを描いています。

しかし、最初の印象とは裏腹に、脳の領域は左右で微妙に、しかし機能的に違いがあるのです。

2つの半球は異なる機能に特化しています。

例えば、空間的な注意は、ほとんどの人が右半球で主に処理され、言語は左半球で主に処理されます。

こうすることで、仕事をより効果的に両半球に分配することができ、その結果、全体として仕事の幅が広がります。

しかし、この「側方性」と呼ばれる、ある機能をより多く処理する脳領域の傾向は、人により異なります。

しかも、大多数の人に比べて、脳が特殊な鏡像反転をしている少数派だけではありません。

古典的な脳の並び方をする人でも、その非対称性がどの程度顕著であるかは異なるのです。

このことは、ひいては機能そのものにも影響を与えることが、先行研究によって明らかにされていました。

例えば、失読症では、ある言語領域の左非対称性が欠如していることが観察されます。

また、統合失調症や自閉症スペクトラムなどの病気や、子どもの多動性にも、脳の左右対称性の欠如が関与しているようです。

しかし、これまで、脳の非対称性の個人差のうち、どの程度が遺伝的なもので、どの程度が異なる要求によるものなのかは明らかにされていませんでした。

さらに、脳の非対称性に類似した特徴がサルにもあるのでしょうか？

このたび、マックスプランク研究所（MPI CBS）とユーリッヒ研究所の研究者らは、大脳皮質における脳機能の円滑な変化の軸を示す機能勾配の非対称性について調査しました。

その結果、左右の脳領域の機能構成には微妙な違いがあることがわかりました。

左側では、言語処理に関与する領域は、視覚や感覚に関与する領域から最も離れています。

一方、右側では、例えば注意やワーキングメモリをつかさどる前頭葉ネットワークと呼ばれる領域が、これらの感覚領域から最も離れています。

また、これらの機能的配置の個人差は遺伝的なものであることがわかりました。

つまり、遺伝的要因に部分的に影響されているということだ。同時に、ヒトの脳におけるこの非対称性の大部分は、遺伝的要因では説明できないことがわかりました。

つまり、ある種の非対称性は、少なくとも部分的にはその人の経験によって影響を受けるということです。

さらに研究チームは、ヒトの脳がサルの脳よりも非対称であることも明らかにしました。

今回、『eLife』誌に掲載されたこの研究の主執筆者である王斌（MPI CBS博士課程）は説明します。

王博士：観察された機能的非対称性は、遺伝的影響と個人の経験に由来する非遺伝的影響の双方を反映していると思われます。

実際、高齢者では、右方向の非対称性が減少していることが観察され、生涯を通じて微妙な違いがあることが示唆されました。

この研究の責任者であるMPI CBSのSofie Valk研究員は説明します。

Valk研究員：私たちは、左右の半球の微妙な違いが、なぜ言語や注意に関係し、さまざまな発達障害に関与しているかを理解したいと考えています。この非対称性の遺伝性がわかれば、この形質を形成する遺伝的要因と環境要因の役割を理解するための第一歩となるでしょう。いずれは、左右の差が乱れたときにどこがおかしくなるのかを解明できるようになるかもしれません。

研究チームは、双子を含む人間の脳スキャンと、19匹のマカクザルの脳スキャンの2つのデータベースを用いて、これらのつながりを調査しました。

一卵性双生児、二卵性双生児、血縁のない個体を比較することで、兄弟間でどのような違いがあるのか、つまり、遺伝的なものではなく、環境の影響によるものは何かを明らかにすることができました。

また、マカクとの比較により、ヒトとサルの違いはどこにあるのか、進化によって生じたものはどれなのかが明らかになりました。

科学者たちは、これらの違いを、いわゆる低次元の脳機能的な接続性組織の助けを借りて計算しました。

これは、別々の脳領域がどの程度連携して働くことができるかを示すものです。

研究者らは、この組織的特徴をそれぞれの半球で計算し、左から右を引いて非対称性指数を算出しました。