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錯覚が起きているのは脳ではなく、目の「網膜」という新説

1: しじみ ★ 2020/06/24(水) 17:29:48.10 ID:CAP_USER

→明るさにかかわる錯覚の原理は100年以上研究されている
→脳が錯覚に介在している場合、ありえない錯覚のパターンが見つけ出され、脳の錯覚への介在が疑われる
→実験の結果、明るさの錯覚は脳でなく網膜の単純な神経回路で起きていた

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上の図は明るさを用いた錯覚を引き起こす典型的なものです。

影の部分にある「B」が描かれたマスは、明るい部分にある「A」と描かれたマスはより明るくみえます。
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「A」マスの右下の濃い色のマスが上下で色合いが変化しているのが錯覚のキーになっている。「A」マスの右下のマスを取り除くと、一気に同じ色にみえてくる/Credit:EdwardH.Adelson(文字はナゾロジー編集部記入)
ですが、周りのマスをはぎ取っていくと、実際は同じ明るさにあることがわかります。

脳を研究する研究者たちは、この錯覚(明るさ、輝度コントラスト)の背後にあるメカニズムを、100年以上にわたって解明しようと努めてきました。

しかし、ヒトの認識にかかわる部分は容易に解明できませんでした。

研究者たちはただ漠然と、「脳の調節機能にかかわる高度な働きが関与しているのだろう…」と、考えるしかなかったそうです。

ですが新たなMIT(マサチューセッツ工科大学)主導の研究によって、輝度コントラストの錯覚の発生地点は脳ではなく、網膜であることが証明されました。

錯覚は私たちの脳に辿り着く前の段階で、既に起きており、脳は後から認識するに過ぎないというのです。

MITの研究者たちは、認識問題の霧をどうやって切り抜けたのでしょうか?

■常に影のほうのドットが明るくみえる訳ではない

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画像をみると、まず脳は画像の各位置の明るさを特定します。

しかしながら、この特定は画像から発せられる光量に比例するとは限りません。

私たちの知覚は、特定の場所の色の濃さを、その場所を照らしている光の量とかけあわせて認識するからです。

そのため、上の図のように、影の場所にある明るいドット(右上と左下)に認識力を多く注いだ場合、明るい場所にある暗いドット(左上と右下)よりも、明るくみえる錯覚を起こします(実際には左右のドットは同じ色)。

反対に、明るい場所にある暗いドット(左上と右下)に認識力を多く注いだ場合、影の場所にある明るいドット(右上と左下)がより明るくみえてしまいます。

問題は「そのかけあわせが何処で行われているか?」になります。

錯覚の研究が盛んにおこなわれるようになった19世紀から現在に至るまで、このかけあわせは脳で行われると考えられてきました。

脳の明るさの調節を行う高度な働きが、錯覚をうみだしたと考えていたからです。

しかし、この説には不可解な点がありました。
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なぜなら、上の図のような「影の方のドットが暗くみえる」逆パターンが存在したからです。

「だからどうした?」

と、思われるかもしれませんがMITの研究者たちは、これは重要かつ決定的な事実だと考えました。

というのも「影の方のドットが明るくみえる」ように脳が介入をかけているなら、本来、逆は起こらないはずです。

しかし、逆がある。

すなわち、明るさの判断には脳の介在そのものが無い可能性が出てきたのです。

続きはソースで

https://nazology.net/archives/63082



引用元: http://anago.2ch.sc/test/read.cgi/scienceplus/1592987388/続きを読む

北京で「脳脊髄液から新型コロナウイルス検出」の衝撃

1: 砂漠のマスカレード ★ 2020/03/13(金) 06:53:09.15 ID:6bo1z/aV9

3月7日に山梨県で20代男性が、日本で初めて新型コロナウイルス性髄膜炎(脳と脊髄を包む膜の炎症)と診断された。
北京でも新型肺炎患者の脳脊髄液から新型コロナウイルスが検出され、中枢神経系への侵入例として注目されている。
中国の独立系メディア「財新」取材班が、”未知のウイルス”の正体に迫った。

新型コロナウイルスが肺炎だけでなく、脳炎を引き起こすかどうかが注目を集めている。

このほど首都医科大学付属北京地壇病院は、新型肺炎患者の脳脊髄液(訳注:脳室やクモ膜下腔を満たす無色透明の液)から新型コロナウイルスが検出され、ウイルス性脳炎であると臨床診断されたと発表した。
これは、新型コロナウイルスが患者の中枢神経系を攻撃する可能性を示す1つの証拠だ。

■56歳男性患者は顎が頻繁にけいれん

ウイルス性脳炎は比較的よくみられる中枢神経系の感染症だ。患者の発症時の臨床症状はけいれん、意識障害、反応の鈍さ、四肢まひ、髄膜(訳注:脳と脊髄を包む膜)刺激症状などである。

地壇病院で治療を受けていた56歳の男性患者は、新型肺炎の発症から10日目にいらいらし始め、落ち着かなくなった。これは軽度の神経系ダメージの症状の1つとみられている。

そのとき患者は危篤状態となっていた。急性呼吸不全となり、すぐさまICU(集中治療室)に運び込まれ、気管挿管(訳注:気道確保方法の1つ)などを受けた。
4日間の治療を経て呼吸不全が改善し、医師は鎮静(訳注:薬物などで神経の興奮を鎮めること)を中止した。

だがこのとき、患者は顎と口元が頻繁にけいれんし、げっぷも続き、四肢の筋張力が高まり、両膝の反射は過剰になり、両足のバビンスキー反射(訳注:病的な反射の一種)などの症状も出ていた。
神経系がダメージを受けた際の典型的な臨床症状である。

こうした症状は、ウイルス以外にも、患者自身の基礎疾患や酸素不足が誘因になることがある。だが、気管挿管によって患者の酸素不足は速やかに改善していた。
頭部CT検査や脳脊髄液の生化学検査(訳注:血液や尿、細胞の一部を採取して行う化学的な分析)を経て、地壇病院は患者の基礎疾患が誘因である可能性も排除。
最後に患者の脳脊髄液から新型コロナウイルスを検出し、臨床症状とあわせてウイルス性脳炎と診断したのだ。

■どうやって脳脊髄液に侵入したのか

ただ、脳脊髄液から新型コロナウイルスが検出されたからといって、新型コロナウイルスが中枢神経系に感染したと確定できるだろうか。

あるウイルス学者や臨床医師は、確実な証拠を得るには、患者の脳の生検(訳注:生きた人間の組織の一部を採取して行う検査)で新型コロナウイルスが発見される必要があると指摘した。
この患者は2月25日に全快し退院したため、脳の生検を受けていない。

とはいえ、この症例は重症・危篤の新型肺炎患者を治療するうえで非常に参考になる。救急を担当する地壇病院重症医学科主任の劉景院は、科の公式SNSアカウントで、
「一部のすぐに死亡した新型肺炎患者は意識不明状態になったことがあり、ウイルス性脳炎が原因の1つかもしれない」と、医療関係者に注意を促した。

新型コロナウイルスはどうやって患者の脳脊髄液に侵入したのか。脳炎の治療経験を持つ新型肺炎指定病院重症科のある医師によると、1つの可能性は咽頭からの侵入だ。
この患者の咽頭には新型コロナウイルスが集中していた。のどは脳に近く、とくに副鼻腔は脳から1層の組織を隔てただけだ。

だが、この侵入経路である可能性はとても低いという。「ほぼすべてのウイルス性脳炎は、血液を通して感染するものだ」と前出の医師は話す。
今回の患者の場合、まずウイルスが肺に感染し、その後ほかの部位に感染したと同医師はみている。

人体の血液は肺を通って酸素と結合し、それから全身をめぐる。
肺胞にウイルスがいる場合、ウイルスは肺胞から血液に入り、それから脳脊髄液へと侵入する可能性が非常に高い。

ほかにも、新型肺炎患者の病理解剖(訳注:病死者の死因などを解明するために行う解剖)によって、ウイルスがリンパ系に進入しうることがわかった。
脳脊髄液がリンパ系を通じてウイルスに感染した可能性も高いという。

ひとたび患者が説明不能な意識不明状態に陥ったならば、ウイルス性脳炎を疑うべきだ。この点でも地壇病院の症例が参考になる。
財新の調査によると、湖北省武漢における初期の数十の死亡例において、意識不明状態になったケースが多く見られた。
だが、当時の症例に関する資料は限られており、専門家チームも意識不明の原因を確定できていない。

https://headlines.yahoo.co.jp/article?a=20200313-00336503-toyo-bus_all
3/13(金) 5:45配信



引用元: http://ai.2ch.sc/test/read.cgi/newsplus/1584049989/続きを読む

単細胞生物も「考えてから行動」する:ラッパムシの実験から見えた意思決定の分子アルゴリズム

1: 朝一から閉店までφ ★ 2020/02/15(土) 18:08:17.57 ID:CAP_USER

2020.2.15 16:00
WIRED

 単細胞生物であるラッパムシは、実は「考えて」から行動している可能性がある--。そんな研究結果が、このほど公表された。外部から刺激を与えられたラッパムシは、どうやら“判断”を下して回避行動をとっているようなのだ。

TEXT BY SANAE AKIYAMA

人間社会では、考えなしに行動をする人のことを「単細胞!」と揶揄することがある。ところが当の単細胞生物は、これまで考えられていたよりも複雑に“思考”しているようだ。

「ラッパムシのような単細胞生物は、多細胞生物が生まれる以前は頂点に立っていた捕食者であり、多くの異なる水生環境で非常に広範囲に生息していました」と、ハーバード大学システム生物学部のジェレミー・グナワルデナ教授は説明する。「単細胞生物は何を避けるべきか、どこで食べるべきか、そして生きるために必要なすべてを把握すべく“利口”でなくてはなりません。それができる複雑な方法があるのは明らかでしょう」

つまり、単細胞生物は複雑な思考ができる--ということなのか?







ラッパムシが示した回避行動の意味

過去の研究を見ると、米国の生物学者ハーバート=スペンサー・ジェニングスが1906年、繊毛虫の一種である単細胞生物「ラッパムシ(Stentor roeselii)」を題材にし、反復刺激に対する段階的な回避行動を報告している。トランペットのような形をしたラッパムシは、池や沼地などの腐敗した葉の裏などに付着している。

これは単細胞生物のなかでは非常に大きな生物だ。ラッパ状になった頭頂部の囲口部は、繊毛(せんもう)と呼ばれる毛のような突起に覆われていて、それらは遊泳や食物の摂取に欠かせない構造になっている。

このときジェニングス博士が実施した実験は、染料であるカーマインパウダーをラッパムシの口めがけて放出するという、非常にシンプルなものだった。それは単に、ラッパムシがわずらわしい刺激物に対してどう反応するのかを観察したものである。

刺激物に晒されたラッパムシは、最初に体をくねらせて刺激物を回避し、次に繊毛の動きを変えて回転した。また刺激物の粒子を吸い込む代わりに、それらを吐き出した。それでもわずらわしい刺激から解放されなければ、ラッパムシは付着部に向かって急激に縮み込み、ついには付着根を離して泳ぎ去ってしまった。

これら一連の回避行動は当時、単細胞生物で報告されたなかでは最も複雑な行動であると関心を引いた。ところが、1967年に実施された再実験ではこの回避行動を再現できず、長いあいだ忘れ去られていたのだという。

ところが今回、ラッパムシに興味を引かれた研究者がかつての論文を調べたところ、再現性に欠けると烙印を押された実験の対象はラッパムシの別種「Stentor coeruleus」だったことが判明した。こちらの種は何かに付着してエサを探すのではなく、遊泳を好む種だったというわけだ。






数学が証明した段階的な行動
     ===== 後略 =====
全文は下記URLで
https://www.sankei.com/smp/wired/news/200215/wir2002150001-s1.html


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賢さは脳の大きさよりもむしろ血流にあった 人類の祖先の頭蓋骨からわかったこと

1: みずいろの雨 ★ 2020/02/06(木) 05:24:33.70 ID:rVgMPGCF9

 人間の知能はいかにして進化したのか? この謎を解き明かすため、考古学者たちは長年、道具や火を使用した痕跡、あるいは頭蓋骨から分かる脳の大きさの変化といった手がかりを調べてきた。

 しかし南アフリカ、ウィットウォーターズランド大学の研究グループは、私たちの祖先の知能を推測するためにまた別のユニークな方法を利用している。

 頭蓋骨の化石を調べることで、脳が機能するために必要な血液の量、すなわちエネルギーを調べることができる。ここから祖先がどのくらい物事を考えていたのか読み取るのだ。

■ 脳の代謝率が大きいほど脳の性能が上がる

 よくある前提は、祖先の知能は脳が大きくなるにつれて向上したというものだ。もちろん間違いではない。現生の霊長類ならば、脳内の神経細胞の数はその体積におおむね比例する。
 
 また哺乳類全般の研究からは、脳の代謝率――つまりそれが機能するために必要になるエネルギー量は、大きさにほぼ比例することも明らかになっている。

 脳の情報処理を担うのは、神経細胞(ニューロン)とそれらの結合(シナプス)だ。シナプスは、コンピューターに例えればトランジスタのように情報処理を行う部位である。

 人間の脳には、800億を超えるニューロンと1000兆ものシナプスがある。それは人体のたった2パーセントを占めるに過ぎないが、消費されるエネルギーは全体の20パーセント(安静時)にも達する。

 そして、そのうちの7割は、シナプスがニューロン間で情報を伝達する神経化学物質を作り出すために使われている。

■ 電気と電源ケーブル = 血液と頸動脈

 人類の祖先の脳がどのくらいのエネルギーを使用していたのか明らかにするために、『Proceedings of The Royal Society B』に掲載された今回の研究は、脳に流れる血流量に着目している。

 人間の脳は毎秒10ミリリットルの血液を必要とする。これは起きていようと寝ていようと、運動や数学をしていようとほとんど変わらない。
 
 この点に関して、脳はかなりエネルギー消費の激しいスーパーコンピューターのようなものだ。高性能のコンピューターは、その分消費する電力も多くなるし、それを供給するために太い電源ケーブルが必要になる。

 同じことが脳にも言える。認知機能が高度になるほど代謝率は上がり、太い血管でそれだけたくさんの血液を流し、酸素を供給してやらねばならない。

 脳の認知機能を司る大脳への血流は、2本の内頸動脈からやってくる。その動脈の太さは、そこを流れる血流量に関係し、それはすなわち血液が流れ着く脳が必要とする酸素の量に関係する。

■ アウストラロピテクスの脳はゴリラの半分しか血液を必要としない

 研究グループは、50本の先行研究に基づき血流量と動脈のサイズとの関係を、頭蓋骨の底にあいている穴の大きさから内頸動脈の太さを割り出した。

 さらに、現生の類人猿96種(チンパンジー、オランウータン、ゴリラなど)の頭蓋骨の穴を計測。そうしたデータを400万~200万年前に生きていたとされるアウストラロピテクスの頭蓋骨と比較した。

 チンパンジーとオランウータンの脳の容積はおよそ350ミリリットル、ゴリラとアウストラロピテクスはそれよりやや大きく500ミリリットルである。

 従来の説によれば、アウストラロピテクスは他の動物よりも多少なりとも賢いはずだ。ところが、今回の研究では、アウストラロピテクスの脳の血流量は、チンパンジーやオランウータンの3分の2、ゴリラの半分程度でしかないことが判明したのだ。

 これまでアウストラロピテクスの知能は人間と類人猿の中間くらいと考えられてきたが、それが誤りである可能性が浮上したのである。

■ ヒトの脳は大きさ以上に多くの血液を必要とした

 人間とそれ以外の多くの現生霊長類の場合、内頸動脈の血流量は、脳の大きさに直接比例しているように見える。つまり、脳の大きさが2倍になれば、血流量もまた2倍になるということだ。

 これは意外なことではある。というのも、ほとんどの内臓の場合、そのサイズが大きくなっても代謝率は少しずつしか上昇しないからだ。哺乳類では、内蔵の大きさが2倍になっても、代謝率は1.7倍にしかならない。
 
全文はソースで
http://karapaia.com/archives/52287231.html
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引用元: http://ai.2ch.sc/test/read.cgi/newsplus/1580934273/続きを読む

イカ「夕食に出る大好物のために昼食をセーブする」と考えているらしいことが判明

1: みつを ★ 2020/02/06(木) 02:45:50.25 ID:IgpjtY0o9

https://news.livedoor.com/article/detail/17771189/


イカは「夕食に出る大好物のために昼食をセーブする」と判明
2020年2月5日 12時10分


その日の夕食のメニューが大好物だったり、楽しみな外食を控えていたりする時は、「お昼は腹八分目にしておこう」と思う人は多いはず。なんと海の軟体動物であるイカも、同様に大好物を食べるために昼食をセーブすることが可能だということが、実験で確かめられました。


将来を予測して我慢するというのは、実は高度な知能による自制心が必要な行動です。例えば、1970年にスタンフォード大学で行われたマシュマロ実験では、4歳の子どもに「マシュマロを1つあげるけど、食べるのを15分間我慢したら後でもう1つマシュマロをあげる」と伝えましたが、実際に我慢できた子どもは全体の3分の1ほどでした。

また、2020年1月に発表された「カラスのマシュマロ実験」では、野生のカラスも3歳~5歳の子どもとほとんど同じ自制心を発揮できることが確認され、専門家たちを驚かせました。

そんな中、ケンブリッジ大学心理学部のポリーン・ビヤール氏らの研究チームは、実験を通して「イカも将来を予測して採餌行動を最適化することが可能」だということを発見しました。研究チームは最初に、ヨーロッパに広く分布するヨーロッパコウイカの好物を確認するために、「カニとエビ」を等間隔で配置して与える実験を5日間行って、イカがどちらに食いつくかを観察しました。その結果、実験に使う29匹のイカの全てが「エビが好物」だということが分かったとのこと。
(リンク先に続きあり)

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引用元: http://ai.2ch.sc/test/read.cgi/newsplus/1580924750/続きを読む

【脳科学】ニューロンの人工的な再現に成功!アルツハイマー病完治へ光明

1: 猪木いっぱい ★ 2019/12/05(木) 02:26:14.17 ID:PdCujNhl9

病気と戦うために開発された人工ニューロン

科学者は人工神経細胞を作り、人体を修復する新しい方法への道を開いた。

小さな「脳チップ」は本物のように振る舞い、いつかはアルツハイマー病などの病気の治療に使用できます。

バース大学のチームは、数学、計算、およびチップ設計の組み合わせを使用して、神経細胞(ニューロン)が自然に行うことを回路形式で複製する方法を考え出しました。

ニューロンは、脳および体の他の部分との間で信号をやり取りします。

科学者はそれらを複製することに興味を持っています。なぜなら、アルツハイマー病のような、ニューロンが変性または死ぬ病気の治療に役立つ可能性があるからです。

バース大学物理学科のアラノガレ博士は、彼らの研究の目新しさは、脳細胞の電気的性質をシリコンで作られた合成回路に移すことであると述べた。

「今まで、ニューロンはブラックボックスのようなものでしたが、ブラックボックスを開けて内部を覗き込むことができました」と彼は言いました。
「私たちの仕事はパラダイムを変えるものです。なぜなら、実際のニューロンの電気的特性を詳細に再現する堅牢な方法を提供するからです。」

神経系からの電気信号に応答する人工ニューロンを作ることは、医学の長年の目標でした。課題には、回路の設計と、回路を実際のニューロンのように動作させるパラメーターの検索が含まれます。

「生物学的ニューロンのこれらのパラメータを抽出し、作成した合成回路にこれらのパラメータをプラグインすることができました」とアラノガレ博士は述べています。

研究者らは、記憶において主要な役割を果たす脳の領域である海馬由来の細胞と、呼吸の制御に関与する脳細胞を含む2種類のニューロンを複製しました。

この研究は、心不全やアルツハイマー病などの状態を治療するための医療用インプラントなど、変性疾患で失われたニューロンを修復する可能性を広げます。

共同研究者であるニュージーランドのオークランド大学とブリストル大学の生理学者であるジュリアン・パトン教授は、次のように述べています。
認知症は「最大の健康上の課題」です

この研究は、Nature Communications誌に掲載されています。

google翻訳
https://www.bbc.com/news/science-environment-50644545
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アラノガレ博士 左 とハッサン 右
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引用元: http://ai.2ch.sc/test/read.cgi/newsplus/1575480374/続きを読む

考えるだけで痩せる!? 思考することで脳はどのくらいのカロリーを消費しているか

1: 猪木いっぱい ★ 2019/11/11(月) 22:00:17.60 ID:2+PAObtt9

1984年、世界チェス選手権に出場し、タイトルを争ったロシアのカルポフ選手は過去5か月の数十試合で、22ポンドを失いました。(10キログラム)、そして競技主催者は彼の健康を恐れました。

カルポフ選手は、ゲームの極端な身体的影響を経験しただけではありませんでした。
呼吸、消化、体温の維持以外の活動を行っていない体が休んでいるとき、脳は体全体のエネルギーの20%から25%を消費していることがわかります。

google翻訳一部割愛
https://www.livescience.com/burn-calories-brain.html
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引用元: http://ai.2ch.sc/test/read.cgi/newsplus/1573477217/
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