How does the mind arise from the brain?

The study of  comparing the neural stem cells with the meristematic cells in a cherry tree

 

 

 

Research notes from the Minamiohya Clinic, 2013

 

                                               Author :   Tetsushi Nagai

 

 

 

TABLE  OF  CONTENTS

 

1. Foreword

2. On what grounds can we compare neural stem cells and meristematic cells ?


3
What is the mind? Neuroscientific approaches up to the present

         3.1 Where is the mind?

         3.2 Understanding the mind with psychology

         3.3 Understanding the mind with neuroscience

         3.4 The problems with neuroscience


4. Development of the brain and a cherry tree

         4.1 A new theory based on the existence of neural stem cells

         4.2 Neural stem cells and the meristematic cells


5. How does the mind arise from the brain?

         5.1 Conjectures based on brain development

         5.2 The relationship between form and function

         5.3 The role of time

         5.4 Self-consciousness

         5.5 Intuition


6. The development of the mind


7. Afterword

 

 

Abstract

 

Human behaviour is controlled not only by instincts but also by the mind. However, the relation of the mind to the brain has not been fully explained. In conventional interpretations, the mind is not believed to be located at any one spot in the brain, which, if true, suggests that we will remain forever unable to explain the mind completely, regardless of our understanding of the brain’s local functions. Brain development resembles the branching process of the cherry tree, in which the trunk branches off into limbs and limbs into twigs. As a novel method of understanding the mind, we compared the patterns of neural stem cell activity with the growth patterns of meristematic cells in the cherry tree. Studying plants in the natural world enables us to keep an open mind.

Each neural stem cell ( meristematic cells in the cherry tree) in the cerebrum (the branches) changes into neurons or glial cells (the buds, flowers, and leaves) in response to information from the external environment. New tissue is added to the memory (new stems). Meanwhile, old neurons die (just as twigs that have long been in the shade will break off). Growth continues as long as life continues.

This novel perspective suggests that the mind encompasses the entire cerebrum, whose neural stem cells (meristematic cells in a cherry tree) retrieve information from both the external environment and internal memory (the tree's stem and limbs).

 

 

Keywords:


mind

brain ,   cerebrum

neural stem cells

meristematic cells

memory

self-consciousness

intuition

neural network  

cell differentiation 

 

 

1. Foreword

 

Despite recent technological advances, many things about the brain remain unclear to us, such as the structures that give rise to brain function,; the activity; an brain disease; and their treatment.  Our current knowledge is merely the tip of the iceberg. Research has shown only that every part of the brain contains a great number of nerve cells (neurons), as well as supportive glial cells, with blood vessels that crisscross its surface.

 

Under the surface of the brain, there are hidden things that we have not even begun to understand (Masao Itō, 1998). For example, we are compretely  unable to explain how memories, thoughts, and emotions are created simply by neurons and glial cells, even if we vainly attempt to explain these process based on the phenomena of physics,  the chemical reactions that we have discovered, or even  the latest computer technology. This is because the brain comprises an uncountable number of cells, each of which has its own individual life, and is able to alter itself and divide . Biology researchers have gone all the way down to the molecular, but the relationship between the brain and mind remains unclear.

 

The workings of human life and the growth of a plant for example, the symbolic broad-leaved deciduous rosa multiflora sakura (hereafter referred to as ‘the cherry tree’) are comparable in that they have a common life process. That is, as living things, both have cells, that continuously differentiate into new cells. Similar to the human brain, the cherry tree has mechanisms, that allow it to recognize itself and respond to its environment. Those structures are located at the ends of the trees roots and leaf stalks and are called growth point cells. These cells actively devide, and are the points at which new tissues are created. Of course, this is not to say that a cherry blossom tree which is, of course, a plant has an organ like a brain that can react simultaneously to external stimuli and give rise to thoughts and reactions. However, through cytodifferentiation of its innumerable growth point cells, the cherry tree adjusts itself to the changing seasons, and, develop buds that grow into flowers, leaves, and branches. For a single tree, this is a marvellous achievement in terms of growth.

 

In recent years, cells known as neural stem cells have been discovered in the brains of human adults. These cells can be thought of as acting in a similar way to a plants meristematic cells.  They possess what is called diversity characteristics, meaning that they have the potential to become many different types of nerve cell, but have not yet undergone cell differentiation at the most detailed level. This discovery, overturned the widespread belief, that regeneration of neurons does not occur in higher animals (Gerd Kempemann, Fred H. Gage 1997). The discovery of these new neural stem cells suggests that the brain possess and operate on the same kinds of growth mechanisms.

 

By using simpler modes of thought that differ from previous purely neuroscientific methods, we may now be able comprehending the mind is said to be the greatest challenge left to mankind; it is also one of the most difficult in principle. We cannot expect any significant progress if we persist in clinging stubbornly to traditional scientific methods.

 

In this article, the growth point cells of plants and the neural stem cells of the brain are compared as a fun     for a novel theory the workings of the brain. Rather than using standard scientific methodology, we will attempt to apply an intuitive approach to the question: How does the mind arise from the brain?-

 

2. ON WHAT GROUNDS CAN WE COMPARE NEURAL STEM CELLS AND MERISTEMATICS CELLS  ?

 

The French philosopher and mathematician Blaise Pascal (16231662) said: Man is a thinking reed. What kind of living thing did he mean by a reed? It is thought that plants neither think nor have feelings; indeed, for a plant, neither of these functions is necessary. Plants are easy to understand as living things. However, they have keenly developed senses: they cleverly adjust to changes in the natural environment, and even possess have the ability to propagate by means of cloning.

 

In the distant past, biologists maintainined that only plants and animals that could be seen by the naked eye should be classed as living things. However, with the invention of the microscope and other such equipment, microbes and other organisms that could not be seen with the naked eye came to be classified alongside with animals and plants under the general term of living things. What Living things differ from inanimate objects because the former have cells. The cell is the smallest unit possessed by all living things, and acts as a microscopic room for the organisms genes (DNA).

 

When it comes to the phenomenon of life, all living things on Earth  not just animals, but plants, amoebae, and bacteria, too  share the same basic mechanisms. In addition, they are largely the name in their basic cell structure, basic metabolic functions, genes, and even so far the decryption code of their chemical molecules are all largely the same. Thus, when comparing them as living things at the cell level, animals and plants are basically the same. One large difference between them, however, is that plants do not have to acquire energy from other animals, because plants obtain their energy from the sun. Furthermore, animals have various internal organs. Of particular interest -is the brain, which allows animals to distinguish themselves from others, control the other organs of the body, and operate as one complete organism.

 

The most unusual role of the human brain is that it enables us to recognize our surroundings (i.e.,self awareness). Understanding the structures of the brain is part of our work, but we believe it is absolutely vital basic knowledge for all of us. Due to the unfortunate fact that my clinic does not have the relevant specialized research facilities, we have been restricted in terms of methodology to observing the daily lives and activities of human beings, along with the cherry tree that we can see from our windows.

 

Since ancient times, Japanese have considered the cherry tree a symbol of their psychology as a people. Alongside us, the cherry tree changes with the seasons; first it sprouts buds, then it flowers, then bursts into full bloom, and finally sheds its leaves and remains bare throughout the winter.  The thought occurred to me that the grace, beauty, and strength of the cherry tree exhibit the very meaning of what it is to be alive after which we was possessed to ask: What is the mind?

 

 

 

 

3. WHAT  IS THE MIND ? NEUROSCIENTIFIC APPROACHES UP TO THE PRESENT

 

3.1 Where is the mind?

 

When we awaken from sleep, all our sensory organs, our eyes, ears, and skinnaturally become aware of the world around us. In addition to this awareness, we think and recognize based on our memories of our existence in society (otherwise known as self-awareness). Until now, what we called the mind had been defined simply as the origin of all mental activity in the brain, or, alternatively, as the general term for mental activity. These vague definitions were due to the fact that the brain has no muscles; thus,, we cannot directly view mental activity with the naked eye. These invisible brain activities are indirectly based on various external stimuli, e.g., facial expressions,  behaviour, body language, and spoken language. Moreover, we also sometimes define the mind as a complicated awareness, that we can neither see nor describe in words. Sometimes, the mind is defined as the thoughts and ideas that arise seemingly of their own accord.

 

What is the mind? Where is it located? Human beings have asked themselves these questions since the dawn of civilization. Six thousand years ago, in Egypt,  it was believed that the heart was the seat of the mind; four thousand years ago, in Babylonia, the mind was said to be in the liver. In Ancient Greece, with the advent of more systematic scholarship, it was said that the mind was originated in the functions of the brain or heart. For example, Hippocrates (c. 460 BCE c. 377 BCE), called the father of medicine, believed that the mind was the functions of the brain,. the philosopher Plato (c. 428 BCE - c. 347 BCE) believed that the mind lies in the spinal cord, and Plato's pupil Aristotle (c. 348 BCE -c. 322 BCE), thought that the mind was to be found in the heart.

 

Because Aristotles ideas had a great influence on European thinking, it was long believed that the heart was the seat of the mind. However, with the birth of modern science in the 17th century, the brain once more became the focus of attention. The French philosopher René Descartes (1596 -1650) claimed that the origin of thoughts, and the mind, was in a very deep part of the brain called the pineal gland, which was connected to the nerves of the eyes, thus making it able to sense light and secrete hormones. Similar-ly, the second-century Roman physician Galen (c. 130 -c. 200), who devoted himself to anatomical research, believed that what he called the flow of the spirits was not to be found in the brain itself, but inside cerebrospinal fluid-filled channels within the interior of the brain which,  he called brain rooms

 

There were many other such theories, but after the 17th century, it was generally agreed that there was some relationship between the mind and brain. However, the nature of that relationship was an issue that split thought broadly into two schools. The first the monistic theory claimed that the mind and the mental activities of the brain were the same thing, and that they were just two words for the same process;  the second the dualistic theory claimed that the mind and brain were different things, different processes, and that the mind was independent from the brain.

 

The two theories fundamentally differed, which led to a long intellectual standoff. However, the dualistic theory was predominant because it was compatible with the principles of Christianity. As an example, in the 18th century, the French physician, Julian Offroy de la Mettrie (1709 1751), propounded a monistic mode of thought, and demonstrated that according to the principles of physiology, nothing other than the functions of the brain could be responsible for human mental activity. Upon  publication of his findings he was faced with a storm of vitriol from the Church, and was forced into exile.

 

Today, however, we do not have the luxury of doubting the monistic theory. We accept that what we call our mind is a function of brain activity. It is undeniable that the human brain is created from a mesh of innumerable nerve cells, and that all mental activities are spun from inside this mesh. However, regardless of where we search in the brain, there is no physical proof of this fact. Furthermore, there is still no answer to the question: ‘How does the mind arise from the brain?’

 

 

3.2 Understanding the mind with psychology

 

After plants put down roots into the earth, they cannot move. Instead, they must use their keen senses to adjust and adapt themselves to the seasons and environment in which they grow. We humans, however, do not simply repeat the same actions over and over in this way; we are aware of our environment, and our actions are controlled based on memories, emotions, moods,  and thoughts that come from the brain. 

 

Scientific research on human mental/psychological development  began in 1879, when the German physiologist and philosopher Wilhelm Wundt (1832 1920) founded the worlds first laboratory of psychological research at the University of Leipzig. However, the inner workings of the human mind are obscure, and cannot easily be measured directly or objectively; thus the science of psychology attempts to clarify these internal psychological and emotional processes by means of objective research based on quantifiable external behaviours. In psychology, which deals with the relationship between hidden mental processes and external behaviours, and  uses both experiments and observation as research methods, the word reactions is used rather than the word mind. Furthermore, psychology divides the processes of human life from birth until death into three stages the activities of the mind,  the actions born of these activities, and the human meaning that those actions have, and regars the mind as composed of many components. Due to recent developments in neuroscientific research methods we have managed to understand the relationship of some of these components to the brain itself. However, we still cannot explain the essence of the innermost component that controls the other components on a fundamental level . This innermost component has been variously referred to as the self, ego, soul, spirit or ones self, and is thought to be the quintessence of life.

 

 

3.3 Understanding the mind with neuroscience

 

In ancient times, it was believed that pneuma was  at the origin of all nature, human life, and all their associated workings was. This word in Greek has various meanings, including ‘breath’, ‘wind’, and ‘soul’. Pneuma was invisible to the naked eye, but its movements could be heard and felt; It connected human being to human being, and human being to nature; and its existence was credited with enabling humans to live together and achieve greatness as individuals.

 

In 1791, Luigi Galvani (1737 1798), an Italian anatomist and physician, discovered electricity using the leg of a frog and thus paved the way for the discovery of the neurotransmission system. The English chemist and theologian Joseph Priestley (1733 1804) developed an innovative method of experimentation. Beginning with his discovery of oxygen in air, he also separated various different gases, and eventually found that the heat within the human body was caused by chemical reactions. In 1774, Priestley visited France and explained his discovery of the constituents of air to the chemist Antoine Laurent Lavoisier (1743 1794). Lavoisier immediately realized the significance of the fact that even things that are invisible to the naked eye are made up of many different substances. This led in turn to the chemical revolution that would form the foundation of modern chemistry, and that thoroughly negated the idea of the existence of the metaphysical substance pneuma, which had been thought to be responsible for thermogenesis in the human body.

 

At this time, in an effort to keep up with developments in modern physiology, brain research  also entered a period of extremely significant developments. Research by the English physiologist Charles Scott Sherrington (1861 1952), revealed that transmissions between neurons were caused by electric signals, and that transmission of these electric signals was due to a chemical agent found in the connective parts between neurons (the synapses). Thus information is transferred within the brain via two types of transmission system: chemical and electrical. The discovery of this information transmission circuit, which is known as a neural circuit or neural network, provided a stepping stone for continuing efforts to understand brain structure.

 

After the Second World War, W. Penfield (1891 1976), a Canadian neurologist and neurosurgeon who had studied under Sherrington, put into practice the contemporaneously formulated theory of the localization of brain function, which was based on the idea of electrical stimulation of the cerebral cortex during brain surgery. After obtaining the patients advance consent, he attached electrodes to various regions of the cerebral cortex, applied electrical stimulation, and observed the patients responses. The results he observed when he applied the stimulus to the region of the brain  just above the ear, had a decisive impact on neuroscience as a whole:. Penfields experiment effectively proved the localization theory. However, despite the fact that he had proved that brain function was localized, Penfield concluded that The mind is not inside the brain it is located elsewhere.

 

In 1958, D.H. Hubel (1926 ) and T.N. Wiesel (1924 ) discovered the optic nerve cells, which respond only to specific stimuli and specific conditions.  This discovery set the precedent for the various hypotheses related to recognition cells,  which were put forward during the 1980s and 1990s.

 

When we see the image of an object, our various nerve cells respond to that image. There are currently two basic schools of thought on how we recognize an image. The first suggests that there is a specific cell in the brain designed to respond to each individual image of an object. This idea takes the localization of brain function all the way down to the individual cell level. If we were to accept this hypothesis, it would mean that we each have, for example, a specific granny cell that responds only to our grandmothers face, and, similarly, a specific grandpa cell that responds only to the face of our grandfather. The second theory is that we have cells that all selectively respond to various characteristics of shapes, i.e.,  an objects image is displayed to us via a combination of these cells. According to this idea, each image of an object is displayed to us as a combination of the objects particular characteristics; the information we receive is not necessarily localized down to the level of individual cells, and the information is displayed by a group of incomplete cells that have a number of possible responses.

 

From the 1970s to the 1980s, the discipline of computer science made immense advances. In parallel  with this technological progress, the idea that the mental activities of the brain were similar to the data-processing functions of a computer gradually gained strength. With advent of the computational theory of neuroscientist David Marr (1916 1998), the monistic theory of the brain became persuasive. Using as an example the fact that the information transmission circuit found in the synapses of the brain works in exactly the same way as a computer, Marr proved in theory that it was possible to explain both the brain and a computer by invoking the same system.

 

The existence of such an information processing system showed that the brain is constantly processing information at extremely high speeds. However,  at the same time it was recognized that the brain is an information processing system so complicated and so fast that no matter how many supercomputers one might link together, a machine did not stand a chance of keeping up. Despite this, computer science has expanded the methodology which can be applied to investigating the many questions related to the mind that are raised by those invisible brain activities. Along with increased knowledge in the fields of anatomy, electrophysiology, experimental physiology and developmental physiology, new brain activity scanning systems such as magnetic resonance imaging(MRI) and positron emission tomography(PET) were introduced during this period. These allow us visualize, via an on-screen image, the region of the brain that is responsible for recognition functions. Simulation technology, which is able to reconstruct neural networks/neural circuits and nerve systems, is also being utilized. With the use of these technologies, neuroscience research is  advancing at a rapid pace. We are getting ever closer to the crux of the monistic theory which states that the mind is to be found somewhere within the brain.

 

 

3.4  Problems with neuroscience

 

It is thought that the brains processing of information in the sensory mechanisms is carried out by the approximately 14 billion nerve cells that make up the cerebral cortex. Nerve cells are bound to each other at the synapses. The total number of synapses in the entire cerebral cortex is as high as 100,000 x 14 billion. These synapses combine together, creating innumerable nerve circuit meshes. The nerve cells in these meshes do not remain fixed in place like part of a machine; rather they are constantly undergoing cell division and reproducing. Thus the nerve circuit itself is also constantly changing. Although these numberless billions of nerve cells all have the same genes, the cells have  been created in different environments and at different times via cell differentiation. So, even if we regard all nerve cells and all synapses to be identical, and add them together, this still does not explain the workings of the brain as a whole. The reality is that even if we focus our efforts and manage to ultimately explain the mechanisms of one part of the brain in detail, we are still unable to explain the mind, which is the sum of  the functions of the entire brain.

 

Natural science aims to explore universal truths and laws, and neuroscience then applies that systematic knowledge. However, both natural science and neuroscience ultimately regard the brain as if it were something inorganic. The knowledge obtained in this manner is taken as objectively proven fact, which is then applied to every given phenomenon, no matter how limited the sphere or in what type of organism it was found to hold true initially. The prevailing belief that comprehending  every phenomenon on a basic level requires that we be able to understand and interpret it has been the dominant mode of thought since the scientific revolution. Therefore, based on this idea, scientists believe that if only we can discover new facts about the brain, these facts can be interpreted via the brain as inorganic-matter mode of thinking that has held sway until now. Basically, this mode of thought leads to the incorrect notion that the phenomenon of life and the functions of the machine, which both have living cells as their basic components, act based on the same structures. In the end, for us as human beings, the act of clarifying and understanding some given phenomenon is nothing more than an attempt to satisfy ourselves, to feel secure, or, alternatively, to replicate said phenomenon so as to make use of it in our daily lives.

 

With the abilities we have as human beings we must realize that just because we can understand, accept, be satisfied with, and make use of the simple and universal structures as they are, we cannot expect to understand and be able to replicate the basic structures of the phenomenon of life in the same way as we would a machine.

 

 

4. DEVELOPMENT OF THE BRAIN AND A CHERRY TREE

 

4.1. A new theory based on the existence of neural stem cells

 

There are several hundred billion nerve cells in the brain. These are made up of the meshes of electrically activated neurons and non-excitable glial cells, which help neurons function properly, and whose number is ten times greater. Unlike other normal cells, a neuron is surrounded multiple dendrites; one of those dendrites is longer than the others, and is called an axon. Neurons communicate through a structure called a synapse, which connects the neurons together. Electrical signals arising from a neuron go through the dendrites and the axons, and are sent to neighbouring neurons by chemicals in the synapse. It is thought that this network, which sends signals to the neurons through the synapses, is the brains basic cellular tissue structure (which we shall refer to as the neural network).

 

It used to be thought that most of the neural network, which produces the essential neural functions, was formed during foetal development and that the cells would not divide again after they were formed. It was also believed that the adult brain was larger than that of a newborn baby due to age-related increases in the number of glial cells (which are separate from neurons) and myelin, (which acts as an insulator for synapses and for electrically excitable neurons and is produced during infant development) period. Furthermore, it was thought that although tens of thousands of neurons perish every day in the adult brain, they could not be replaced. Thise textbook theory, went utterly unchallenged until relatively recently.

 

In 1997,  Peter S. Erikson (1936) , of Sahlgrenska University in Sweden, and Fred H. Gage (1940) ,  the Salk Institute for Biological Studies, discovered that neurons are newly created every day at least in the hippocampus, which is located in the medial temporal lobe of the brain and plays an important role in memory and learning. Furthermore, in just the last few years, the discovery of neural stem cells, which do not differentiate into the cells of the nervous system and therefore have the potential to become different types of cell, has overturned the conventional wisdom that neurons are not newly created in the brains of adult higher-order animals.

 

As it has become clear that neurons are replaced in the adult brain, it can be further assumed that the structure of the neural network is not fixed, but rather is constantly changing. Moreover, this discovery has given rise to the hypothesis that the mind is formed by the accumulation of new information that is stored as memories.

 

 

4.2 Neural stem cells and the meristematic cells 

 

 Once a cherry tree has matured, it appears to have stopped growing. This is because as the tree is buffeted by winds and damaged by insects over the years, only the strong branches survive, and the number of growing point cells the cells able to produce new buds continues to decrease. However, even an old tree with a severely depleted number of meristematic cells continues every spring to produce a small number of buds ( which then bloom into flowers), puts out fresh green leaves, and thus continues to grow for as long as it lives. We can interpret this in terms of the brain by saying that although the number of neural stem cells decreases with age, the brain, just like the cherry tree, continues to put out new buds, so to speak, and continues to develop as long as it lives.

 

Over the years, substantial effort has been devoted to understanding the extremely complex functions of the brain. Perhaps this is because we human beings see ourselves as special organisms, and therefore believe that we must have special qualities or mechanisms. However, if we treat human beings as just one type of organism,  we can see that all living creatures including plants, animals, fungus and viruses have mechanisms in common. In other words, from birth until death, at all times, every organism recognizes its self and its non-self and possesses undifferentiated growth points. Those growth points,  which have finished differentiating,  leave traces of themselves behind as memories, and as this process is repeated, the memories one possesses as ones self change over time. It is thought that these growth points, (which are able to differentiate), and memories, (which have been created from these differentiated growth points,) are the building blocks of life. 

 

Through asymmetric division, neural stem cells, which are the brains growth points, grow into two different daughter cells: a new neural stem cell and a nerve cell. Because of the very large number of differentiating neural stem cells, the brain can play an important role as an organ (the neuron network structure) namely, the continuous creation of an individuals personality by means of the constant differentiation of neural stem cells into nerve cells, in combination with information gleaned from the outside environment and accumulated memories. Once these nerve cells have finished their duties, the glial cells are left as memories. In the meantime, the next group of neural stem cells begins to differentiate; thus the neuron network is constantly updated and the brain keeps developing, just like a cherry tree.

 

Again, this concept is easier to understand if we liken the brain to a cherry blossom tree. A cherry blossom tree growing outdoors is constantly subject to natural stimuli; it is buffeted by wind and  exposed to the sun and rain. The countless number of growth point cells in the buds on the trees branches sense light and temperature, differentiate, and put out buds, flowers, and leaves. In this way, the new branches that have grown over the years remain as memories, while new meristematic cells are produced. These growth cells gather together and eventually form a whole cherry tree, from the thick trunk to the numerous small branches growing out from it, that keeps growing. In short, both the brain and the cherry tree continuously change and develop, without limit.

 

 

5. HOW DOES THE MIND ARISE FROM THE BRAIN ?

 

5.1 Conjectures based on the development

 

When considering how the mind arises from the brain, it is important to understand on a basic level how the brain occurs and how it is structured. The human brain comes into existence when one fertilized egg differentiates, producing a vast number of cells. This egg has the potential to differentiate into all of our given organs. At around the middle of the third week of the prenatal period, neural stem cells appear. In the early stages of the embryonic period, after repeated cell division and propagation, stem cells of the central nerve system called neural epithelial cells form a single blind-ended tube. On the upper end of the tube grow three ampulae which will eventually turn into the brain. These three ampulae, from top to bottom, are called the prosencephalon, or forebrain; the mesencephalon, or midbrain; and rhombencephalon, or hindbrain. The forebrain develops further, growing into the telencephalon, or cerebrum, which swells out on both sides. It resembles the shape of a hemisphere, and thus is called the cerebral hemisphere. The midbrain does not develop much further, but the hindbrain further differentiates, into three sections: the pons, the cerebellum and the medulla oblongata. The pons and the cerebellum together are referred to as the hindbrain, while the medulla oblongata is known as the myelencephalon.

 

The basic structure of the brain in vertebrates has unchanged little throughout evolution, and,  but the greatest evidence of evolution can be seen in the development of the cerebrum. For instance, in reptiles the cerebrum exists only as an appendage of the olfactory bulb, while in mammals it is responsible for most of the functions of the central nervous system. In human beings, the cerebrum is extremely large, to the extent that it covers most of the diencephalon and the midbrain. In allometric growth studies investigating the differing brain capacity of various species, a line of continuity is apparent from mice all the way up to whales. This enables us to make conjectures regarding the evolutionary process of the central nervous system. In particular, the highly developed forebrain of human beings’ (which later differentiates into the cerebrum and diencephalon, or ‘interbrain’) is very interesting due to its large size and the functions for which it is responsible. 

 

The same thing can be said of a cherry blossom tree. That is, a single seed grows into a trunk, branches, foliage, and flowers, to form a tree. Of all plants, the cherry tree in particular, responds to the outside world by putting out buds, then flowers, then produces green and finally red foliage in accordance with the changing seasons and years, which is very similar to how the human cerebrum functions.

 

 

5.2 The relationship between form and function

 

The outside world provides stimuli that our sensory organs take in and respond to. For example, a sound stimulus is responded to by a hearing organ such as the vestibulocochlear nerve;, a light stimulus is responded to by the eyes, the retina, and the optic nerve; and the warmth produced by  light is felt by the skin. When the brain recognizes things in the outside world, as well as the various matters that arise within the mind, it recognizes both the form of the thing as it exists at that moment in time, and the functions that will arise from the changes that the form will undergo. Function is a phenomenon that is tied to changes in form. For example, our eyes recognize a cherry blossom tree as a form. Changes in this form take place so slowly that we cannot recognize these changes as functions. However, because we have a stored memory of the changes in the cherry blossom trees flowers (i.e., the fact that they are in full bloom for a very short period of time, after which they all fall to the ground), when we see the cherry blossom tree in full bloom, in an instant our brain recalls the changes it will undergo. Thus we are made aware of the transience of the life of the cherry blossoms.

 

Our senses of sight and touch can recognize the form and function of what we are seeing or touching; however,, sounds, smells, and flavours are invisible.; Thus the brain cannot directly recognize their form through our remaining three senses of hearing, smell, and taste. However, it can recognize their function, and finally, through those functions, the brain is able to grasp the form. This is why we are able to reproduce in our memory the forms and functions of things we have seen, sounds we have heard, or scenes or situations that have made an impression on us. Stimuli from the outside world are instantaneously converted into electrical signals at the various sensory organs throughout the body, and these signals in turn activate the respective nerve cell networks of the organs able to respond to the signal. The signal is then recognized by the nerve cell network of the brain as a whole. This influences the differentiation of nerve stem cells, and becomes a new memory. Due to this endless process, our brain can reconstruct what we are not actually seeing, hearing, tasting, or touching as if it were reality. 

 

 

5.3 The role of time

 

When it comes to our self-awareness, we are not aware of any changes as they happen; it is as if every moment is the same as the last. However, just like the cherry blossom tree, our brain keeps developing. A group of neural stem cells in the cerebrum continues to respond not only to changes in its environment but also to our previously extant memories, which are based on the flow of time. Therefore, time is an extremely important factor in recognizinge the flow from past to future in the huge number of memories in the mind.

 

A newborn baby sleeps almost all the time. When it gets hungry, it wakes up and cries, is fed milk by its mother, quietens, and goes back to sleep. A babys life consists of repeating this daily cycle of short periods of wakefulness and long periods of sleep. During this earliest period, the babys brain and sensory organs are immature; it cannot yet clearly distinguish between its self and non-self. However, after this earliest period of infancy, as the eyes and ears develop, the baby gains the ability to recognize (reconstruct) the outside world inside his or her brain, even without the input of information from the outside world. Further changes occur as the cerebral cortex rapidly develops, and the baby is now awake for longer periods of time and can better recognize its external environment (the outside world). It also begins to recognize itself (self-consciousness). Thus, with this clear division between how wakeful periods and sleep periods are used, new memories are accumulated in the brain with the passage of time, while unnecessary memories are discarded.

 

Recognition of the sense of being alive has at its foundation the so-called time factors of past, present, and future. In nature and society, on the other hand, there exists the time factor of history, which is based on the passing of months and years. On the basis of this factor, we recognize the four distinct seasons in Japan, through which the cherry tree proceeds in its growth cycle. Thus we see that our memories are linked to concepts of date, time, and season.

 

 

5.4 Self-consciousness

 

The brain, like the other organs, develops to completion in womb. Immediately after birth, the brain has no consciousness, and of course cannot recognize itself or anything else. However, with stimuli from the various sensory organs,  the brain continues to develop, and by around the age of three years, it can recognize its own existence. In short, it is able to recognize its self,,or ego, (oneself). This self is based on the new memories that the brain creates by what it takes from what is around us (the outside world) and what it obtains from thinking of intangible things (the interior world). This is what is known as self-consciousness. This process is basically no different from the process of the cherry blossom tree. Every year the cherry blossom tree puts out an abundance of buds, from which sprout twigs. Of course, not all of these new twigs remain; some are broken, cannot grow, and fall off the tree. This is how a cherry tree ages, and the tree form changes.

 

Self-consciousness develops when the sensory organs, located throughout the body, recognize the outside world and send information that is deemed important to the group of undifferentiated neural stem cells in the brain. This information is then compared with the fundamental memories (the self or the ego), and the brain creates new memories (the neuron network). Even with our eyes closed, we can picture an immaginary scene that appears real to us, because these neuron networks, which continue to work and develop every second, become what we could call a momentary self,  search for the old memories stored in the network, and display them in the minds eye. The cherry tree, of course, does not have a neuron network like that of the human brain. Instead, its self is its countless meristematic cells, which all differentiate and develop according to their environment.

 

The phenomenon of dreaming i.e., seeing images in the brain while asleep, despite the absence of information from the outside world can also be explained in this way. By combining various memories, the brain is able to create an internal scene that we think we are seeing, and compare it with previous existing memories. The act of thinking is basically making judgments based on a comparison between the world that surrounded you in the past and that which surrounds you in the present. At the time in question, we tend to always believe our judgment is correct; however, with the passage of time, we often come to reconsider our original decision. In short, we are constantly recognizing things anew. The decision we made at that time, or what we thought at that time, is accumulated in the brain as memories. It is belived that this mechanism of self-consciousness is a function of the cerebrum, which has developed enough to reproduce and recognize many versions of our self.

 

 

5.5 Intuition

 

An infant, even though it is not able even to talk, discriminates events around it and responds to them with intense curiosity by smiling endearingly or crying loudly. It is thought that it is during this stage that neural stem cells differentiate most actively in a persons lifetime. At this time, of course, knowledge based on scientific principles and so on is unnecessary; the infants brain develops simply via the process of intuition developing into mind, just as the cherry tree does.

 

Intuition is the keen and instantaneous feeling we have towards even the smallest of stimuli, without thinking deeply or imagining anything consciously. This is the most important element of the mind. Intuition is basically close to instinct, or our animal-like mind. What we take in from our intuition develops into a clearer mind that is, our own intentions, or self-consciousness when the thought process proceeds further. The difference between the intuition possessed by the brain and by the cherry tree lies in the difference in the characteristics of neural stem cells and meristematic cells. What is essential to understand is that the intuition that the brain shows regarding the changing seasons is neither inferior nor superior to the intuition displayed by meristematic cells in the cherry  tree.

 

There is a theory that in ancient times, before calendars existed, when the seasons were not yet clearly defined-, people managed their agricultural activities by observing cherry trees. When they saw the cherry trees in full bloom on the mountainside, they could determine when it was time to plant rice seedlings, or how much harvest they could expect in the autumn.

 

 

 

 

6. THE DEVELOPMENT OF THE MIND

 

We are not born with a distinct self-consciousness. We are completely dependent on the person who rears us for the lifelines of nutrition, temperature regulation, protection from outside dangers, and so forth. During this early period, the mind is not yet among the brains functions. With time, the body grows; however, if an infant does not receve stimuli or information from the outside world,  the mind cannot arise spontaneously within the brain, based on things that the infant has never seen or heard. The mind develops to completion by obtaining knowledge, acquiring techniques, and learning the ability to be independent as an individual. It takes as long as twenty years for the mind to grow into that of an adult member of society.

 

There are some expressions frequently used in Japanese such as having a heart, having no heart and having a good heart. We can assume that these expressions come from the fact that from the birth of human society to the present day, humans have always depended on one another. In short, our minds develop on the basis of our brains memories of individuals, of society, and of nature. Indeed the mind itself is proof of a person having been raised in human society. The above expressions represent the fact that human beings have recognized that, in order for us to live in nature or in human society, we need to follow the proper rules of mutual reliance, the rules of nature, and the moral codes of human society. 

 

The human mind is made of inherited memories that have accumulated in the long and difficult history of human mutual dependence and of human dependence on nature. The Japanese expression o-tagai-sama (‘we are both of equal status in this regard’) symbolizes the desire to settle issues calmly, through compromise and mutual understanding. This is wisdom that has been cultivated over the history of human society it is not easily dislodged. The brain, with its huge capacity of memories, can acquire a mind unfathomably rich in wisdom, built on the basis of human

interdependence and mankinds dependence on nature. With this wisdom as a foundation, the brain not only preserves its own existence, but also keeps on learning and developing as it makes careful choices  to preserve its own existence.

 

In summary, the mind is not included in our genetic information. If cloning technology advances sufficiently, it would be possible to create a human in a short period of time by simply copying the genes of cells. However,  to create a copy of a human being with exactly the same mind as the source,  the copy would have to spend exactly the same length of time alive and be raised in exactly the same environment in which the source was brought up. In short, it would be impossible.

 

 

 

 

7. Afterword

 

Until now, we have long believed that an affluent society can be created on the basis of scientific ideas. At present, however, regardless of the how much scientific knowledge we have managed to accumulate, we are surrounded by changes in our environment the problem of ageing societies, explosive increases in the worlds population, severe disasters, and so on as well as other such unpredictable events that have created more complex and difficult problems for us to solve. If this situation continues, then distress and anxiety, worries about not being able to have a stable life, and a general feeling of despair will all undoubtedly increase because, behind the curtain of scientific advancement and scientific ideas, there are problems we have either failed to notice or have avoided discussing: those problems that cannot be explained with science.

 

For instance, although it is true that we now live longer, we cannot avoid ageing. The number of elderly people hospitalized for treatment of health problems and anxiety is constantly on the rise.

No means have been found to halt these fundamental changes. Life does not let us die easily. Neither science nor medicine has managed to show us a way to adapt to todays super-ageing society a phenomenon that we are experiencing for the first time as a species. They tell us nothing about how we can live a peaceful, easy life.

 

What we must not forget by is that there are limits to human abilities, and that humans have managed to live in nature by depending on our intuition and mind. The scientific way of thinking only focuses on the benefits to be gained through comparative research; modern science does not place great importance on dealing with difficult and/or unexpected problems. We wonder if the side effects of the issues that have been marginalized will not become more and more apparent in coming years. Furthermore, people have accepted so-called scientifically-based ideas, calling them proven facts, even though they have not confirmed them for themselves.  -Moreover, depending on their requirements, people interpret these scientifically- based ideas in different ways. This leads to the discussion branching off in multiple directions, taking on an uncontrollable life of its own.

 

So what does the advancement of science really mean to us? Is it absolutely necessary for human happiness? If it is necessary, then to what extent? Are we sure there arent some serious hidden disadvantages behind the initial advantages? Has the interpretation of conventional science and its direction thus far been stretched, and has now slipped into self-complacency?

 

To answer these questions, we believe that we need to consider in turn the following ones. What is the mind that we have been given?  How can we fulfill the mind?  What did our ancestors think about the difficult problems of life, and how did they overcome them?  We must each as individuals also recognize the problems caused we have caused in nature, and society, and not be afraid to express them. If we live without fearing failure, recognizing our own individuality in the midst of the workings of nature, and recognizing the role we have to play, then perhaps we can eventually achieve happiness.

 

When we see patients in our consultation room, we realize that for human beings not only the symptoms of the body, also but the condition of the mind that lies behind those symptoms, is important. If we can help someone to lead, in his or her own way, a principled, enjoyable life by helping that person to understand the questions,: What is the mind?, What is the self ?, How does the mind arise from the brain ?, and Why is the mind necessary ?, then we would feel very privileged.

 





 

心は脳からどのようにして生まれるのか?

 

―脳の神経幹細胞と植物の生長点細胞との対比による理論から考える―

 

             南大谷クリニック 研究紀要 2013       著者 永井哲志

 

 

目次

1.はしがき

2.なぜ動物と植物を対比したのか?

3.心とは? ―― これまでの脳科学によるアプローチ

 3.1 心はどこにあるのか?

 3.2 心理学による心の解明

 3.3 脳科学による心の解明

 3.4 脳科学の問題点

4.脳と桜の成長

 4.1 神経幹細胞の存在による新理論

 4.2 脳の神経幹細胞と桜の生長点細胞

5.心はどのように生まれるのか?

 5.1 −脳の発生過程からの推測−

 5.2 形態と機能

 5.3 時間の役割

 5.4 自己意識

 5.5 直観

6.心の発達過程

7.あとがき

 

要約

 

 機械は与えられたシステムで機能しているが、私たち人間は本能だけではなく心にも基づいて考え行動している.その心とは何か、脳からどのように機能として生まれるのかが依然として説明できていない.それを明らかにするために、心理学では心が細かくいくつかの成分に分けられた.そして脳科学では、その成分が脳のどこで起こっているかという機能局在をはっきりさせ、そこでどのよう数々の細胞が互いに活動しているかを調べれば、やがて心と脳の関係が明確になると信じられている.しかし、何らかの原因で脳のどこかの局所に欠損が生じても、自分の存在に気づくこと(自覚)ができる限り、それにともなう機能障害は認められるにしても、心の根底をなす直観はあくまで存在し続けている.つまり、これまでの脳の機能局在論による解釈の仕方だけでは心は脳のどこにもないことになり、機能局在論を積み上げても心そのものを説明はできない.脳によって生まれる心は、生物の各器官と同じように、ある種の幹細胞が分化してできるあらゆる生命現象の1つとして考える必要がある.

 植物、動物や生きているものすべてには、共通する仕組みがある.それは、必ず誕生から死まで常に遺伝子情報によって受け継がれた自己と非自己とを識別し、休むことなく成長し続ける未分化な成長点(時間の流れと共に成長する部分)を持っているということである.成長点は分化を終えると何らかの痕跡となって残り、また新しい成長点は生まれる.これを繰り返して記憶は積み重ねられ、個体の一生は常に変化している.この成長点と記憶のメカニズムが生命の基本と考えられる.

 植物は生長点細胞の分化によって環境の変化に反応して成長している仕組みを肉眼ではっきりと捉えることができる.桜の樹木「バラ科バラ属の落葉広葉樹林であるサクラ」(以下、桜と呼ぶ)を観察してみると、解剖学的な脳の発達構築は、桜の太い幹から大枝、小枝への枝分かれの派生に類似する.今まで注目されなかった数々の神経幹細胞の活動がどのような役目を果たして心という現象を生みだすのかを、桜の成長と対比しながら考察した.

 その結果、大脳に存在している数々の心の構成要素(桜の小枝にあたる)にあるそれぞれの神経幹細胞(桜の生長点細胞にあたる)が外部環境からの情報に対応して神経細胞やグリア細胞(つぼみや花、葉にあたる)へと分化することによって、新しい組織は記憶、システム(新しい茎にあたる)として積み重ねられる.一方では、再利用されない古い神経組織や何らかの障害を受けた神経組織は脱落して(日の当たらない枝が折れるのに相当する)、その部位の記憶はなくなる.こうして、脳も桜も生きている限り常に成長している.

 つまり、心とは大脳にある神経幹細胞群(桜の枝にある生長点細胞群)が外界からの情報と自己の記憶(桜の幹や枝)を基にして、未来に向かって分化している活動と考えられる.

 

Keywords:

mind

 brain   大脳 cerebrum

神経幹細胞  neural stem cells

生長点細胞  meristematic cells

記憶 memory

自己意識 self-consciousness

直観  intuition

ニューラルネットワーク  neural network  

細胞分化 cell differentiation

1.はじめに

 

 脳は最近のテクノロジーの進歩をもってしても、その機能を生み出す仕組み、働き、病気、及び治療法についてはまだ不明な点が多く、解明できたことは氷山の一角にすぎない.これまでの研究が明らかにしたことは、脳のどこを探しても、たくさんの神経細胞(ニューロン)とそれを支え養うグリア細胞、それに縦横に走る血管しか見当たらないということである.

 水面下にはまだ根本的に理解できていないことが隠されている(伊藤正男、1998).例えば、ニューロンやグリア細胞だけでどのように記憶や思考、感情などを生み出すのかを説明しようと試みれば、見当がつかないことに気づく.だからといって、私たち人間がこれまで明らかにしてきた物理現象や化学反応、さらには最新式のコンピューターの仕組みでも到底説明できない.それは脳を構成している無数の細胞が、それぞれ個々に生命をもって変化・分裂している現象だからである.この根本的な問題に応えるための生命化学の研究も、目には見えない分子レベルの世界にまで入り込んで多大な成果をもたらしたが、脳と心の関係はなおはっきりしていない.

 人間の生命の営みと、植物例えばその象徴的な桜の木「バラ科バラ属の落葉広葉樹林であるサクラ」(以下、桜と呼ぶ)の成長には、同じ生物として「細胞から細胞へ分化し続ける」という共通する生命現象が存在する.桜にも自己を認識し環境の変化に対応できる、脳と似た仕組みがある.それは根や茎の先端にあって、活発に細胞分裂を行い、新しい組織を作るもとになる「生長点細胞」である.植物である桜には、外界の刺激に対して同時に相反する思考や反応を生み出す脳のような器官は認められないが、この無数の「生長点細胞」の分化によって、移り行く季節に合わせて、つぼみから花や葉、枝へと、1 本の木としてみごとな成長を遂げていく.

 近年、大人の脳の中にも、植物の生長点細胞と同じような働きをすると考えられる神経系に属する各種の細胞になることはできるがまだ細かく分化を遂げていない「多様性」をもつ「神経幹細胞」が見つかったことによって、「高等動物の成体の脳ではニューロンの新生は起きない」というかつての常識が覆されてしまった(Gerd Kempemann、Fred H.Gage 1997).この新たな「神経幹細胞」の発見は、脳も植物と同じような成長の仕組みで活動している可能性を示唆している.これは、これまでの脳科学的手法とは違った素朴な思考からも、複雑で難解とされてきた脳の働きの解明が可能になったことを意味している.心の理解は人類に残された最大の課題といわれているが、原理的にも最も困難な課題の1つであり、従来の科学的な手法に固執しているだけでは大きな進歩は望めない.本論文は、脳の働きの説明にこれまでは用いられなかった植物の「生長点細胞」と脳の「神経幹細胞」とを対比した理論を用いて、「どのようにして脳から心が生まれるのか?」について直観的に考察した.

 

2.なぜ動物と植物を比較したのか?

 

 フランスの哲学者、数学者であるパスカル(Pascal、1623〜1662)の「人間は考える葦である」ということばがある.それでは「葦」に代表される植物とはどのような生き物なのか.植物は考えることや感情を持つことはないように思われるし、その必要もない.その生きている姿も理解しやすい.しかしその感覚は鋭く、自然の変化に対応しながら巧みに成長していて、クローンで増える能力さえある.

 古くの生物学では、肉眼でしか確認できない植物と動物だけが生物だと考えられていた.やがて顕微鏡などにより、現在ではこれら動物や植物、目に見えない微生物などを総称して生物としている.その明確な生物を定義する特徴は細胞から成り立っているということである.細胞とは、全ての生物が持つ、遺伝子(DNA)を包む微小な部屋状の最小単位のものである.

 この地球上のありとあらゆる生物、動物だけではなく、植物もアメーバ、細菌も、その生命現象の基本メカニズムは同じである.さらに細胞の基本構造、代謝の基本的な仕組み、果てには遺伝子のみならずその化学分子の暗号コードに至るまで大部分は同じである.だから、細胞レベルで見れば、植物と動物は生物として基本的に変わらない.大きな違いとしては、太陽からのエネルギーを受けて生存している植物では、動物のように行動してほかの生物からそれを獲得する必要がないということである.また動物にはいろいろな臓器があり、特に脳という特有な器官で自分と他人を識別し、あらゆる臓器をコントロールして1つの固体として自生している.物事を認知できる能力(自己意識)が人間の脳の最も特有な役目である.その脳の仕組みを知ることは小生の仕事上、絶対的に必要である.残念ながら特に研究設備を持たない当診療所の限られた条件の中では、日々の人間の暮らし、特に共に生きている「脳=人間=生物」の活動と窓の外に見える「桜=生物」に着目してみるしか方法がない.古代より日本人の心とされ、私たちの身近で季節の歩みと共に芽ぐみ、花を咲かせ、葉を茂らせ、そしてまた裸木となって冬眠する桜.その桜の優しさ、美しさ、たくましさは「生きていることとは何か?」の本質を教えてくれているのではないか?などを思い浮かべながら「心とは何か?」を考察した.

 

3.心とは?−これまでの脳科学によるアプローチ

 

3.1 心はどこにあるか?

 

私たちは眠っていた状態から目を覚ます(覚醒する)と、目や耳、皮膚などのさまざまな感覚器から外界を自然に意識する.そして、社会に存在している自分の記憶を基にして考えたり、認識したりするのである(自意識).心はこれまで、「脳のあらゆる精神活動のもとになるもの」、あるいは「精神活動の総称」としか定義されていない.なぜならば、脳には筋肉がないので、直接肉眼でその活動を知ることはできない.この目には見えない「脳の活動」は、いろいろな外界からの刺激、人の表情や態度、動作に現れた様子や話し言葉などから間接的に判断している.そして私たち人間はまた、お互いに目には見えないことや言葉では表現できない複雑な「認識」をも心と呼ぶこともある.さらに何かを考え思い浮かべたりしたときに、自ずと出てくる「考え」をも心としたりしている.

 「心とは何か? どこにあるのか?」という疑問は、文明の発祥以来、人間になげかけられてきたものである.6千年前のエジプトでは、「心の座は心臓にある」という考えが生まれていたし、4千年前のバビロニアでは「肝臓にある」とされていた.より体系的な学問が芽生えたギリシャ時代には、「脳または心臓の働き」が心を生むとされた.

 たとえば、医学の祖とされるヒッポクラテス(Hippocrates 前460?〜377?)は、心は「脳の営み」だと考えていたし、哲学者プラトン(Platon 前428 頃〜347 頃?)は「脳と脊髄にある」と唱えていた.一方、プラトンの弟子であるアリストテレス(Aristoteles 前348〜前322)は、「心は心臓にある」と考えた.

 アリストテレスの思想はヨーロッパでは大きな影響力を持ち続けたので、長い間「心臓が心の座」と考えられてきた.ところが、17 世紀に現代科学の方法論が生まれると、「脳」がふたたび注目されるようになった.たとえばフランスの哲学者ルネ・デカルト(Ren?Descartes 1956〜1650)は、心や意思の源は、「脳」、なかでもその奥深くにあって「目の神経とつながって光を感じ、ホルモンを分泌する松果体」に存在すると主張した.また、2世紀に活躍した古代ローマの医師ガレノス(Galenos 130 頃〜200 頃?)は解剖学の研究に努力して、「精神の働き」は脳の実質に在るのではなく、「脳屋」という脳の内部の「脳脊髄液のたまっている空間にある」と考えた.

 その他にもいろいろな考えがあったが、17 世紀以降は、「心は脳と関係がある」という点では大差がなくなった.違いがあったのは、その「関係」についての考え方で、大きく分けて一元論と二元論の2 つがあった.一元論では、「心は脳の活動と同じもの」であり、同じ過程を別の言葉で表したにすぎない.一方、二元論は、「心」と「脳」は別のもの、別の過程であって、「心は脳から独立している」という考えだった.

 これらの考え方はまさに根底から異なっていたので、長い間対立が続いた.優勢だったのは二元論で、これは二元論が宗教、とりわけキリスト教の説く考えと矛盾しないためだった.実際、18 世紀に一元論的な考え方を表明したフランスの医師デラメトリ(Julien Offroy de La Mettrie 1709〜1751)は、主として生理学の力を借りて、人間の精神活動は脳という物質の働きにほかならぬことを論証したが、それが発表されると宗教界に激しい憎悪の嵐がまきおこり、亡命を余儀なくされた.

 しかし今日では、一元論的な考え方、つまり我々の「心が脳の働きによって生み出されている機能」と同一であるということに疑う余地はない.人間の脳が無数の神経細胞の網の目からなるということ、そしてあらゆる心的活動がこの網の目の間から紡ぎ出されるという事実は変えようもない.だからといって、脳のどこを探してもその証拠となるようなものは形としては見つからない.また、「心は果たしてどのようにして脳から生まれるのか?」という問いに対しても、はっきりとした答えはまだ出されていない.

 

3.2 心理学による心の解明

 

植物はいったん大地に根を下ろしてしまうと移動することはできないが、その場所で季節や環境の変化をありのままに感じ取って微妙に自分自身を変化させ、適応している.しかし私たち人間は単純に反復運動をするだけではない.自分の環境を認知し、脳の中から自ずと生じてくる記憶や感情、気分などや思考に基づいてコントロールされている.

 この人間の内面の、心理的・精神的な発生過程を科学的に研究する歴史は、

1879 年にドイツの生理学者・哲学者ブント(Wihelm Wundt 1832〜1920)が

ライプツィヒ大学にはじめて心理学教室を創設したときにはじまる.しかし、内面的世界で生じるさまざまな現象は漠然としていて、直接、客観的に測定することは難しい.そこで心理学では、客観的に、外から測定できる行動の研究を通して、内面の心理的精神的な過程を明らかにしようとする.学習、記憶、知覚、認知といった行動について、内に潜む心的過程と外に現れる行動との関連性について考えるとともに、実験や観察といった方法で研究している心理学では「心」を使わず、「反応」という言葉を使う.そして、人間の誕生から死にいたる生涯全体に及ぶ生の営みを、心の働き、その行動へのあらわれ、そしてそれがもつ人間的意味という3つの面からとらえようとして、心を多くの成分に分けて考えたが、近年、そのうちいくつかの成分については、脳との関連が脳科学による研究法の発展により明確になった.だからといって、その数々の成分を根底でつかさどっている中心の成分、生命を与えている根源そのものと考えられていた「自我(self)(ego)」または「魂(a soul)(spirit)」、あるいは「自分自身(my self)」とは何であるかは、やはり説明できてない.

 

3.3 脳科学による心の解明

 

 古くは自然と人とのさまざまな営みの根源には、ギリシア語で息、風、霊、などを意味する「プネウマ(pneuma)」があると考えられていた.また、目には見えないが人と人、人と自然それぞれのつながりにもプネウマが働いて、その声を聞いたり、その働きのしるしを感じ取ったりすることができるし、このプネウマによってこそ、人は共に生き、輝くことができると考えられていた.

 1791 年、ドイツの解剖学者・医師ガルヴァ−ニ(Luigi Galvani 1737〜1798)がカエルの脚を使って動物電気を発見し、神経伝達機構の究明の道を開いた.また、イギリスの化学者・神学者プリ−ストリ−(Joseph Priestley 1733〜1804)らは、革新的な実験法を開発し、空気中の酸素の発見をはじめ、さまざまな気体を分離するとともに、体内の熱は化学反応によって生じることを発見した.1774 年、プリ−ストリ−はフランスを訪れ、空気の成分を発見したことをフランスの化学者ラヴォアジェ(Antoine Laurent Lavoisier 1743〜1794)に説明した.ラヴォアジェはただちに、目に見えないようなものでもさまざまな物質で構成されていることの重要性を発見し、近代化学の確立につながる化学革命へのきっかけとなったのである.体内の熱発生の要因とされていた霊的存在、プネウマはこの化学革命によって、完全に否定されることになった.

 脳の研究もこのときを境にして、近代生理学の形成期と足並みをそろえるように、大発展期を迎えるのである.イギリスの生理学者シェリントン(Charles Scott Scherrington 1861〜1952)らの研究によって、ニュ−ロン部分では電気信号による伝達が行なわれ、ニュ−ロンとニュ−ロンの間にある接合部(シナプス部分)では、化学物質による信号伝達が起こるということが解明された.これは電気系と化学系という2種類の伝達機構を使用することによって情報を伝える、「情報伝達回路」(ニュ−ロンネットワ−クまたは神経回路と呼ぶ)としての脳の構造解明への足がかりを与えることになった.

 第2次大戦後、シェリントンの下で学んだカナダの神経学者で脳外科医のペンフィ−ルド(W.Penfield 1891〜1976)は、脳手術にさいして大脳皮質の電気刺激に基づいた新たな「機能的局在論」を実質的に施行した際、患者の同意を得て大脳皮質の様々な部位に電極を刺し、電気刺激を与えて、その時の患者の様子を観察した.その結果、患者の頭の側面、耳の上のあたりにある領域は、脳科学に決定的な影響をもたらした.いわゆる「脳の局在説」という考えがその実験によって証明されたからである.

 しかしペンフィ−ルドは、脳の局在説を証明したものの、そこから導きだした結論は、「脳に心はなく、心は脳の外にある」というものであった.

1958 年ヒュ−ベル(D. H. Hubel 1926〜)とウィ−ゼル(T. N. Wiesel 1924

〜)によって発見された、特定の刺激と特定の状況にのみ反応する視覚神経細胞の存在は、やがて80年代、90年代にさまざまな認識細胞の仮説を生む先べんとなった.物体像が視覚的に提示されると、私たちの脳にはそれぞれの物体像に対応した神経細胞の活動が起こる.その物体像の認識にいては、現在、大きく分けて2つの考え方がある.1つは、個々の物体像そのものに対応している特定の神経細胞があるという考え方である.機能局在を1 個の細胞レベルまで押し進めようとする立場である.この考え方に従うと、おばあさんの顔にのみ反応する「おばあさん細胞」が、おじいさんの顔にのみ反応する「おじいさん細胞」があるということになる.もう1つは、さまざまな図形特徴に対してそれぞれ選択的な細胞があり、これらの細胞の組み合わせによって個々の物体像が表現されているという考え方である.この考え方によると、それぞれの物体像は、その物体に含まれる図形特徴の組み合わせによって表現されることになる、情報表現は1 個の細胞のレベルまで必ずしも局在せず、複数の選択性の不完全な細胞の集合によって認識対象が表現されているとする立場である.

 1970 年から80 年代にかけては、コンピュ−タ−科学が爆発的な進歩を遂げた.その進歩と呼応するように、脳の精神活動とコンピュ−タ−の情報処理の仕組みを同じように考えることが次第に強くなってきた.この脳の一元論は、認知科学者デイビット・マ−(David Marr 1916〜1998)の計算理論の登場によって決定的になる.マ−は、シナプスの情報伝達回路がコンピュ−タ−とまったく同じ働きをするという例を参考に、脳とコンピュ−タ−は同じ仕組みで説明できる可能性があるということを理論面から裏づけた.

 この情報処理システムの存在は、脳が高度な情報処理をしていることを証明したが、同時に脳の情報処理はス−パ−コンピュ−タ−を何台もつなぎ合わせても不可能なほど複雑で高度なシステムだということを認識させられることとなった.にもかかわらず脳の中の肉眼では見えないレベルのいろいろな現象により心の諸問題を解く方法論を発展させてきた.また心の諸問題を肉眼では見えないレベルで脳の中のいろいろな現象で解く方法論が発展させ、解剖学、電気生理学、実験生理学、発生生理学などの知見とともに、認知機能が脳のどの部位で行われているかを画像で見るPET(陽電子放射断層撮影層置)やMRI(核磁気共鳴断層装置)などの「新しい脳活動システム」が導入され、またニュ−ロンネットワ−ク(神経回路)や神経システムを再現するシミュレ−ション技術などを取り込んで、その研究法はまさしく日進月歩の勢いである.そして、科学技術を駆使すれば心は脳のどこかに見つかるという脳一元論へと、より方向を先鋭化させている.

 

3.4 脳科学の問題点

 

 脳の感覚過程における情報処理は、大脳皮質を構成する約140 億の神経細胞の活動によって行なわれているとされる.神経細胞は、それぞれシナプスで他神経細胞と結合しているが、大脳皮質全体のシナプスの総数は10 万×140 億個に達する.この超天文学的な数のシナプスが複合しながら無数の神経回路網を作っているのである.そして神経細胞は機械の部品のように固定されているのではなく、刻々と細胞分裂によって新しく生まれ変わっているので、神経回路も常に変化している.また、これら無数の神経細胞はみな同じ遺伝子をもっているが、それぞれ違った環境と時間で分化してでき上がっているので、神経細胞とシナプスをみな同じ単位とみなして積み上げても、脳全体の働きを説明することにはならない.したがって、どんなに努力して、ある1部位の詳細なメカニズムを解明しても、脳全体の機能である心を明らかにすることはできないというのが現実なのである.

 自然の現象そのものの法則を探究する自然科学という普遍的真理や法則の発見を目的とした体系的知識を応用した脳科学も、結局は脳を無機的な物質にあてはめようとしていることになる.こうして得られた知識は「客観的証明された事柄」として受け取り、たとえそれがどんなに限られた範囲内のことであろうと、どんな生物であろうと全てに当てはまると見なすようになった.また、あらゆる事象はその知識を基に理解、解釈しなくては根本的な理解は得られないという思想や思い込みが、科学革命以降、支配的になった.そしてそれに基づいて、さらに新たな事実を積み上げさえすれば、脳の働きもこれまでにたどってきた無機的な考え方で解釈できると科学者は信じている.そのため、これまでの思考法では、生きている細胞を基本的な要素にしている「生命現象」と「機械の働き」を、根本的に同じ仕組みによって活動するものとして混同してしまう.私たち人間にとって何らかの物事を明らかにして、理解するということは結局、ただ自分が納得できるという満足感や安心感をえること、あるいは再現して生活に利用できるようになるということに過ぎない.

 つまり、私たち人間に与えられた能力では、全体に起こっている単純で普遍的な仕組みだけをありのままに捉え、納得したり、満足したり、利用したりすることができるだけで、「生命現象の根本的な仕組み」を機械と同じように理解し、その現象を再現することはできないと悟る必要がある.

 

4.脳と桜の成長

 

4.1 神経幹細胞の存在による新理論

 

 人間の脳全体では数1000 億個以上の神経細胞があるとされ、その細胞の構築は電気的に興奮するニュ−ロンと、ニュ−ロンの活動、維持を助ける働きをしているその10 倍もの数の非興奮性細胞であるグリア細胞との網の目からなる.ニュ−ロンは普通の細胞とは違い、周囲から神経突起というものが多数伸びている.そのうちの一本は特に長く、軸索と呼ばれている.そして、ニュ−ロン同士の間をつなぐシナプスと呼ばれる構造で互いに連絡しあっていて、ニュ−ロンに発生する電気的信号は軸索や神経突起を通り、シナプスの化学物質を介して隣のニュ−ロンへ伝えられる.このシナプスを介するニューロンへの信号伝達網が、「脳の細胞組織の基本的な構造」(以下、ニューロンネットワーク組織と呼ぶ)となっていると考えられている.

 また、脳の実質的な神経機能を生み出しているニュ−ロンネットワ−ク組織の大部分は、胎児期にすでに出来上がったもので、この細胞はいったんでき上がると、もう二度と分裂しないと考えられていた.生まれたばかりの新生児に比べて成人の脳が大きいのは、ニュ−ロン以外の細胞であるグリア細胞が増えることと、シナプスおよび電気的に興奮するニュ−ロンに対する絶縁体として働くミエリンという構造物などが発育期に付け加わるからでと考えられていた.そして成人してからの脳では、一日数万個のニュ−ロンが死んでいくだけで、増えることはない.これがだれも疑わなかった教科書的な定説であった.

 しかし1997 年、スウェ−デンのサ−ルグレンスカ大学病院のエリクソン

(PeterS.Eriksson 1936〜)とソ−ク生物学研究所のゲ−ジ(Gage 1940〜)らは、成長を終えた大人の脳(成人の脳)でも、少なくとも記憶と学習に重要な働きをしている側頭葉の内側にある海馬においては、ニュ−ロンが日常的に新生していることを発見した.またここ数年間で、その成人の脳の中にも、神経系に属する各種の細胞に分化を遂げていない未分化で多様性(その時点でどのような細胞になるのか決まっていない)をもつ「神経幹細胞」が見つかったことにより、「高等動物の成人の脳ではニュ−ロンの新生は起きない」というかつての定説が覆されてしまった.

 成人の脳においてニュ−ロンが新生することが明らかになった結果、ニュ−ロンネットワ−ク組織は決して固定されたものではなく、常に変化していることが考えられる.また、いつも新しい情報が記憶として、積み重ねられて心を生み出しているのではないかと考えることができるようになった.

 

4.2 神経幹細胞と生長点細胞

 

 桜も成木になるとその発育も止まってしまうように見える.その理由は樹齢を重ねるうちに風に吹かれたり害虫に侵されたりして強い枝だけが残り、新たに芽を生み出すことができる「生長点細胞」の数がだんだんと減ってしまうからである.しかし、老木でも「生長点細胞」の数はだいぶ少なくなるものの生きている限り毎年春になると、また数少ない新しいつぼみからまた鮮やかに開花し、新緑となり成長していく.このように脳も全体の「神経幹細胞」の数は減っていくが、桜と同じように、生きている限りは次々と新しい芽を出し成長していると解釈できる.

 これまで、脳の働きを理解しようと多大な努力が払われてきた.依然脳の働きは大変複雑なものととらえられている.しかしそれは、人間は何か特別な生物であって、特別な性質やメカニズムを持っているように考えたからではないか.人間を生物のひとつととらえると、植物や動物、真菌、ウイルスなど生きているものすべてには、共通する仕組みがある.それは、必ず誕生から死まで常に自己と非自己とを認識し、休むことなく「生き続ける」未分化な成長点を持っているということである.分化を終えた成長点は何らかの痕跡を記憶として残し、それを積み重ねながら自己としての記憶を変化させていく.この分化できる部分つまり成長点と、それによってできた部分つまり記憶が生命の基本と考えられる.

 脳の生長点である「神経幹細胞」は非対称分裂によって、新たな神経幹細胞と神経細胞という二つの異なる娘細胞になる.それによって膨大な数の「神経幹細胞」から分化し続けている脳は、器官(ニュ−ロンネットワ−ク組織)としての重要な役割を果たしている.とりわけ、休むことがない「神経幹細胞から神経細胞への分化」は、「与えられた環境と脳内の記憶からの情報」とを基に確実に自分の個性を獲得し続けている.つまり感じ続けている.その神経細胞が役目を終えると、記憶としてグリア細胞が残る.その間に次の「神経幹細胞群」は分化し、いつも新たにニュ−ロンネットワ−ク組織は更新され、脳は桜と同じように成長し続けている.

 これもまた、桜に例えれば理解しやすい.桜は自然界で風に吹かれたり、太陽の光を受けたり、雨に打たれたりして常に自然のあらゆる刺激を受け、それぞれの枝の芽にある無数の「生長点細胞」はその中で繊細に光と温度を感じ取って分化し、芽や花を咲かせ、葉を茂らせて実をつける.そうして、一年間の成長した新しい枝として、つまり記憶として残り、また新しい「生長点細胞」が生まれる.それらが集まって、空間の中で太い幹から無数に分かれた小枝まで立体的な一本の、刻々と成長している桜を構築しているのである.つまり脳と桜は同じように限りなく変化し、成長していることになる.

 

5.心はどのように生まれるのか?

 

5.1−脳の発生過程からの推測−

 

 心は脳からどのようにして生まれるのかを考える上で、その脳の発生と構成に関する基礎的知識をもつことは大切なことである.私たちの脳は1 個の受精卵から分化して膨大な数の細胞が形成される間に出来上がっていく.その1 個の受精卵はあらゆる臓器に分化できる能力があり、受精後およそ3 週目途中の

胎生期には、神経幹細胞があらわれ、胚発生の初期に脳は中枢神経系の幹細胞である神経上皮細胞が分裂と増殖を繰り返して、盲端になっている一本の管(くだ)(神経管)になる.その管の上端(頭側)の部分はやがて脳になる3 個の膨大部を生じる.これらを前から後へ前脳胞・中脳胞・菱脳胞である.前脳胞はさらに著しく発達して終脳はまた大脳となり、大きく左右に向かって膨隆し、そのおのおのが半球状を呈しているので、これを大脳半球という.中脳胞はあまり発達しないが、菱脳胞はさらに分化して橋・小脳・延髄の3 部 に分かれる.

このうち橋と小脳を合わせて後脳、延髄のことを髄脳という.

 脳の基本的な構造は、脊椎動物については進化を通じて保存されているが、進化の大きな傾向としては、大脳の発達が挙げられる.例えば爬虫類の脳では、大脳は大きな嗅球の付属物に過ぎないのに対して、哺乳類では中枢神経系の大部分を占める.人間では、大脳は間脳と中脳の大部分を覆うまでに巨大になっている.異なる種の脳の容積の相対成長の研究では、ネズミからクジラまで連続性が現れ、中枢神経系の進化の様子が推測できる.とくに人間で高度の発達を遂げた前脳(のちに終脳と間脳に分化する)の部分はその大きな形態とそこから生まれる機能について興味深い.

 桜の木も同様に一個の種から幹、枝、葉、そして花に成長して一本の木になる.特に季節の変化や年月の変化に合わせて、小枝にあるつぼみから開花、新緑や紅葉へと外界に反応している桜の姿は、まるで私たち人間の大脳のように感じられる.

 

 

5.2 形態と機能

 

 私たちは外界からのいろいろな刺激を、それぞれの刺激に対応した感覚器官、たとえば、音刺激ならば内耳神経などの聴覚器官、光刺激ならば眼や網膜や視神経、皮膚の温感などを通して受けとめ、それによって外界の物事だけではなく、頭の中に浮かんでくるすべての物事に対しても、脳はその時そのままの有様である形態と、その形態の変化によって生まれる機能とを組み合わせて認知している.機能は形態の変化に伴う現象である.私たちは桜を目で形態として認識するが、その形態の変化はとても遅いので、機能としては認識できない.しかし、私たちは短い日時の間に開花から満開になり、そして無残に散って行く花の形態の変化を記憶しているので、満開の花を見たときに、脳の中で一瞬に桜の花の変化として思い浮かべて、その命のはかなさを機能として感じることができる.

 見たものや聞いた音など、感じた場面や様子のすべてを記憶の中で形態や機能をして再現できるのは、脳に入力されてくる情報のうち視覚と触覚は形態とその機能を、聴覚、臭覚、それに味覚は目に見えない形態を機能によって捉えているからである.外界のいろいろな刺激因子を無数に張り巡らされた各種の感覚器で同時に電気信号に変換され、それぞれに対応する局所の神経細胞網の興奮活動となり、そして脳全体の神経細胞網で認知される.それが神経幹細胞の分化に影響を与えて、より新たな記憶となる.この途絶えることがない過程によって脳内で見たり、聞いたり、味わったり、触れたりしていないことでも、あたかも現実の様子や場面のように脳内で再現して認知することができる.

 

 5.3 時間の役割

 

 事実として感じている自分の意識(自己意識)はあたかも時間が止まっているようだ.しかし、私たちの脳は桜と同じように成長している.大脳にある「神経幹細胞群」は自分の環境の変化だけではなく、時間の流れに基づいた(過去の)記憶にも反応し続けている.だから、私たちの心の中にある大量の記憶を、過去から未来に渡って意識するために、時間はなくてはならない要素である.生まれて間もない新生児はほとんど微睡の状態であるが、空腹になると目が覚めて泣き、母親から乳を飲ませてもらうとまた安心して眠るといった、短い覚醒と長い睡眠を繰り返す生活をしている.この時期の脳や感覚器はまだ未熟で、自己と非自己の認識もはっきりしない.しかし乳児期を過ぎると目や耳が成長していくにしたがって外界から情報がなくても、自ずと(脳の中で)外界を認識(再現)できるようになる.やがて急速に大脳皮質がさらに成長し、覚醒する時間が増え、外部環境(外界)に対する認識も高まって、自分自身を感じる意識(自己意識)も芽生えながら変化してくる.こうして睡眠と覚醒をはっきり使い分けることで、時間の流れとともに新しい記憶は積み重ねられている.このうちの必要がない記憶は捨てられる.「生きていると感じる」意識の中には過去から現在、未来という「時間の要素」がある.一方で、自然と社会では、歳月を基にした歴史という「時間の要素」があるし、日本では四季がはっきり認識でき、桜も鮮やかに成長していく.その結果、私たちの記憶の背景には必ず細かく日時や年月、季節の概念も関連付けられている.

 

5.4 自己意識

 

 脳も他の臓器と同じように母親のお腹の中で成長して完成する.そして、出世時はまだ意識もなく、もちろん自分のことなど分からない.しかし、出生直後から様々な感覚器からの刺激で脳はさらに成長して3歳ごろ自分の存在を知ることになる.つまり「自我(self)(ego)」、あるいは「自分自身(my self)」を感じるようになる.その自分を基に、身の周り(外界)と実際にないものを思い浮かべること(内界)から感じ取ることができるすべての物事が脳の中で新たな記憶となって形成されていく.それが「自己意識」でる.

この過程もまた、毎年、芽の成長によって無数に枝分かれする桜と基本的に

変わらない.このようにして新しくできた枝もすべてが残るわけではなく、折れたり、成長できずになくなってしまうものも少なくない.そうして樹齢は重ねられて、樹形も変化していく.

 体に張り巡らされた感覚器から外界を認識し、重要と感じた情報は脳にある「未分化の神経幹細胞群」に伝えられ、脳の中にある根本的な記憶(自我または自分自身)と比べて、新しい記憶(ニュ−ロンネットワ−ク)を作って積み重ねて「自己意識」は変化して行くのである.目を閉じても、脳の中ではこの刻々と変化し、活動しているニュ−ロンネットワ−クがいわば「瞬時の自我」となって、そのネットワ−クの中で過去の記憶を検索して、現実の目の前にはない場面も、あたかも実在しているように映し出して思い浮かべることができる.一方、桜の「自我」は無数の「生長点細胞」であり、脳の様なニュ−ロンネットワ−クは存在しないが、「生長点細胞」の各々が自分の環境で分化、成長している.

 私たちは外界からの情報がないとき、例えば寝ているときに脳の中で夢を見るという現象も、この考え方で説明できる.いろいろな記憶を脳の中で組み合わせることで、見ているかのように描き出したり、比べて考えたりすることができる.考えるということは、過去の自分と今の自分を取り巻く外界を比べて判断することである.その時の判断は常に正しいと思うが、時がたつとまた考えが変わる(いつも再認識している).その時その時に判断したこと、または考えたことが記憶となって蓄積される.これらも、いろいろな自分を再現して認知する大きく発達した大脳の働きの1つである「自己意識」のメカニズムであると考えられる.

 

5.5 直観

 

 会話さえできない乳幼児期は、好奇心が強く、可愛らしく微笑んだり、泣き声を上げるなど、ものごとを分別し反応する.その頃は「神経幹細胞群」は外界に対して一生でもっとも活発に分化している時期だと考えられる.勿論、そのときに科学的根拠に基づく知識など必要はない.直観を経て心に至るまで、脳も桜のように成長する.

 その「直観」とは、わずかな何かの刺激に対して、いろいろと考えたり想像したりしないで、瞬時に鋭く感じとることである.それはもっとも大切な「心の要素」である.つまり本能に近い、動物的な心でもある.そして直観で得たことは、さらに物事を考えることによってはっきりした心、自分の意思「自己意識」になる.

 脳と桜の「直観力」の違いは「神経幹細胞」と「生長点細胞」の個性の違いにある.過ぎ行く季節の変化に脳が発揮する直観力は、桜の「生長点細胞」の「直観力」に劣ることも、勝ることもない.

 暦がなく季節もあいまいだった昔、私たち人間は桜の力を借りて農事を行っ

た.つまり、野山に美しく咲く桜の花を見て、田植え時期や秋の実りの豊かさを判断したと考えられる.

 

6.心の発達過程

 

 人間ははっきりとした自己意識がある状態で生まれるのではなく、栄養摂取、体温調節、外敵からの保護など生命の維持にかかわるいっさいを養育者にゆだねなければならない状態で生まれてくる.そのころの脳の機能にはまだ、心はない.その後、体は自然に成長していくが、外界からの情報や刺激がなければ、見たことも聞いたこともないものが脳の中で、自ずと心が出来上がることはない.心は、受け継がれてきた知識を与えられたり、技術を習得したりして、個人として自立する能力を学習することによって発達し出来上がる.それは約20年もの長い間をかけて成人、社会人の心になる.

 わが国でよく使われる「心有る」とか「心無い」、または「良心」という表現も、人間社会の誕生から現在まで培われてきた人間同士の依存の仕方、つまり、仕組みから生まれたものと考えられる.つまり、私たちの心は、個人と人間社会や自然に対する脳の記憶を基に生長して成り立っていて、人間社会で育った証でもある.そして自然または人間社会で生きていくには、お互いに正しい依存の態度、自然の掟や人間社会のモラルを守ることが必要であると認識されてきたことを物語っている.

 心は人間と人間の、また人間と自然の依存関係の中で長い時間と努力をかけてつくられた記憶である.「お互い様」という言葉も、譲歩、妥協する努力によって穏やかに事を解決しようとする心の表れである.人間社会の歴史が積み重ねてきた「知恵」でもある.この知恵は簡単には壊れない.このように大量の記憶を蓄積できるようになった大きな脳には、人間同士の相互依存と自然環境への依存を基に構成された計り知れない心(知恵)を習得することができる.この知恵をもとに脳は自己の生命を維持するだけではなく、より懸命に生きていける手段を選択しながら学習を繰り返して進歩する.

 つまり心は遺伝子情報の中には含まれていない.クローン技術が進めば、短時間で細胞の遺伝子をコピーして生命をつくることができるが、同じ心をもつ人間をコピーするのには同じ年月と、その人が育ってきた環境とが必要であり、不可能なのである.

 

7.あとがき

 

 これまで私たちは「科学を基にした考え方で、豊かな社会になる」と信じてきた.しかし、現在ではいくら科学の知識を獲得しても身の回りの環境の変化(高齢化問題、地球人口の爆発的な増加、深刻な事故)、想定外の出来事はより複雑で難題が多くなった.このままだと「悩みや不安が多くなり、安定した生活を送れない」という予感または失望感が増してくる.それは「科学の進歩や科学的な考え方」の裏には、私たちが気がついていないこと、避けてきた大事なこと(科学的な考え方では説明できない問題)が存在しているからである.

 例えば、人間が長生きをするようになったといっても、老化は避けることはできず、体の不調や不安を訴えて病院を受診する人々は増えるばかりで、その根本的な変化を止めることはできない.人生を楽に全うさせてくれない.人類が初めて経験する今日の超高齢化社会への適応方法を教えてはくれない.安らかに楽しく生きる方法を、科学や医学は何も教えていない.

 人間の能力には限界があり、自然の法則の中で私たちは「直観」や「心」に頼って生きてきたことを何時も忘れてはいけない.「科学の考え方」は数々のことがらの比較による利益だけをみて、難題の想定外の事柄については軽視し、それを考えてこなかった副作用がこれから徐々に顕著化していくのではないか?また「科学的根拠」とは「もう証明された事柄」なのだからと自分自身で確かめて納得したわけではなく、簡単に受け入れてきた.それはまた都合のいい解釈によって、いろいろな方向に派生し、果てしない様々な考え方は一人歩きして止められない.

 私たちにとって科学の進歩とは何か? 人間の幸福にとってどうしても必要

なのか? どこまで必要なのか? メリットの裏に深刻なデメリットが隠されてないか? これまでの科学の考え方、方向性はそれ自体が拡大解釈されて、自己満足に陥ってしまってはいないか?

 この疑問に答えるには、「私たち人間に与えられた心とは何か?」、「心を満たしてくれるものは何か?」、「先人たちは一生の難題をどのように考えてどのような心で乗り越えてきたのか?」などをよく考察し、一人ひとりが自然の中の自分自身と社会の問題点(困っていること)を正直に捉え、素直に表現する必要があるのではないか? 失敗を恐れず自然の営みの中で自分の個性を知り、自分の役割を考えながら生きていけば、やがては幸せを感じるのではないか?

 診察室で診ていると、人間にとって体の局部の症状だけではなく、背景にある「心」の状態の大切さが解る.「心とは何か?」、「自分とは何か?」、「心は脳からどのようにして生まれるのか?」、「心は何のために必要なのか?」についてあらゆる人たちに解ってもらい、自分らしく、理にかなった楽しい人生を真剣に送れるようになれば幸いである. 





 

 

 

 

心是如何从脑产生的

基于脑的神经干细胞和植物的生长点细胞的对比的思考

 

 

 

南大谷诊所 研究摘要 2013

 

 

目录

1.前言

2.为什么将动物与植物对比

3.心是什么 ―― 至今的脑科学研究方法

3.1心在哪里

3.2 基于心理学的心的解释

3.3 基于脑科学的心的解释

3.4 脑科学存在的问题

4.脑和樱的成长

4.1 基于神经干细胞存在的新理论

4.2 脑的神经干细胞与樱的生长点细胞

5.心是如何从脑产生的

5.1 从脑的成长过程的推测

5.2 形态与机能

5.3 时间的作用

5.4 自我意识

5.5 直觉

6.心的成长过程

7.结束语

 

 

 

Keywords:

 

mind

 brain   大脳 cerebrum

神経幹細胞  neural stem cells

生長点細胞  meristematic cells

記憶 memory

自己意識 self-consciousness

直観  intuition

ニューラルネットワーク  neural network 

細胞分化 cell differentiation

 

 

摘要 

机械通过被赋予的系统来工作,而我们人类不仅仅是依靠本能,还依靠心的思考来行动。这里说的心是什么,它是如何作为机能从脑产生的问题仍然还不能解释。为了说明这个问题,已从心理学上将心细分为了几个成分。而在脑科学领域,人们始终相信如果能明确这些成分是在脑的哪里产生的,即机能局部定位,并查明多个细胞之间是如何相互活动的,那么心和脑的关系终究会被明确解释。但是,即使因某种原因导致脑的某一部分受损,但只要还能意识到自己的存在(自我意识),心的根本,直觉也会依然存在。也就是说,只用目前提出的脑的机能局在论的解释方法,会导致心不存在于脑的任何一部分的结论。即在机能局在论的基础上,不能说明心的本质。基于脑产生的心终究还是像生物的器官一样,应该认为是由某种干细胞分化产生的一种生命现象。

像植物、动物等所有活着的生物,都有一种共同的结构。那就是从出生到死亡,都会一直识别继承了遗传信息的自我与非自我,存在持续生长的未分化的成生长点(随时间的推移一起生长的部分)。成长点分化之后都会留下一些痕迹,并总会有新的成长点产生。通过这样,不断重复积累记忆,个体的一生不断的变化。这种生长点和记忆的生体结构被认为是生命的基本。

我们可以清楚的用肉眼捕捉到植物通过生长点细胞的分化对环境的变化做出反应的结构。如果观察樱树的树干(蔷薇科蔷薇属的落叶阔叶樱树,以下简称为樱)可以发现,在解剖学上脑的成长结构与樱从粗大的枝干分生出大枝、小枝的过程是相类似的。本文是基于将至今都未被注视过的多数神经干细胞的活动是如何发挥作用从而产生心的现象的过程与樱的成长相对比,做出的思考。

    得到的结论是存在于大脑的作为各种心的构成要素(相当于樱树的小枝)的每个神经干细胞(相当于在枝芽处的生长点细胞),通过接受外界环境信息分化出神经细胞或神经胶质细胞(相当于花蕾、花或叶),新的组织(相当于新的茎)作为记忆、系统被积累下来。另一方面,没被再利用的旧的神经组织、或是受到某种伤害的神经组织会脱落(相当于接受不到阳光的枝条折掉),那部分的记忆会消失。像这样,脑和樱一样,只要活着就在不断的成长。

    换言之,心可以认为是在大脑的神经干细胞群(樱的枝的生长点细胞群)基于来自外界环境的信息和自己的记忆(樱的干和枝),面向未来不断的分化。

 

 

 

1.   前言

 脑即使有最新的科技进步做基础,但对于它产生机能的结构、工作、疾病和治疗,还仍有很多不明之处。到目前为止我们能理解的不过是冰山一角。至今的研究表明,不论要探索脑的哪一部分,都要关注大量的神经细胞(神经元)和供养它们的神经质细胞,以及纵横交错的血管。

  还有很多未从根本上理解的东西尚未浮出水面(伊藤正男、1998)。例如,即使尝试解释如何只通过神经元或神经胶质细胞产生记忆、思考和感情的,也不能得到理想的结果。所以说,即使用我们目前为止发现的物理现象、化学反应,以及最新式的计算机结构也不能从本上解释。那是因为组成脑的无数的细胞,都有各自的生命,产生着变化或分裂。为了解决这个根本问题的生命化学研究,虽在肉眼看不见的分子水平的世界里取得了一定的成就,但仍未明确脑与心的关系。

  人类生命的行为就好像樱树(蔷薇科蔷薇属落叶阔叶樱树,以下简称为樱)这种典型的植物的成长,同作为生物,它们有“从细胞分化出细胞”的共同生命现象。樱也有像脑一样的认识自我,对环境的变化做出反应的机能。即存在处于根或茎的顶端,活跃的进行细胞分裂产生新组织的“生长点细胞”。对于作为植物的樱来说,虽没有像脑一样的接受外界的刺激的同时产生相应的想法或反应的器官,但是这无数“生长点细胞”的分化,却能使樱作为一棵树,随着季节的变化,从蕾到花和叶不断淘s成长。

 近年来,在成人的脑中也发现了类似于植物生长点细胞的神经干细胞,它们与植物生长点细胞功能相似,属于神经系,有产生各种细胞功能却尚未细分化,具有“多样性”。由此,“高等动物的成年的脑神经元不能再生”这种几乎被认为是常识的观点被彻底颠覆了(Gerd KempemannFred HGage 1997)。这种新型“神经干细胞”的发现,暗示了脑也和植物一样通过相同的成长结构,产生活动的可能性。

这意味着可以通过不同于脑科学手法的简单的想法来解释复杂的脑活动的问题。心的解释被认为是人类遗留下来的最大的课题,也是从原理上讲最困难的课题之一,仅局限于目前的科学手法可能不会产生巨大的进步。本论文,采用了不同于以往的将植物的“生长点细胞”与“神经干细胞”相对比的理论,从直觉的角度上阐述了“心是如何从脑产生的?”这个问题。

2.   为什么将动物与植物比较?

法国哲学家,数学家帕斯卡(Pascal16231662)曾说过人类是会考虑的苇。其中“苇”所代表的植物究竟是什么样的生物呢?普遍认为植物不会思考也没有感情,而且也并不需要。它的生长姿态很容易理解。但是它却有敏锐的感觉,能应对自然界的变化巧妙的生长,更有克隆繁殖的能力。

在古生物学中,只有用肉眼看得见的动物和植物才被认为是生物。不久之后随着显微镜等的诞生,现在将生物认为是所有动物、植物和肉眼看不到的微生物的总称。明确的生物定义的特征是由细胞构成。所谓细胞,是指所有生物含有的包含遗传基因(DNA)的微小房屋状的最小单位。

地球上存在的所有生物,不光是动物,还有植物、变形虫、细菌,它们生命现象的基本机制都是相同的。而且细胞的基本构造,代谢的基本构成,甚至是遗传因子,以及化学成分的暗号编码都大致是相同的。所以,从细胞水平来看,动物和植物同作为生物,基本上没有什么不同。最大的不同就是植物通过获取太阳光的能量生存,而不需要像动物一样从其它生物那里获取。而动物有着各种器官,特别是有脑这种特殊的器官,可以辨别自我和非自我,并控制其它各个器官使其作为一个整体生存。认知事物的能力(自我意识)是人类的脑所特有的功能。理解脑的结构不仅是本人的工作,而且绝对是必需的。可惜的是本诊所并没有专门的研究设备,条件有限,只能着眼于日常中人们的生活,特别是对一起存活的“脑=人类=生物”的活动以及对窗外的“樱=生物”进行观察。自古以来,就将我们身边的随着时间的推移,四季的变换,周而复始的发芽、开花、长叶、进而凋谢成为裸木的樱称之为“日本人的心”。这种“樱”的优雅、美丽、旺盛不正告诉了我们“什么是活着”的本质吗?本人思考着这些,考察了“心是什么”这个问题。

3.   心是什么?−至今的脑科学研究方法

3.1心在哪里?

我们从睡眠状态醒来(觉醒)时,眼、耳以及皮肤等各种感觉器自然的感知外界环境。并基于存在于社会中的自我记忆来思考、认知(自我意识)。心至今为止只被定义为“脑的所有精神活动的基础物质”或者“精神活动的总称”。究其原因,由于脑中没有肌肉,不能直接用肉眼观察它的活动。而这种不能用眼睛看到的“脑的活动”,通过间接的对外界的刺激的反应、人物的表情、态度,动作中展现的状态以及语言等来进行判断。

并且我们人类有时还将相互之间看不到的东西以及不能用语言表达的复杂的“认识”称之为心,还将当我们想起某事时的自我“思考”称之为心。

“心是什么,在哪里”这个问题,自从文明发祥以来就抛给了人类。在六千年前的埃及,产生了“心存在于心脏”的想法,而在四千年前的巴比伦尼亚产生了“心存在于肝脏”的想法。在成体系的学问萌生的希腊时代,认为“脑或心脏的活动”产生了心。

例如,被称为医学的始祖的希波克拉提斯(Hippocrates 公元前460?〜公元前377?)曾认为心是“脑的经营者”,哲学家柏拉图(Platon公元前428左右〜公元前347左右?)曾传唱心“存在于脑和骨髓”。另一方面,柏拉图的弟子亚里士多コ(Aristoteles 公元前348〜公元前322)则曾认为心存在于心脏。

因为亚里士多コ的思想在欧洲有很长一段时间产生着巨大的影响,所以在那段时间普遍认为心脏是心存在的场所。但是,随着17世纪现代科学的方法论的产生,脑再次引起人们的关注。例如法国的哲学家笛卡尔(Renè Descartes 19561650)认为,心或意识的源头在于脑的内部深处的“与感知光的视觉神经相连,分泌荷尔蒙的脑垂体”。另外,活跃于2世纪的古罗马医师盖伦(Galenos 约130200左右?)致力于解剖学的研究,认为“精神活动”不在脑的实体里,而是在于脑的内部积满脑脊髓液叫做“脑质”的地方。

除此之外,亦众说纷纭。但是在17世纪以后,对“心和脑相关联”的观点上的歧义消失了。有歧义的只是对于“关联”的理解,大体上分为两种,即一元论和二元论。一元论认为“心和脑的活动是相同的”,即心只是脑活动的另一种表达方式。另一方面,二元论认为“心”和“脑”不属于同一种物质,活动过程也不同,“心是独立于脑的”。

这两种说法从根本上就完全不同,所以对立了很长一段时间。但是二元论占有着优势,这是因为二元论与宗教,尤其是伊斯兰教的说法相符。实际上,18世纪主张一元论的法国医师拉美特利(Julien Offroy de La Mettrie  17091751)曾主要借助于生理学的力量,论证了人类的精神活动就是脑这种物质的活动。但由于发表这种言论与宗教界产生了激烈的冲突,引起了宗教界的憎恨,最终被迫害致死。

但是在今天,毫无疑问的认为一元论的观点,也就是我们的“心与基于脑的工作产生的机能相统一”的观点是正确的。人类的脑是由大量的神经细胞组成的网所构成的,而所有心的活动都必是由这张网所交织出的。即便如此,无论探索脑的哪里,都不能得到实在的证据。而且,对于“心的成长是如何从脑产生的”问题,至今还未给出明确的回答。

3.2基于心理学的心的解释

植物一旦在大地中扎根便不能再移动,但是在它生长的地方却能感受周围环境,季节等的变化并对其自身进行调整,以适应周围的环境。但是我们人类并不是简单的进行往复的运动,而是认识周围的环境,基于脑中自行产生的记忆、感情、心情和思考,来支配身体的运动。

这种人类的内在的心里及精神上的产生过程的科学研究史是从1879年,コ国生理学家、哲学家冯特(Wihelm Wundt 18321920)首先在莱比锡大学创立的心理学教室开始的。但是内在世界产生的各种现象都是模糊不清的,很难直接或客观的进行测定。于是在心理学上,通过研究客观的外界可测的行动来了解内在的心理上、精神上的过程。关于学习、记忆、知觉、认识等活动,对内部潜在的心的活动过程与外在的活动的关联性进行思考的同时,用实验和观察的方法进行研究。这种心理学不用“心这个词,而是用“反应”这个词。而且,从心的活动,这些活动的表现,以及拥有这些的人类的意识这三个方面来捕捉人类从出生到死亡的整个生涯以及行为的话,有人曾试图将心分为多个成分,而且近年来,随着脑科学研究方法的发展,更明确了与脑的关系。虽说如此,从根本上掌管着众多成分的中心成分以及被认为给予生命的根源的“自我”(selfego)或者说“魂”(a soul,spirit),究竟是什么东西,终究不能解释。

3.3 基于脑科学的心的解释

在古代,自然与人的行为的根源被认为是因为有“灵”(pneuma),在希腊语里是气息、风、灵魂的意思。另外,看不见的人与人,人与自然之间的牵连也被认为是因为灵的存在,才能够听到声音,能够感觉到动作的印记。正因为灵的存在,人才能在生长的同时绽放光彩。

1791年,コ国的解剖学家、医师伽伐尼(Luigi Galvani 17371798)使用青蛙的脚发现了动物电位,开拓了神经传导结构研究的道路。另外,英国的化学家,神学家约瑟夫·普利斯特利(Joseph Priestley 17331804)等人,开发了革新性的实验方法,率先发现了空气中的氧气,并在分离各种气体的同时,发现了体热是由身体的化学反应产生的。1774年,约瑟夫·普利斯特利造访法国,向法国化学家拉瓦锡(Antoine Laurent Lavoisier 17431794)说明了发现了空气成分的事。拉瓦锡立即发现了即便是看不见的东西也是由各种物质组成的理论的重要性,成为了确立近代化学的化学革命的契机。体热的产生的主要原因也是灵的存在的理论,随着这场化学革命的产生,被完全的否定了。脑的研究也以此时为界,近代生理学的形成以整齐的步伐,迎来了大发展。

 根据英国的生理学家谢灵顿(Charles Scott Sherrington 18611952)的研究表明,神经元部分是由电信号传达信息,神经元与神经元之间的结合部分(突起)是通过化学物质来传达信号的。这使用了电气类与化学类两种传达机构来传达信号,作为“信号传递回路”(称为神经元·网络,或神经回路),成为了解释脑结构的基础。

第二次世界大战后,在谢灵顿手下学习的加拿大神经学者、脑外科医生潘菲尔コ(W.Penfield 18911976),在实际实施基于大脑皮质电刺激的新型“机能局部存在理论”的脑手术时,经过患者的同意,在大脑皮层的各个部分插入电极,给予了电刺激,并同时观察了患者的样子。结果表明,患者的脑侧面,耳上方的部分领域,对脑科学有着决定性影响。也就是说“脑的局部存在论”的说法通过这个实验得到了证明。

但是潘菲尔コ虽然证明了脑的局部存在论,却推导出了“脑里没有心,心在脑之外”的错误结论。

1958年,休伯尔(D. H. Hubel 1926)与威赛尔(T. N. Wiesel  1924〜)发现的只对特定刺激与特定状况产生反应的神经细胞存在的理论终究成为了八九十年代各种认识细胞的假说的先锋。物体的像被提示为视觉时,我们的脑会产生对应各种物体像的神经细胞的活动。现在对于这种物体像的认识,大体分为两种观点。一种是存在能对应各个物体像的特定神经细胞。就是在一个细胞的水平上推动局部机能的观点。按照这种观点,会变成存在只对老奶奶的脸产生反应的“老奶奶细胞”,和只对老爷爷的脸产生反应的“老爷爷细胞”的说法。另一种观点是存在对应各种形状特征的不同的选择性细胞,通过对这些细胞的组合来表现各个物体的像。按照这种观点,认为各种物体的像是通过对物体包含的形状,特征的组合表现出来的。就是信息表现并不一定局限于一个细胞的水平,通过多个选择性的不完全的细胞的组合来表现认识对象的观点。

脑的一元论的说法随着认知科学家大卫・马(David Marr 19161998)的计算理论的登场有了决定性的地位。马参考神经节的信息传递回路与计算机的运行方式完全相同的例子,为脑可以用与计算机相同的结构来说明的说法奠定了理论的基础。

但是这种作为信息处理系统的存在,虽然证明了脑在进行高度的信息处理,但是同时也认识到脑所进行的信息处理是无论用几台超级计算机联合运转都几乎不可能实现的高度复杂系统。尽管如此,解决基于肉眼看不见水平的在脑中存在各种现象的各种心的问题的方法论在不断发展。通过发展基于肉眼看不见水平的脑中各种现象的心的诸问题的方法论,解剖学、电气生理学、实验生理学、发生生理学等见解,和能用图像将认知机能在脑的哪个部位进行展示出来的PET(正电子发射型计算机断层显像)和MRI(磁共振成像)等新的脑活动系统的导入,以及将神经回路与神经系统再现的仿真技术等的发展,研究法正在日新月异的发展。而且,为运用科学技术的话心终究会在脑的某处被发现的一元论,指明了发展的方向。

3.4 脑科学存在的问题

对脑的感觉过程的信号处理,是通过构成大脑皮质的约140亿个神经细胞的活动进行的。神经细胞通过各自的神经节与其他细胞相结合,大脑皮质的神经节的总数多达10万×140 亿个,这些超天文数字个神经节通过复合形成神经回路网。而且,神经细胞并不是像机械部件那样被固定住,而是时时刻刻都在分裂进行细胞更新,所以神经回路也在不断的变化。另外,这些无数的神经细胞虽然都存在相同的遗传基因,但因在不同的环境和时间分化产生,所以即使这些神经细胞和神经节由相同的单位构成,也不能由此说明脑的整体的运转情况。因此,无论如何努力弄清脑的某一部分的详细结构,也不能明确说明脑全体的机能--心。

就像探索自然现象的自然科学,以发现普遍的真理和法则为目的,应用了体系性知识的脑科学,结果却变成无机物质的应用。这样得到的各种新的知识,作为被客观证明的事物接受,无论那是被限制在多少条件之下,无论是何种生物都可以得到应用。另外,无论什么事都必须以它的知识为基准进行理解和解释,否则就不能从根本上理解。这种思想在科学革命之后,成为了所有事物的思考的根本。并且科学家相信,在此基础上,无论积累什么新的事物,根据这种无机的思考方式都可以解释。为此,到目前为止的思考方法,会将作为活细胞基本要素的生命现象和机械运动与从根本上采用相同的结构产生活动的物体混同起来。对于我们人类,将某事阐明、理解,结果实际上只是为了满足自身的满足感和安心感,或是能通过再现从而利用到生活中来而已。

换句话说,我们人类被赋予的能力,只能将产生的普遍存在的单纯的结构,按照原样捕捉,或是理解,或是满足,或是加以利用。需要有不可以像机械一样理解生命现象的根本的结构,将现象再现的觉悟。

4.   脑和樱的生长

4.1基于神经干细胞存在的新理论

人脑总共有1000亿以上的神经细胞,而这些细胞的构筑是通过神经元的电气性兴奋与帮助神经元的活动、维持工作的约十倍数量的非兴奋性神经胶质细胞相结合形成的。神经元与普通细胞不同,周围伸展出很多叫做突起的部分。其中一条特别长,叫做轴突。神经元之间是由叫做神经节的部分相连接,神经元产生的电信号通过轴突或神经突起,借助神经节的化学物质传向周围的神经元。这种通过神经节向周围的神经细胞的信号传递网被认为是“脑细胞组织的最基本结构”。(以下成为神经网络)

另外,我们的脑中有实质上神经机能的神经元网络组织中的大部分,实际上是从母体的胎儿期产生的,并且曾一度认为这种细胞一旦产生便不再分裂。之所以成人的脑比新生儿的大,是因为神经元以外的细胞,即神经胶质细胞的揄チ,以及与神经节和产生电气兴奋的神经元相对的,作为绝缘体工作的称为髓鞘的物质在发育期的大量产生。也曾认为在人成年以后,脑每天都有数万神经元死亡而不能揄チ补充。这曾是不容任何人质疑的教科书的定义。

  但是在1997年,瑞典的Sahlgrenska医科大学的埃里克松(PeterS.Eriksson 1936〜)和索尔克生物研究所的盖奇(Gage 1940〜)等人发现即使是成人的脑,至少负责学习和记忆的重要工作的侧脑叶内侧的海马神经元,在平时也会再生。近几年间,随着在成人脑的属于神经系的各种细胞中,尚未分化的具有“多样性”(当时尚未决定分化成哪种细胞)的神经干细胞的发现,彻底颠覆了“高等动物的脑中神经元不能再生”的说法。

 随着成人的脑中神经元细胞在不断新生的观点的产生,逐渐认为神经元网络组织并不是固定不动的,它们在不断的改变。并产生了通过不断记忆、积累新的新的信息而产生了心的想法。

4.2脑的神经干细胞与樱的生长点细胞

  樱也是一样,当它成长为参天大树时它的成长看起来也停止了。那是因为随着树龄的揄チ,能在风吹虫害中残留下来的只有老枝,而能够新生出芽的生长点细胞在逐渐减少。但是,即使是老枝干,生长点细胞变得再少,但只要树还活着,每年春天的时候都会或多或少的发育出新芽,开花,并长出新叶,并不断成长。如同樱花一样,可以解释脑的整体的神经元总数虽然在减少,但是只要还活着就会有新的神经元产生。

 至今为止人们为了理解脑的工作方式,付出了巨大的努力。结果认识到了脑的工作是一个非常复杂的过程。但这是不是人类作为特有的生物而具有的特殊的性质或生体结构呢?然而,将人作为生物的一种,植物、动物、真菌、变形虫等所有的生物,都有一种共同的结构。就是一定会从生到死不断的的认识自我与非自我,并存在永不停息不断成长的未分化的成长点。分化之后的生长点都会将某些痕迹作为记忆残留下来,将其积累的同时作为自己使其产生变化。普遍认为这种可以分化的成长点和通过它产生的记忆是生命的基本。

 作为脑的生长点的“神经干细胞”通过非对称分裂,产生神经干细胞和神经细胞这两种新的不同的子细胞。通过大量神经干细胞不断分化出的脑,作为一个器官有着重要的作用。尤其是从神经干细胞到神经细胞的不断分化,是以“外界环境与脑内的记忆信息”为基础,获得自己独特个性的过程。神经细胞的使命结束后,作为记忆神经胶质细胞残留下来。其间下一个“神经干细胞”分化、更新为新的神经元网络组织。脑和樱一样,不断的成长。

这同样以樱为例,会比较容易理解。樱在自然界中一直受到风吹、日晒、雨淋等刺激,不同的枝芽中的生长点细胞,感受光和温度的刺激分化、长出新的芽,开出新的花,并不断使枝叶繁茂,结出果实。然后将一年成长起来的新的枝,作为记忆残留下来,产生新的“生长点细胞”。通过将这些集中起来,从空间中存在的粗大枝干生长出无数个小的枝条,从而构建出一棵立体的不断成长的樱。也就是说,脑和樱一样,不断的变化,成长。

5.   心是如何产生的?

5.1从脑的成长过程的推测

为了理解心是如何从脑产生的,掌握关于脑产生的基础知识是非常重要的。我们的脑是从一个受精卵逐渐分化出大量细胞的过程中形成的。这个受精卵有分化成所有内脏的能力,在受精后约3周的胎生期产生神经干细胞,在胚胎成长初期,作为中枢神经系干细胞的神经上皮细胞,通过不断分裂、攝B,成为一个管状的盲端(神经管)。管的上端的某一部分最终形成脑。这部分不久产生三个膨大的部位,这三个部位从前到后依次称为前脑包,中脑包和菱脑包。前脑包将继续显著成长为终脑也称为大脑,它向左右大量膨胀,因呈现为球状,因此被称为大脑半球。中脑包几乎不再成长,而菱脑包继续分化为桥、小脑、和延髓三部分。其中桥和小脑统称为后脑,延髓称为髓脑。

脑的基本结构,在脊髓动物的进化过程中被保存了下来,但要说进化的方向,还是大脑的成长方向。例如在爬行类的脑中,大脑不过是嗅球的附属结构,而在哺乳动物中却是神经中枢的主要组成部分。对于人类,大脑几乎覆盖了间脑和中脑的大部分。在不同种类的关于脑大小的相对成长的研究中,从老鼠到鲸鱼都显示出了连续性,可以看出中枢神经系的进化情况。尤其是人类高度进化的前脑(将来分化成终脑和间脑)部分的巨大形态与其产生的机能意义深远。

樱树也同样是从一颗种子开始不断生长出树干、树枝、树叶,并且开花,最终长成一棵树。尤其是配合季节与年月的变化,从小枝条的花蕾开始,对应外界刺激,长出鲜花、绿叶或红叶。这种樱的姿态,感觉就像人的大脑一样。

5.2  形态与机能

    我们通过各种感觉器官感受各种外界刺激,例如通过内耳神经感受声音刺激的听觉器官,感受光刺激的眼、视网膜和视神经,和感受温度的皮肤等。通过感受到的信息,不光是外界事物,对于浮现于脑中的所有事物,脑都会将当时有形的事物以及通过形态的变化产生的机能相结合,进行认知。机能就是伴随形态的改变产生的现象。我们通过眼来认识樱的形态,但是由于形态的变化非常慢,不能作为机能被认知。但是我们会将短时间的从开花到满开,再到凋谢的花的变化记忆下来,当看到满开的时候,花的变化在脑中一瞬间浮现出来,我们便能感觉到这个生命的短暂的机能。

之所以能将看到的东西、听到的声音、感觉到的场面和情况,全部在记忆中转换成形态和机能进行再现,是因为输入到脑信息中的视觉和触觉信息的形态和机能可以通过听觉、嗅觉以及味觉将看不到的形态作为机能捕捉出来。

用无数展开的各种感觉器同时将外界的各种刺激因子转换成电信号,形成各个相应部分的神经细胞网的兴奋活动,然后用脑全体的神经细胞网进行认知。这个过程将对神经干细胞的分化产生影响,从而产生新的记忆。通过这种永不停息的过程,即使在脑中看、听、品尝、触摸,也可以像现实中的模样或场面一样,在脑中再现,认知。

5.3 时间的作用

作为事实感觉到的自己的意识(自我意识)如同时间的停止一样。而我们的脑却像樱一样成长。在大脑的“神经干细胞群”,不仅对自身环境的变化,还对基于时间的(过去的)记忆一直有所反应。因为为了将我们心中的大量记忆从过去移动到未来产生意识,时间是不可缺少的因素。

刚出生的婴儿基本属于微睡的状态,当饥饿的时候会醒来,通过哭泣来从母亲那里得到奶水,之后继续安心的入睡。反复重复短时间觉醒和长时间睡眠的生活。这时候的脑和感觉器官尚未成熟,不能清楚的区分自我和非自我的认识。但是经过了哺乳期之后,伴随着眼和耳的发育,即使没有外界信息,也变得能自我(在脑中)认识(再现)外界。最终随着大脑皮质的继续成长,觉醒的时间长,对外界环境的认识也不断积累,对自身的感觉意识也萌生出来,并不断产生变化。通过这样明确区分睡眠和觉醒的状态,随着时间的推移,记忆会不断积累起来。其中不需要的记忆会被扔掉。在“活着的感觉”的意识中包含着从过去到现在、未来的“时间要素”。

另一方面,自然和社会中也有基于岁月的称为历史的“时间要素”,在日本也可以清楚的认识四季、樱也能淘s的成长。因此,我们的记忆中一定含有详细的时间、年月和季节的概念。

5.4自我意识

脑和其他器官一样都是从母体的腹中成长形成的。而出世的时候还没有意识,连自己都还不懂。但是出生之后,通过各种感觉器官接受的刺激,脑继续成长,到三岁的时候便可以意识到自己的存在。也就是变得可以认识 “自(self))我(egoself)”或 “自身(myself)”。基于自身,感受自身周围的和想象出的事物,形成记忆。这就是“自我意识”。

这种过程,与樱每年通过芽的成长分化出无数的枝条的过程基本相符。这样新长出的枝条也不会完全被残留下来,很多都会折断,或是不能成长而消失。像这样随着树龄的长知识会不断揄チ,心也会不断产生变化。

  通过展开到全身的感觉器官感受外界,将感觉到的重要信息传递给脑的“未分化神经干细胞群”,与脑中的基本的记忆(自我或自身)相比较,产生新的记忆(神经元・网络)积累起来,使“自我意识”产生变化。闭上眼睛,将脑中的这时时刻刻变化的、活动的神经元・网络变成“瞬时的自我”,通过检索网络中的过去的记忆,即使不是眼前的场景,也能在脑中浮现出身临其境的感觉。另一方面,樱的“自我”是无数的“生长点细胞”,不存在像脑一样的神经元・网络,各个“生长点细胞”在自身的环境中分化、成长。

我们在没有外界信息时,例如在睡觉做梦时,也可以用这种方式解释。在脑中包含了各种记忆,可以仿佛亲眼看到一样将其描绘出来,进行对比、思考。思考就是说将过去的自身与现在自身所处的外界进行比较、判断。即使认为当时的判断是正确的,随着时间的推移,想法也会改变(不断的进行再认知)。当时的判断结果与想法作为记忆保存下来。这被认为是能再现、认知不同的自我的,高度发达的大脑活动之一“自我意识”的生体结构。

5.5 直觉

连话都不会说的哺乳期的婴儿。有很强的好奇心,对于不同的事物会产生像可爱的微笑、大声哭等不同的反应。这阶段被认为是一生中“神经干细胞群”对于外界,最活跃分化的时期。毋庸置疑,这不需要什么科学的根据。无论从直觉到心的深处,脑都如同樱一样在成长。

这种“直觉”,就是对于一些简单的刺激,不去进行各种思考和想象,只是瞬时的最敏锐的感觉。这也是最重要的“心的要素”,也就是说属于本能的动物的心。而靠直觉得到的东西,也会进一步成为基于对事物的思考的明确的心、以及自我意识。

脑和樱的“直觉”的区别就是“神经干细胞”与“生长点细胞”的区别。对于季节的变化,脑所发挥的直觉与樱的“生长点细胞”的直觉旗鼓相当,不相上下。

在没有日历,季节模糊的过去,我们人类曾借助樱来进行耕作。就是说,看着漫山开放的樱花,来判断春耕与秋收的时期。

6.   心的成长过程

人并非一生下来就有明确的意识。而是以营养摄取、温度调节、抵御外敌等所有维持生命的因素都依赖于养育者的绝对存在的状态出生的。那个时候,脑的机能中还没有心。之后,随着身体的自然成长,如果没有外界信息和刺激的影响,从听不到也看不到东西的脑中,也不会自行产生心。心,是从不断接受的知识、习得的技术、学习自我独立的过程中逐渐形成的。大约需要20年的时间才会产生成人、社会人的心。

   在我国经常使用的“有心”“无心”或“良心”等词语,被认为是从人类社会产生到现在培养起来的人类之间的依存关系,即从结构中产生的。换句话说,我们的心是基于个人与对人类社会、自然的记忆而生长、产生的。这也是我们是人类社会哺育出来的证据。而要想在自然或人类社会中存活下去,就必须要有正确的依存态度、遵守自然或社会的法则。

心是在人与人、或人与自然的相互依存关系中,通过长期努力而创造出的记忆。“相互”这个词,也是通过让步、妥协等努力,沉着的解决问题的知识的表现。人类社会的历史也是通过不断积累产生的知识。这种知识不会简单的被破坏,对于能够积累大量记忆的脑,可以习得基于人类之间的相互依存和对自然环境的依存产生的无数的心(知识)。基于这种知识,脑不仅可以维持自己的生命,也可以一边选择舒适的生长方式,一边反复的学习进化。

也就是说,人的心是不包含于遗传因子的记忆中的。如果克隆技术不断发展,或许可以在短时间内通过复制遗传基因创造生命,但是要想创造相同的心则需要同样的时间,同样的生长环境,而这是不可能的。

7.   结束语

我们曾一直相信“在科学的基础上探索,更加丰富的社会便会产生”的说法。但是,现在无论获得多少知识,由于周围的环境的不断变化(老龄化问题、地球上不断揄チ的爆炸、深刻的事故),想象不到的复杂问题不断揄チ,使我们揄チ了长此以往“随着烦恼和不安的揄チ,不会有安定的生活”的预感或失望感。那是因为在“科学的进步”“科学的思考”的背后,存在我们未注意的事情,以及一直回避的重要的事情。(不能用科学的思想解决的问题)

比如说,虽然人类的寿命已经延长了,但是却不能避免老化的问题,苦诉身体不调,前来应诊的人不断揄チ,但却不能从根本上阻止其变化。人生并不能完全轻松的度过。也没有人告诉我们人类首次经历的超高龄化社会问题的解决方法。无论在科学还是在医学中,都没有讲和平、快乐的生活方法。

人类的能力有限,在自然的法则中我们无论何时也不能忘记我们为什么活着。“科学的思想”对于大多数事情来说比其他的方法更有利,但是却忽视了一些考虑不到的难题,由此产生的副作用以后可能会变得更加明显吧?!再有,“科学的事实”是“客观被证明的事实”,虽不能因此就说是通过自己证实、接受了的东西,但我们却简单的接受了。通过合时的合理的解释,派生出了许多方向,“没有结果的思想”不会随着一个人的脚步的停止而停止。 

对于我们来说,什么是“科学的进步”,对于人类的幸福来说真的是必须的吗?需要到什么程度呢?在其利益的背后是否有严重的弊端呢?至今为止,科学的思想、方向被不断扩大,是否陷入了自我满足的问题了呢?

为了解决这些问题,是否需要我们对“我们人类被赋予的心是什么?”“什么能使我们的心得到满足?”“前人是如何考虑,如何用心去超越一生的难题的?”等问题进行深刻的思考,每个人都正直的捕捉处于自然中的自我和深刻的社会问题,并诚实的表现出来呢?如果能不畏惧失败,认知自然行为中的自我的个性,在考虑自我价值的同时生活下去,那岂不是终究就会感受到幸福吗?

本人通过在诊察室诊察,不光理解了人身体的局部症状,还理解了其背后的“心”的重要性。本文所讲述的“心是什么”、“自身是什么”、“心是如何从脑产生的”、“心为什么是必需的”等问题,如果能得到人们的理解,能作为创造自我,实现幸福人生的参考的话,将是笔者之幸。

 

 

 

 

电气通信大学大学院(东京)