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部屋で象を見逃す可能性はほとんどありませんでした。シンバがクリーブランドメトロパークス動物園で亡くなってから約10年後、カリフォルニア州パサデナ工科大学の神経科学者ジョンオールマンの前に、バスケットボールのような大きさの黄色いしわのある脳の半インチのスラブが配置されました。

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ホルムアルデヒドで保存すると、半分のパンケーキのように見え、ドライアイスのミストベッドで固体を凍結しました。 Allmanは、デリミートカッターに相当する実験室を使用して慎重にスライスしました。 1時間以上かけて、136枚の薄紙を切り取りました。

オールマンは、人間のようにアフリカゾウが社会的相互作用の絶え間なく変化するニュアンスに適応し続けるための管理方法の鍵であると疑う特異な種類の脳細胞を探していました。フォンエコノモニューロンと呼ばれるこれらの紡錘形の脳細胞は、最初に説明した男性にちなんで名付けられましたが、人間、大型類人猿、その他の少数の顕著な群れの生き物にのみ見られます。 66歳のAllmanは、人間と他の動物の脳を比較して、人間の行動の進化に関する洞察を得ています。

「神経科学は、私たちを人間にするのは私たちの脳に関するものであるという問題にアプローチするのは本当に消極的です」と、ジョンはアトランタのヤーケス国立霊長類研究センターの神経解剖学者および人類学者であるトッド・プレススは言います。「脳が他の動物とどのように異なるかについては、脳が大きいことを除いて、非常にわずかしか知りません。」

フォンエコノモニューロンは、比較脳研究における近年の最も顕著な発見であり、科学者は種間の微細な違いをいじくります。マンハッタンのシナイ山医学部の神経解剖学者であるパトリック・ホフと彼の同僚は、1995年に、前帯状皮質と呼ばれる脳の前にある領域で、人間の脳標本のニューロンを偶然見つけました。ほとんどのニューロンには、樹状突起と呼ばれる隣接する細胞から信号を受信するいくつかの分岐突起を持つ円錐形または星形の体があります。しかし、von Economoニューロンは細長く、両端に1つの樹状突起があります。それらは他のほとんどの脳細胞よりも4倍大きく、細胞を持っている種でもまれです。

マンハッタンチームは、1881年に最初に特定された不明瞭な細胞タイプを再発見しました。ホフは、1926年に人間の脳のニューロンを正確に記述したウィーン在住の解剖学者、コンスタンチンフォンエコノモにちなんで細胞に名前を付けました。その後、細胞は不明瞭になりました。ホフは、動物園や聖域から寄付された、サルや大猿（チンパンジー、ボノボ、ゴリラ、オランウータンなど）などの霊長類の脳を調べ始めました。彼は霊長類の脳のコレクションを持っているオールマンに連絡し、協力するように頼みました。 1999年、科学者は、すべての偉大な類人猿種はフォン・エコノモ細胞を持っているが、マカク、キツネザル、メガネザルなどのより少ない霊長類は持っていないと報告した。つまり、約1300万年前に他の霊長類から分岐した後、約600万年前に人間とチンパンジーの系統が分岐するかなり前に、すべての大型類人猿の共通の祖先でニューロンが進化しました。

オールマンは神経解剖学者として知られていますが、人間であることの意味についてのより大きな質問を掘り下げているのは驚くことではありません。シカゴ大学からの博士号は人類学であり、彼は霊長類の脳の進化の仕方に長い間魅了されてきました。彼は同僚のジョン・カースと画期的な研究を行い、視覚情報を分析して視覚化を可能にするフクロウ猿の脳の部分を特定しました。 1974年、オールマンはカリフォルニア工科大学に移り、25年間ビジョンを研究しました。しかし、彼はまた、人間の脳の基本的な働きがどのように社会的行動を形成するかを明らかにするためにかゆみを感じました。フォン・エコノモのニューロンはすぐに彼の興味を引きました。

離婚しているオールマンは、サンマリノにある150歳のレンガ造りの家に住んでおり、2匹のオーストラリアンシェパード犬、ルナとルニタと共有しています。セフィア調の彼の禁固主義者の祖母の写真が、居間の壁にかかっている。「悪名高い夜行性」であるオールマンは、午後1時までに研究室に行くことはめったになく、夕方に出社して自宅で仕事を続け、通常午前2時まで起きて、カリフォルニア工科大学のオフィスが1つの窓と小さなデスクランプ; 本や論文でいっぱいの洞窟のようです。ホールを下ると、ゴリラ、ボノボ、ゾウの脳組織のスライドガラスが青と茶色に染まり、テーブルとカウンターの上に横たわっています。

フォン・エコノモの研究から、オールマンは、異常な細胞が前帯状皮質（ACC）と人間の脳のもう1つのニッチ、前頭島（FI）にのみ存在するように見えることを学びました。脳スキャンの研究では、人々が感情を感じるとき、ACCとFIが特に活発であることが確立されています。両方の領域は、痛みや飢えの身体的感覚に気づいたり、自分が間違いを犯したことを認識するなど、「自己監視」にとっても重要であると思われます。 ACCは、ほぼすべての精神的または肉体的努力に広く関与しているようです。

対照的に、前頭島は、共感、信頼、罪悪感、恥ずかしさ、愛、さらにはユーモアの感覚などの社会的感情の生成において、より具体的な役割を果たしている可能性があります。さまざまな脳領域の働きを測定する実験によれば、母親が泣いている赤ちゃんを聞いたとき、または誰かが他の人の意図を判断するために顔を精査すると、その領域がアクティブになります。 FIは、脳がソーシャルネットワーク内の身体の感覚または相互作用からの「腸の感情」を監視し、反応する場所です、とオールマンは言います。それは、自己監視と他者の認識との間のリンクであり、私たちが他の人々の感情を理解することを可能にします。「私が進めている基本的な提案は、自己認識と社会的認識は同じ機能の一部であり、フォン・エコノモ細胞はその一部であるという概念です」と彼は言います。

オールマンは、ニューロンがACCとFIから残りの脳へのコミュニケーションを促進すると考えています。細胞は異常に大きく、神経系では、サイズはしばしば速度と相関します。「それらは大きなニューロンです。何かの非常に高速な読み取りを行い、その情報を他の場所に迅速に中継すると思います」と彼は言います。彼は、霊長類の祖先がどんどん頭脳を進化させるにつれて、より長い距離にメッセージを送るために高速接続が必要だと推測しています。「必然的に脳のサイズが大きくなると、脳内のコミュニケーションが遅くなります」と彼は付け加えます。「そのための対処方法の1つは、非常に高速な特殊な細胞集団をいくつか持つことです。」

ニューロンが脳の社会的ホットスポットに住んでいることを考えると、Allmanは、von Economoセルシステムにより、感情的に帯電した不安定な状況で迅速かつ直感的な読み取りが可能になると理論付けています。ニューロンは「変化する社会的状況に素早く適応できるようになる」と彼は推測している。古代において、この神経配線は、特に信頼できるかどうかについて、正確な一瞬の判断を可能にすることで、祖先に生存の端を与えたかもしれません。

Allman、Hof、およびその同僚は、ナマケモノからカモノハシまで、100を超える動物種のvon Economoニューロンを探してきました。霊長類やゾウ以外の少数の細胞のみが細胞を持っていることが知られています。ザトウクジラ、マッコウクジラ、ナガスクジラ、シャチ、鼻のイルカです。細胞はおそらく絶滅した種で進化し、約3500万年前に海洋哺乳類を生み出したと考えられています。

私が彼を見たとき、AllmanのCaltechで象の脳を同僚のAtiya HakeemとVirginie Goubertと一緒に見て、ついにSimbaの左半球のFIに到達しました。 3日後、脳スライスの顕微鏡検査により、特徴的な紡錘形の細胞が点在していることが明らかになりました。これにより、シンバの右半球のFIにある同様のニューロンの以前の目撃が確認されました。象の細胞は人間や霊長類のものよりも大きく、およそクジラのニューロンのサイズですが、サイズと形状は間違いなくフォン・エコノモのニューロンです。

16枚のスライド（目をくらませる雑用）のフォンエコノモ細胞を数えると、HakeemとAllmanは、象の脳の右側にある切手サイズのFIにはおよそ10, 000個、または約0.8％ FIの130万個のニューロン。 Von Economoニューロンは、人間のFIにより多く存在し、平均約193, 000個の細胞で、そこにあるすべてのニューロンの約1.25％を占めています。絶対数で見ると、人間の脳には約50万のvon Economoニューロンがあり、象、クジラ、大型類人猿の脳よりもはるかに多くなっています。オールマンと彼の同僚は、ゾウの最も近い親：であるアリクイ、アルマジロ、ロックハイラックスには何も発見していません。これらの種に細胞がないことは、ニューロンが大きな脳の特徴であるというオールマンの理論を裏付けています。

オールマンは、そのような細胞はすべての哺乳類に見られ、食欲を調節する島皮質のニューロンの小さなセットから容易に進化すると推測します。彼は、フォン・エコノモ細胞はおそらく大きな脳の周りの情報を高速化するように進化したが、それらは社会的相互作用の要求によって採用されたと考えている。彼が正しければ、クジラやゾウなどの賢い社会的動物は、人間と同じように共感と社会的知性のための特別な配線を持っているかもしれません。

クジラとゾウは、人間や類人猿のように、脳が大きく、年長者から学ぶ幼少期が長くなります。彼らはお互いを認識し、生涯にわたる協力関係を築きます。シャチは集団で狩り、負傷したポッドメイトを保護します。象の社会は、以前の訪問から知っている水飲み場に群れを導く母長によって固定されています。（そして象が決して忘れないという信念には、真実があるかもしれません：Allman、Hof、Hakeemが2005年に象の脳の最初の高解像度3D画像を作成したとき、彼らは記憶のある脳領域である巨大な海馬を発見しました敏感な獣は、ゴロゴロとラッパの鳴き声でお互いを識別し、お互いの助けに来て、死者を追toするようです。

オールマンは、孤立した子牛を採用したアフリカゾウのグループに関するドキュメンタリーのクリップを見せることが好きです。象の赤ちゃんが水穴に落ちたとき、家長はすぐに行進し、他の人がそれに続きます。彼女と二人目の女性は一緒に牙、胴体、脚を使ってふくらはぎを泥から解放します。別の動物が足で急な土手に足を踏み入れ、若者が安全に登るために使用するランプを構築します。「それは本当に驚くべきことです」と、ゾウがどのように危機を急速にサイズ調整し、赤ちゃんを救うために協力したかについてオールマンは言います。「それは非常に高い機能であり、ごくわずかな動物しかできません。そして、人間は良い日に限りそれを行うことができます。」彼によると、救助は「本当に複雑で協調的な社会的行動の本質を捉える」という。

社会的知能に対するニューロンの中心性の考え方が着実になっています。ヤーケスの霊長類学者のフラン・ド・ワールは、オールマンの「非常に刺激的な」研究は、彼自身のパキダーム知能の調査のいくつかと一致すると言います。 2年前、de Waalと2人の協力者は、ハッピーという名前のブロンクス動物園の象が鏡で自分を認識できると報告しました。一部の科学者は、自分自身の内省を認識する能力は、高度に社会的な種における自己認識能力や共感能力、有用な能力を示すと理論付けています。デワールは、von Economoニューロンを持つ動物のみがこれを行うことができると指摘しています。

しかし、デワールは、「誰かがそれらの細胞の正確な機能を確立するまで、基本的に物語のままである」と警告しています。

フォン・エコノモ細胞についてのオールマンの考えはまだ進化しています。新しいデータが入ると、彼は最初の概念を破棄し、他の概念を統合します。ステレオタイプな慎重な科学者とは異なり、彼はいくつかの観察に基づいて大胆な仮説を立てることをためらいません。 von Economoニューロンが社会的認知の根底にあるという理論は大胆です。そして、私たちの種の複雑な社会的性質の基礎の簡単な説明として、細胞をつかむことは魅力的です。しかし、オールマンはそれがストレッチであることを知っています。

彼の理論には懐疑論があります。カリフォルニア大学バークレー校の人類学者テレンスディーコンは、ニューロンが本当に異なる種類の脳細胞であるのか、それとも単に大きな脳で発生する変化なのかを疑問視しています。彼は、私たちを人間にする脳の違いは、ニューロンの形状の微妙な変化からではなく、大規模な変化から生じている可能性が高いと言います。「それが物語の非常に大きな部分だとは思わない」と彼はオールマンの考えを語る。それでも彼は、人間の脳を理解することになると、「私たちが進むべきことがほとんどないことを認識している限り、そのような状況ではすべての仮説を楽しまなければならない」と付け加えた。

取られたポイント。しかし、最も説得力のある証拠のいくつかが動物病理学研究室からではなく、医療クリニックから来ている場合、オールマンの理論に惑わされることは困難です。

カリフォルニア大学サンフランシスコ校の神経科医であるウィリアム・シーリーは、前頭側頭型認知症と呼ばれるあまり理解されていない神経変性疾患を研究しています。患者は性格の衰弱に苦しみ、社会的な恵みと共感を失い、無感覚で不安定で無責任になります。結婚とキャリアが破裂します。多くの患者は身体的な自己認識に欠けているようです。他の病気と診断されたとき、彼らは問題を抱えていることを否定します。認知症患者の脳画像検査により、脳の前頭部の損傷が明らかになりました。

2004年、シーリーはフォンエコノモニューロンに関するオールマンの講演を聞きました。 AllmanがPowerPointのスライドをクリックすると、Seeleyは、認知症が標的とする脳領域と同じACCおよびFIに細胞が集まっていることを確認しました。「それはちょっと似ていました」と、シーリーは回想します。彼は、細胞がこれらの領域が破壊に対して脆弱である理由を研究者が理解するのを助けるかもしれないと考えました。「また、人間の本性について何かを学ぶ面白い方法だと思った。たぶん、患者が発達する赤字は、人間特有のものにあるかもしれない。だから、大急ぎのアイデアがあった。」

その後、コーヒーを飲みながら、シーリーとオールマンは、前頭側頭型認知症の人々でフォン・エコノモのニューロンが損傷しているかどうかを調べるために協力することに同意しました。科学者たちは、死亡した患者の脳を分析した結果、ACCのvon Economoニューロンの約70％が実際に破壊されているのに対し、近隣の脳細胞はほとんど影響を受けていないことを発見しました。「病気の元々の標的がこれらの細胞であることは非常に明白であり、これらの細胞を破壊すると、社会機能の完全な崩壊が起こる」とオールマンは言う。「これは、細胞の機能について、何でもできる限り明確に語る、本当に驚くべき結果です。」

この異常な神経系は、私たちを人間にする多くの要素の根底にあるようです。しかし、ゾウとクジラが明らかに同じ神経系ハードウェアを共有しているという事実は、脳を遠近法に傾けることを可能にします。

Ingfei Chenはカリフォルニア州サンタクルーズに住んでいます。
写真家アーロン・ヒューイはシアトルに住んでいます。