人間の知能が高いのは大脳皮質が大きいだけでなく「ニューロンの振る舞いが根本的に違う」から［10/25］

「人間が賢い理由は大脳皮質が大きいためだ」という説明がよく行われますが、マサチューセッツ工科大学(MIT)のMark Harnett氏らによる研究で、大脳皮質の大きさ以外に「そもそもニューロンの振る舞いが他の動物とは異なる」という理由が存在することが明らかにされました。

Electrical properties of dendrites help explain our brain’s unique computing power | MIT News
http://news.mit.edu/2018/dendrites-explain-brains-computing-power-1018

ニューロンの樹状突起はコンピューターでいうところのトランジスタの役目を果たすもの。トランジスタは電気を通すためのスイッチのような存在で、正しい電圧を与えることでプログラムの論理演算に必要な「1」と「O」の情報を伝えます。

樹状突起はほかのニューロンから受け取った信号をニューロンの本体へと伝える役目を持っています。この電気信号が活動電位を起こし、他のニューロンへと伝わっていくことで、ニューロンで構成される巨大なネットワークが情報を交換しあって思考や行動が生まれていきます。

これまでの研究で、樹状突起が伝える信号の強さは、情報がどれだけの距離を移動してきたかに左右されると示されています。つまり、隣にあるニューロンから受け取った信号の刺激は強い一方で、はるか遠くのニューロンから流れてきた信号は弱くなるということです。

人の脳の特徴として、大脳皮質が分厚いということが挙げられます。ラットの大脳皮質は脳全体の30％ほどですが、人間の大脳皮質が占める割合は75％ほど。そして大脳皮質が分厚いがゆえに、情報を伝える樹状突起も他の動物より長くなっています。

人間の大脳皮質はラットの2〜3倍の厚みがありますが、その構造は他の哺乳類と同じ6層のニューロンから作られています。5層目のニューロンの樹状突起は1層目のニューロンに届くほど長くなっており、これは、脳が進化する段階で、電気信号を届けるために長くなったのだとみられています。

MITの研究チームは、樹状突起の長さが電気信号の性質にどのように関係していくのかをマウスと比較する形で調査しました。実験は、脳手術で前側頭葉の一部を切除したてんかん患者から脳の組織を採取し、実験に使用するという方法で行われました。なお、実験に使用した脳の一部は病気を患っておらず、正常に機能するものだったとのこと。また切除されたのは言語や視覚情報処理に関わる部分でしたが、患者は切除後も正常にそれらの機能を行えたといいます。

切除された後の組織は脳脊髄液を模した溶液に入れられ、酸素を与えられたため、48時間は正常に機能し続けました。研究者は、この間にパッチクランプ法を用いて錐体細胞と呼ばれるニューロンの樹状突起がどのように電気信号を測るのかを測定しました。

この結果判明したのは、「1層目のニューロンから5層目のニューロンに伝わった電気信号」は、ラットよりも人間の方が弱くなるということ。また、ラットの樹状突起も人間の樹状突起も電流を制御するイオンチャネルの数は同じですが、人間は樹状突起が長い分、その密度が低いことも示されました。これにより、それぞれニューロンが区画化され、1つ1つの計算能力が増しているそうです。研究者は生物物理学的なモデルを作成することで、イオンチャンネルの密度の違いが電気活動の強さの違いの原因となっていることを示しています。

「人間が賢いのはニューロンを多く持ち大脳皮質が大きいということだけが理由ではありません。根本的に、ニューロンの振る舞いが異なるのです」とHarnett氏は述べています。

ただし、このような違いが人間の脳の力にどう関係しているかはまだわかっていません。Harnett氏の仮説は「密度の違いにより、人間の樹状突起のより多くの部位が入力信号に関わることができるようになる。これにより各ニューロンは情報に対してより複雑な処理が行えるようになる」というものだとのこと。

人間と他の動物のニューロンには、このほかにもさまざまな違いがあります。Harnett氏は今後の研究で、ニューロンが伝える電気信号のインパクトの正確性についてさらに調査を進め、人間独特の性質がどのように関わりあうことでコンピューティングの力を発揮していくのかを探っていきたいとしています。

https://i.gzn.jp/img/2018/10/25/brain-unique-computing-power/00.jpg

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20181025-brain-unique-computing-power/

人間が特別でないと自分たちの足元が崩れる宗教観の人が多いからね

結局農業酪農の正当化のためだけにあったんだろう創唱宗教は

熊と犬が仲良く行動を共にする光景
https://www.youtube.com/watch?v=5dHz3BfeJdA

他に脳が大きいイルカなどはどうなんだろうか、気になる

どう違うのか読んでもわからんかった俺は研究者になれないな

high,lowだけでなく、very low,very very lowまで使えるってことか

>>1
「ただし、このような違いが人間の脳の力にどう関係しているかはまだわかっていません。」

要するに何も分かってないじゃないかw

興味深いな

>>7
うるせー こうやって一歩一歩解明してくんだ

＞人間は樹状突起が長い分

ゾウ君やくじら様はもっと長い
大王イカ陛下は長くてさらに太い
秘密を暴くと隠されていた知的生命体が黙ってはいないぞい

>根本的に違う

この記事の書き方では質(動作)の違いというよりも量(長さ、強度)の違いだとしか読めない
もっとがんがれ

動物で人間だけ特殊なのは確かだな
まあ脳を調べれば調べるだけ混乱すると予想する

でも遺伝子にはほとんど違いが無いんだな、これが。

ニューロンの密度がカラスは人間の3倍だったか。人間の脳が一番効率的ってわけではないんだよな

人間のニューロンの方が信号が強いのかと思ったら弱いんだな
ネズミはもっと様々な情報全体が繋がった反応をしてて
人間は狭い範囲の区切られた情報に反応してるって事かな

スレタイがチコちゃん風
ニューロンの振る舞いがラット型でぼーっと生きてる奴>>30

もう泥沼だな。大脳皮質は無駄なんだよ。そもそもそんな要らん

人間は魂で動いてるんだ
魂は神から与えられたものだ
神を讃えよ

マウスとヒトを比較しただけじゃね

あほか

>>20
実験室のマウスは牢屋暮らしで入ってくる情報量が少ないから
痴呆になっているのでは？

>>2
もの凄いバカが現れた！
>>1の内容を読んで人間が特別だという文意に理解した低能のレスが>>2だ！

人間は　一寸先は闇ですよね？
ネズミでも　三日先を知ると言うのに
人間が賢いと言うのは
勝手な思い込みだと思うの。

ヒトよりもタコの脳味噌を解明してほしい

ニューロンがにゅろろ〜んと振る舞うせいか、俺はバカだ

ＡＩ「まじかーチンパンジーで実験してみよ

>>9
「解明」なんて言うな、厚かましい。
一歩も半歩も何も進んでねーよ。進むわけがない。
本当に何もわかってないし、わかるわけがないんだよ

少しだけ答えを言っておくと、
知能は脳の中には生まれない
環境との相互作用の中に生まれる現象であり結果でしかない
脳の複雑さが何を獲得したかと言うと、
知覚を内部で想起できるようになったこと
これによって物理的な外的環境との相互作用だけでなく
脳内の内的環境との相互作用で知的現象を発生させることができるようになった
これが人間の知性の高さの源。
神経系が単純な虫は知覚に直結した反射的動作しかできない。
そこが複雑な脳神経系を獲得した人間との差だよね。
ただし、原理は同じ。

>>28
「答え」なんて厚かましい。

>>27
新しい発見は停滞かいおっさん

脳の一部を採取するって、恐ろしい実験してるな

>>27
ここ30年で信じられないほど進んでいる
宗教やオカルトとクロスオーバーするとこまで来てる
ということはいよいよ核心に入りだしたってこと
本格化の時代に突入だ

6層というのは定説なのかね、それともこの研究者の仮説？
もっと多層になってる気がするのだが。
気がするだけだけで根拠はないけど。

つまりニューロンの伝達率が遺伝的に高いような人間は直感力や思考力に優れているかも知れないって話がある
1聞いただけで10を悟っちゃうやつとか・・・

そもそも脳みその大きさ自体が意味あるのか？
蟻は人間の1000万分の1の体重だけど、巣の場所覚えたり、獲物を捕らえたりできるし
人間と蟻で脳が体重に占める割合が同じとして
じゃあ人間は蟻の1000万倍の体積の脳を持ってるけど、本を1回読んだだけで本の内容を1ページから最後のページまで1文字残らず暗記とか無理だし

【認めたら負け】　風疹、結核、梅毒、赤痢、PM2.5でもCO2でもない原発公害が発生、責任者は安倍首相
http://rosie.5ch.net/test/read.cgi/liveplus/1540520412/l50

>>35
俺らが高性能PC持っててもエロ画像閲覧にしか使わないならそれ以上の能力は発揮する理由もない

>>32 は糞尿製造機。豆な。

>>33
大脳皮質の6層構造は定説で
教科書にものってるよ
ブロードマンって人がだいぶ前に
人間の脳をスライスして調べた話

>>2
実際特別なんだから仕方ない
宇宙も地球もその他の生物も全て人間のために設計され作られたものだ
病気も全ての寄生虫もそうで、少し前にアメリカの学者が論文で発表している
お前は狭い視野に閉じこもってないで少しは現実見ろよ

>>40
知ってる知ってる井の中の蛙ってやつでしょ

>>34
自分は10を聞いて1を知るタイプだわ

>>35
あまり関係ないと思う
でもおでこの広い人は大抵頭がいいって俗説みたいなのがある
日本でも西洋でもわりと信じられてる

つまりニューロンを改善した遺伝子をクジラに組み込めば人間の知能を超える？？

>>33
かなり強いルール。ってか、いろんな標本見れば一発。
一次感覚野で第4層を複数に分けることあるけど、些末だわな

>>44
マウスでもいいけどニューロンの信号の強さを司る遺伝子とかを探し出して
組み替えたらどうなるか実験とか興味深い

>>46
実験に使うマウスにはアルジャーノンと名付けたいね

物理層が6層でも情報処理的にはもっと多いだろうな
どのようなアルゴリズムで動いているかわからないけど

>>46
回路が暴走しそうだな

>>34
芸術家は統合失調症を発症するリスクが高いとか何とか聞いたことあるな

てんかんの人に対して酷いことしてるな

てんかんはビタミンB6の不足によって引き起こされる栄養失調症だからな
遺伝ではないので

ニューロンの伝達減衰が起こるって言うのは、これは物忘れという現象を表しているような・・・。

人間は起こった現象を全て記憶できるが、ニューロンの伝達減衰で思い出せなくなるというのは結構言われる話で・・・

脳構造はカラスの方がずっと進化してたりして

AIがまた進化するな。

頭を良くするにはどうしたらいいのか
そっちのほうが知りたいわ
構造は科学者研究者医者だけが知ってればいい

>>4
いくら脳が大きくてもニューロンの振る舞いが人間と違ったら「なんだイルカもただの動物でいいんじゃん」ということになったりしてw

>>56
トレーニング、栄養、休養が大事、体と同様、というところまでは確かだ。
ただし、効率の良いトレーニング方法はよくわかっていない。

最近ましになったが体もちょっと昔には効率の悪い
トレーニングも盛んに行われていた。頭は今でもそういう状況だろう。
頭のトレーニングもいずれ効率の良い方法が見いだされるだろうが、
各個人にとっては、時すでに遅しになるかもしれない。

>>58
想像するに
筋肉と同じストレスと休息のバランスなんだろうけど、成功(理解)を程よくブレンドかなあ？

とにかくわかんない事やりたくない事をがむしゃらに継続すると理解と比例してクロック周波数上がる気がする
比例して病むけど

例えば、駅のホームで並んで風景を見ていた二人に、
後でその風景を思い出してもらうとき、一人は山と言い他は電車と言う。
見ていた風景は同じで、一時的ではあってもその全てを脳に納めたはずだから、
そこから何を得たかではなくて何を捨てていったかと考えると
……と書いてトイレに行ってきたら、捨てすぎたのか
何を言いたかったか忘れたので終わり

イオンチャネルの密度とかで決まるなら、あっという間に高い知能のマウスが出来るな。そのマウスが逃げ出して、人間とマウスの戦争が…