心理学研究において、私たちはそれぞれ独自の思考様式、感情表現、行動習慣を持つ、唯一無二の個性を持つ存在であるという共通認識が長年続いてきました。この独自性は私たちの脳に深く根付いているため、神経科学者は脳内の神経活動パターンを観察するだけで、しばしば個人を区別することができます。
では、全身麻酔下など、意識が一時的に「オフライン」になっているとき、脳のこの独特な機能はどうなるのでしょうか？この疑問を念頭に、マギル大学、ケンブリッジ大学、その他の研究機関の科学者たちが協力して新たな調査を行いました。
Nature Human Behavior誌に掲載されたこの研究は、興味深い現象を明らかにしました。全身麻酔は、脳内の「接続性」、つまり脳の異なる領域同士が互いに情報伝達する方法の独特なパターンを抑制するようです。この効果は人間に限ったものではなく、他の種でも観察されています。
「人は皆、それぞれに個性があり、思考、感情、行動において非常に個性的な特性を持っています」と、本研究の筆頭著者であるアンドレア・ルッピ氏は同誌に説明した。「そして、この個性は脳に由来しています。脳の異なる領域がどのように相互作用し、協力するかは、一人ひとりに固有のパターンであり、『脳の指紋』とさえ言えるのです。」
しかし、深い眠りなど、意識を失うと、私たちは自分が誰であるかという感覚を一時的に失います。これが私たちの中心的な疑問へと繋がります。全身麻酔によって誘発される「人工睡眠」のように、意識が一時的に失われたとき、私たち一人ひとりの脳の『指紋』はどのように変化するのでしょうか？
麻酔が脳の機能的連結パターンに及ぼす具体的な影響をさらに探るため、ルッピ氏と研究チームは、神経科学分野で広く用いられている画像技術である機能的磁気共鳴画像法（fMRI）を使用しました。この技術は実に素晴らしいものです。脳の様々な領域への血流の微妙な変化を捉えることができるため、被験者を煩わせることなく、脳活動をリアルタイムで『モニタリング』することができます。
「私たちの実験では、健康なボランティアの全身麻酔前、意識不明の状態、そして麻酔が切れた後のfMRIスキャンを注意深く収集しました」とルッピ氏は説明した。「それぞれのスキャンにおいて、いわゆる『機能的連結性』を綿密に分析しました。これは、脳の異なる領域がどのように相互作用しているかを定量的に表すものです。このデータに基づいて、各人の『脳指紋』を作成し、脳活動パターンのみに基づいて個人を識別することがどれほど困難であるかを評価することができます。」
結果は非常に衝撃的でした。fMRIスキャンは、麻酔を受けた人の脳活動の独自性が著しく「抑制」されているように見えることを明らかに示しました。実際、麻酔の影響下では、脳活動パターンのみに基づいて張三と李思を識別することはほぼ不可能になります。これは、彼らが覚醒しているときの状態とは全く対照的です。
「対照的に、意識がある時は『脳の指紋』を使って互いを区別することがはるかに容易になります」とルッピ氏は付け加えた。さらに興味深いのは、この『個性』の弱化が脳全体に均等に起こるわけではないということだ。特に、より『発達』し、人間の独自性を反映する能力が高いと考えられている脳領域で顕著に表れる。こうした領域こそが、私たちを他の種と大きく区別するものだ。これは、私たち一人ひとりが意識体験を持ち、その背後には同様に独自の脳活動パターンが深く結びついていることを示唆しているようだ。意識が『消失』すると、脳活動の個人差も弱まる。
ルッピ氏らによるこの研究は、全身麻酔が脳とその独自の神経活動パターンにどのような影響を与えるかを理解する上で、間違いなく新たな扉を開くものとなるだろう。これらの発見はそれ自体が興味深いだけでなく、将来的には、麻酔薬投与前、投与中、投与後に異なる種の脳がどのように変化するかを詳細に調べる、より多くの種間比較研究を促進する可能性が高いでしょう。長期的には、この知見は、麻酔を必要とする医療処置を受けたヒト患者や動物の回復を促進するための新たな介入法の開発につながる可能性があります。
「私は個人的に、ヒトの脳と他の種の脳の比較研究に非常に興味を持っています」とルッピ氏は付け加えました。麻酔作用のメカニズムは種を超えて非常に類似しているため、動物モデルを研究することで、麻酔薬が脳機能に及ぼす影響について多くの貴重な知見が得られます。私の最終的な希望は、麻酔後に脳がどのように意識を「再起動」するかについての知見を得ることで、脳損傷による昏睡やその他の慢性的な意識障害の後に患者の意識回復を助ける、より効果的な方法を見つけられることです。