５人の若者がジーンとスニーカーの出で立ちで、メリーランドのベテスタにある国立臨床医学センターに入って行く。そこの待合室にある椅子に崩れるように座り込み、リュックサックからＣＤプレーヤーやラップトップコンピューターを取り出す。時間は午後の３時頃であり、彼等は疲れている様子だ。でも、彼等の動きは何かホルモンのうずきのようなものを感じさせ、この病院の雰囲気とマッチしない。彼等とは金髪の双子であるコーリーとスカイラー１６歳、その双子の兄にあたるアンソニーとブランドン18歳、それと長兄のクリストファー２２歳である。彼等は脳の検査を受け為にやって来たのである。彼等はユタ州オレムから来た被験者で、１９９１年以来このセンターで行われている一大実験の一環に参加している。実験目的は子供から青年期を経て大人に至るまでの脳の変化、成長して行く様をＭＲＩで詳しく調べる事である。
この実験は国立精神衛生研究所、小児精神科脳画像研究班のジェイ・ギード氏の発案である。彼は今４３歳で、過去１３年間高度ＭＲＩを使って１８００人の青少年の脳画像を撮影して来た。被験者は２年毎に撮影され、脳が形成されて行く様子を記録している。
ギード氏は最初ＡＤＨＤ（注意欠陥多動性障害 ）と自閉症の脳を調べる為に研究を開始したが、直ぐにその分野の研究が今まで全くないのに気が付いた。結局、彼がやっているのは物凄く大きな比較対照グループの研究であった。「普通の脳はそれ自体大変面白く、特に青少年の脳の成長は驚きだ」とギード氏は言う。
ギード氏が始める前は、脳は１２歳になる頃には成長が殆ど止まっているものと考えられていた。そればかりでなく、スイスの心理学者ジーン・ピアジェによれば、認識能力は１２歳で最高に達すると記されている。
昔は子供が思春期が始まる頃には元服の儀を済ませたものだ。理論家の中には思春期の概念は人工的であり、産業革命後に出来上がったと見ている。しかし、ギードの脳スキャン研究が示す所では、思春期の脳は成長しきってないばかりでなく、脳の灰色、白色物質はその後も大きく変化する事が分かった。これは多くの思春期の子供を持つ親が感じてきた事と同じである。「我々が実験を開始した頃は、１８〜２０歳位まで調査すれば良いと考えていましたが、今何時までやると聞かれたら、２５歳までと言いたい」とギード氏は言う。
ＭＲＩスキャンの脳研究により、発達中の脳の変化が見えてきて、興味は生理学的変化が青少年特有の行動とどう関わりあっているかに移って来た。例えば、青少年の感情爆発、向こう見ずな行動、規則違反、セックス、薬物、ロックンロールへの傾倒をどう説明するかである。ある専門家は分裂病、躁鬱病の発病がこの脳の構造変化が起きる時期に一致するのに注目している。２つの病気は思春期に主に発病し、青少年の自殺の主な原因になっている。思春期の乱暴な行動は、今までホルモンの噴出によるものと考えられていたが、次第に過剰なホルモンと自制力の欠如の両方によるものと考えられるようになった。
ギード氏は最近、双子（一卵生と二卵生の両方）の研究に移っていて、その点マン兄弟は格好の研究対象であるのだ。脳は基本的には遺伝子命令にそって発達する。しかし灰色物質の微妙な変化は経験と環境により左右される。双子は最初は同じように発達するが、次第に違った経験をするに従い違いが生じる。ギードは何処までが遺伝子によるもので、何処からが環境によるかを調べようとしている。
アンソニーは将来飛行機のパイロットになりたいし、ブランドンは法律を勉強したいと思っている。この志望の違いがどう脳に変化を及ぼし、ＭＲＩがそれを検知できるのかが興味ある所である。脳こそ他の器官と違って、経験が違いを作り出すからである。
午後いっぱいマン兄弟は知能と認識のテストを受けた。テストの合間に兄弟達は悪ふざけをする。「誰かが機嫌を悪くしたら更にけしかけるのだ」とアンソニーはそそのかす。陽気な母親であるナンシーは、５人の男の子以外に３人の女の子もいる。陽気なお手本みたいな人で兄弟達の悪ふざけを見て目を丸くする。
午後５時少し前に、マン兄弟は磁気装置のテストを受ける為に階下に向かう。ここでギードはアンソニーに装置の概要を説明し、時計、ネックレス、リング等の金属製品を取り外すように言う。アンソニーはサッカーをする若者だがモルモン教徒だから、ピアシングのような物をつけているわけが無い。ギードは彼の左の頬と両耳に１個ずつ、ビタミンＥ入りのカプセルをテープで止める。このオイルを満たしたカプセルは、ＭＲＩスキャンに対しては不透明で、水平面と左右の認識の標準を示す。実験は１５分間で終わるが、その間は動いてはならない。アンソニーはＭＲＩ台に静かに横たわり、彼の頭部は巨大な磁気装置の輪の中に少しずつ入って行く。
ギードの説明によると、ＭＲＩのお陰で健康な人の脳の研究が出来るようになったと言う。検査に放射線が使われないから安全なのだ。以前は脳の研究と言うと死んだ人の脳であった。マン兄弟は全員３回スキャンを受ける。１回目は１分で終わる短時間検査である。２回目は２分間であり脳の異変を探る。３回目は１０分間で精密写真を取る。大変お金のかかる撮影である。ギードはアンソニーの脳の断面図がコンピュータースクリーンに現れるとそれを慎重に見る。このＭＲＩでは１２４の断面図を撮影し、各々の断面図は硬貨ほどの厚さの脳を撮影している。画像を作成するのに２０コンピューター時間を要する。そして最後の判定は人間がやる。「この写真を判定するような場合は人間の脳がやはりベストなのです」とギードは言う。
脳の成長
驚いた事に脳は子供の頃は大変ゆっくり成長をする。６歳までに脳は大人の脳のサイズの９０〜９５％に成長している。我々の脳細胞は生まれる前に全て揃っているのであり、生まれ出て来た時は子宮の中にいた時より脳細胞は逆に減少している。人間の脳は妊娠３ヶ月から６ヶ月の時点で細胞数が最大になる。この時期は脳細胞が爆発的に成長する時期である。生まれる前の数ヶ月に、剪定（Pruning）と呼ばれる作業があり、必要でない脳細胞は劇的に除去される。今研究者は、自閉症はこの剪定作業が不十分であったか、正常に行われなかった為に生じたのでは無いかと考え始めている。
ギードの長期に渡る研究で分かったのは、脳細胞の急激な成長と剪定は一度起こるのでなく、子供時代後期にもう一度あるのだ。それは１０代後期に起き、脳の高度機能発達に関連しているのが分かって来た。この２回目の脳の成長と剪定では、胎児のそれと違って脳細胞の数が変化するばかりでなく、脳細胞同士のコネクション、即ち脳細胞間のシナプスの数も変化させる。
６〜１２歳の間に脳細胞はどんどんと成長し、１つの細胞は他の数十の細胞と連結を形成し、新しい回路を作る。これが灰色物質の成長として観察されるのであるが、中身は脳細胞と、その分枝である樹状突起（デンドライトDendrite）である。成長のピークは男子で１１歳、女子で１２歳半であり、このピーク時は剪定も激しく行われる時でもある。灰色物質はその後１年に０．７％ずつの割合で減少し、２０代の始めに減少は停止する。一方この時期には白色物質は増大する。白色物質は脂肪に富むミエリンの鞘（さや）から成っていて、ミエリンは軸策を覆い、電線で言えば被服部分にあたり絶縁の役割する。絶縁効果が高まると脳細胞を通過する信号のスピードが上がる。ミエリンの鞘（さや）は毎年年輪の様に成長し、恐らく４０歳に成るまで続く。「思春期には脳細胞コネクションの数は減るが、信号伝達のスピードは早くなる」とギードは言う。脳はより一層速度を増したスーパーコンピューターになるのであるが良い事ばかりでなく、恐らく学習する基本能力とトロウマから回復する能力を失っている。
今の所、脳細胞の剪定は遺伝子による命令と、不必要な物は要らないの原則で行われていると考えられる。ノーベル賞受賞者であるジェラルド・イーデルマンは、これを脳神経のダーウィン進化論と表現する。すなわち、シナプスの適者生存であり、使われるシナプスだけが生き残る。例えばピアノを猛練習すると脳の中の指をコントロールする部分が生長し、ビアノに熟達する。ロンドンのタクシー運転手を調べた研究では、彼等の海馬は普通より大きかった。ロンドンタクシーの運転手は、町中の詳細を覚える訓練をするからそうなるのであろう。海馬以外では小脳が特に経験と密接に結びついているのが分かった。小脳は精神機能と運動機能を結びつける重要な脳である。
脳細胞の急激な成長と剪定を起こさせるのは何かが興味ある所だが、未だデータが十分でないとギードは言う。現在進行中の双子の研究は、この問いに回答をだすのではと期待されている。「双子が何を食べるか、どう過ごすか、ビデオゲームかスポーツか、これらを詳細に調べていまして、面白い回答が出て来ると思う」とギードは言う。
脳のどの部分がどう成長しようとも、原則的に脳は脳の後部から前部へと成長する。脳の中でもいち早く成熟するのは後部脳、即ち後頭葉であり、この部分は視覚、聴覚、触覚、空間認識等の環境認識をする脳である。次に成熟する脳は、例えば、電気が消えていて見えない部屋のどの辺にスイッチがあるか見当をつける役割をする脳である。そして、最後に成熟を迎えるのが前頭前野皮質である。この脳は実行する脳と言われ、計画、順序の決定、総合的判断、衝動の抑制、行動結果の予測等の高次機能を有する脳である。言い替えれば、「僕は先ず宿題を仕上げます。終わったらゴミを外に出し、次に友達と映画を見に行きます」と決定する脳が最後に成熟する脳である。
「十代の少年が間違いを犯しやすいのは、今までは体内のホルモンの変化が原因であると専門家も一般の人も考えていました」とカリフォルニア大学ロスアンジェルス校のエリザベス・ソーウェル氏は言う。ソーウェル氏は脳神経の専門家で、発達期の脳をＭＲＩを使って独創的な方法で調査をした。「脳マッピング調査をして、脳のどの部分が何時成熟するのかを見ると、少年の脳では判断、行動の結果を予測する脳が未成熟であるのが分かった」とソーウェル氏は言う。
暴れまわるホルモン
少年の問題には脳の成長ばかりでなく、ホルモンも関与している。脳細胞が急激な成長から剪定作業に入る時、体は思春期ホルモンで横溢する。この２つの変化は互いに関連してはいない。脳の成長は、それが思春期の始めだろうが後期であろうが、関係無くプログラムされたように起きるからである。長いこと、心理学者は１０代の少年の激情は体内の生化学的激変から来るのであろうと推測して来たが、最近の研究もそれを支持している。
思春期に入ると女性は卵巣から女性ホルモンを、男性は睾丸から男性ホルモンを血液中に放出する。ホルモンは性器の発達を促し、脇の下と陰部に発毛を促す。皮膚を荒れさせ、体躯は大人のそれへと近づく。同時に、副腎から分泌される男性ホルモンに似たホルモンも体を循環する。最近の研究では、副腎から放出されるこのセックスホルモン群は、脳で非常に活性状態になっているのが分かった。このホルモンが神経受容体のあちこちに付着し、セロトニンを始めとする各種神経伝達物質に影響を与え、感情の爆発を起こすと十分予測できる。
このセックスホルモン群は特に大脳辺縁系で活発になっている。「これが感情の一触即発状況を作り出す」とピッツバーグ大学の精神科医であるロナルド・ダール氏は言う。問題は、思春期の子供は一触即発状況にあるばかりでなく、感情爆発する状況を敢えて求める。「スリルを求め興奮を求める少年にはこのホルモンが関連している」とダール氏は言う。興奮を求める脳が新しい環境を求め、家出をし、異性を求める。しかし現実の世界では性能の良い車があり、薬物があり、ヤクザがうろついていて危険がいっぱいである。
特に問題なのは、思春期の脳では危険な行動、衝動的行動を抑制するブレーキ脳が未成熟な点だ。「思春期では、スリルを求める脳は十分発達しているのに対して、判断や決定下す脳がまだ成長段階にあり、成長差のギャップが生じている。言わば未熟な運転手を乗せた車を発進させたようなものだ」とテンプル大学心理学のローレンス・スタインバーグ氏は言う。
判断の間違い
スタインバーガー等は、思春期の行動を脳スキャンから得られたデータで説明しようと試みている。しかしこれはなかなか難しく、今の所、脳が変化するから行動も変化するとしか言えない。しかしｆＭＲＩの導入で話しが変わった。ただのＭＲＩでは脳の構造を調べるだけであるのに対して、ｆＭＲＩでは作業をさせた時の状態の脳を観察できる。
マサチューセッツのバーモントにあるマックリーン病院では、ハーバード大学の脳神経心理学のデボラ・ユーゲラントッド氏が面白い実験をしている。ｆＭＲＩを使い、子供と大人が顔の表情を見た時、それが何の表情なのかを判断させる実験である。結果は、子供とか思春期前の子供では、扁桃体を活発に使って顔の表情を判断するのに対して、大人では前頭葉を使っていた。大人は感情の判定に間違いが無かったのに対して、１４歳以下の子供はよく間違えた。特に子供が間違えるのは、恐怖の表情を怒りとか悲しみ、混乱の表情と読み違える事である。同じ子供を年毎に観察すると、脳も成長し、判断力も向上するのが分かった。男子生徒が「先公は俺を嫌っている」と口をとがらせるのは、この研究から説明がつく。新進気鋭の生理学者である彼女が見事に思春期の子供の間違いを説明した。
テンプル大学のスタインバーグは、黄色の信号を通過するかストップするかを大人と１０代の若者を被験者にしてシミュレーションテストをした。両者共に単独で運転している時は安全な判断をした。しかし１０代の若者では、同年代の若者が車内に一緒にいると危険な判断をしたのに対して、２０歳を超えた大人ではそれが無かった。「安全の判断は、特に少年の場合は設定状況次第で変化するのが分かった」とスタインバーグは言う。確かに１０代の犯罪は徒党を組んでやる傾向がある。
一方他の研究者は１０代の若者が何故薬物やアルコールに走るのかを研究をしている。従来は若者同士の刺激、新奇な物へのあこがれ、セックスへの欲望等で説明してきた。しかし最近はドーパミンと脳の関係に注目が集まっている。ドーパミンとは神経伝達物質であり、動機付け、行動に関与していて、この物質が特に１０代の脳では満ちているからである。
１０代の若者を長いすから立ち上がらせて、学校の宿題に取り掛からせるのは難しい。それは彼等の脳の中の側座核（Nucleus Accumbens）と呼ばれる部位が未だ未発達だからであろう。側座核とは、前頭葉にあって報酬を目的とした行動の動機付けをする部位である。
メリーランドのバチスタにある国立アルコール依存症研究所のジェームズ・ジョーク氏は、ｆＭＲＩを使って動機付けを研究している。博打ゲームを使っての研究であるが、その研究で１０代の若者は側座核が大人より不活性であるのが分かった。若者が動機が見当たらないとより興奮を求めるか、努力をする必要が無い簡単な行動をするか、あるいはその両方をするかであるとジョーク氏は言う。何処かで聞いた事がある話だが、役に立ちそうである。理論から行けば、若者に注意する時は身近な分かりやすい例を示すのが一番と言う事になる。例えば、飲酒を注意する時は将来どや街で生活する事になると驚かすより、野球のチームのメンバーから外されるぞと注意した方が効果的である事になる。
規則正しく寝なさいとか、規則正しく生活しなさいとか注意するのは別である。この問題は前頭葉というより、脳の基底にある松果体により関連がある。日が落ちて夜が近づくと、松果体からメラトニンが分泌される。この化学物質は昼間の活動を停止させ眠りを誘う。ブラウン大学のメリー・カースカドン氏の研究によれば、１０代の脳では子供とか大人に比べてメラトニンのレベル上昇に時間がかかる。太陽光とかその他の刺激に関係無く、若者のメラトニンレベル上昇は遅い。即ち、若者の脳では夜時間の開始は遅いのである。
剪定が起こす問題
１０代の脳の発達の詳細が分かると、子供時代に現れる精神症状や認識障害の疑問や理論が噴出した。例えば、ＡＤＨＤ（注意欠陥多動性障害）とかトレット症候群と呼ばれるものは、脳細胞の急激な成長と関係があるのではと疑われている。この２つの症状は子供が７歳に到達する頃に決まって現れる。マックリーン病院の発達生物精神医学研究室のマーチン・ティーチャー氏は、両方共に遺伝子が関連しているが、同時にドーパミンが満ちている脳の急激な成長が問題を起こすと考える。「思春期に入り、脳細胞の剪定が始まると、この異常な動作とチック（不随意性痙攣）が消えて行く場合が多い」と氏は言う。
これに対して分裂病では、前頭前野皮質が剪定に入る時期に発病する場合が多い。「分裂病とは剪定段階での異常では無いかと言う意見と、原因はもっと早い段階の妊娠初期にあり、脳が剪定の段階に入るとその古傷が出て来るのではの別の意見もある。ＭＲＩを使った研究では、健康な１０代の若者では剪定で皮質の灰色物質の１５％を失うのに対して、分裂病では２５％も失う。
親はどう対処すべきか
脳科学者はこれらの研究成果を一気に現実に応用しようとは思っていない。既に赤ちゃんアインシュタインテープとか他の売り込み教材が出まわっていて、科学者はこれを感心しないと思っている。でも新しい発見は親や教育者、政治家に重要なメッセージを送っている。
例えば、アメリカでは１６歳で自動車の運転が許され、１８歳で選挙権が与えられ、軍務に付き、２１歳で飲酒が許される事になっているがこれは随分恣意的であるのが分かる。ギードによれば真に脳が成熟するのは２５歳であり、丁度レンタカーを借りる事が出来る年齢と一致する。「エービスレンタカーは凄く優秀な脳科学者を雇っていたのですね！」とギードは冗談を飛ばした。
今回の発表で思春期の脳は未だ発達段階であるのが分かったから、法律の専門家や子供の福祉に携わる人の間では、子供を大人と同様に裁判にかけてはならないし、死刑なんかは問題外であると言い始めている。去年、アメリカ法律家協会は各州立法府に対して、思春期の少年少女の死刑執行を全面的に禁止するように声明を出した。その声明の中で、「１０代の若者の脳は発達段階にあり、成熟した判断と行動結果の予測が出来ない」と述べている。
もちろん多くの親は上の事実を直感的に認めている。１０代の若者の行動が意図的であるとか、親を苦しめさせる為では無いのが分かった。「子供がどれほど意志の力で自分をコントロール出来るかは、人により意見は違う。行儀良くしないと家を出すよ！と叱る事もあるでしょう。しかし判断を間違いつつ、次第に脳は成長して行く」と自身も１０代の子供４人を持つギードは言う。彼等の至らない脳を助け、時間を与え、例え拒否されても難しい選択をさせ、愛と忍耐で指導するのが重要では無いか。
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