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私たちがどのように予測するかを学んだ方法：世界を予測するための小脳の重要な役割|科学

2018年、雑誌 スプリンガーの性質 公共 非常に奇妙な臨床症例：43歳の女性は、脳内の血管の異常な絡み合いのために流出しました。それを保存するために、医師は塞栓術を行いました。これは、新しい出血を避けるために欠陥のある容器をブロックする手順です。しかし、介入後、何かが変わりました。女性は奇妙な症状に苦しみ始めました。彼女は調整を失い、言葉を集中して言葉を見つけるのが困難で、不適切に行動し（葬儀や仕事の会議を笑うなど）、衝動的で攻撃的でイライラしました。彼は、フラメンコが彼の家を駆け抜けるのを見るなど、幻覚を始めました。彼女の夫は、これがすべて新しいと言った。塞栓術の前に、彼女は精神歴のない歴史のない成功した弁護士でした。などの有名なケースのおかげで フィニアスゲージ （性格が脳に依存していることは、前頭葉を横切る鉄の棒を生き延びた労働者）。しかし、ここには何か面白いものがありました。損傷は大脳皮質ではなく、小脳にありました。詳細情報後頭葉の下に隠されたこの「カリフラワー」は、運動の調整のみを制御すると信じられていたため、歴史的に過小評価されてきたことがわかります。しかし、ますます多くの証拠が、はるかに広い役割によって示唆されています。さえ、近年、 私たちは人間を作る新しいトロフィーとして小脳を提示する見出しを見てきました前頭葉にある程度の顕著な除去。しかし、なぜ小脳がそれほど重要である理由を理解するためには、その起源に戻らなければなりません。それは、「小脳に似た構造」（英語の小脳のような構造）と呼ばれるより原始的な構造から出現しました。これらの構造は、サメ、ストライプ、電気魚などのいくつかの原始魚にまだ存在します。その機能は重要です。外部と受刑者の感覚刺激を区別するのに役立ちます。たとえば、サメは獲物の電界を狩りますが、問題があります。また、それらの信号に干渉できる電界も生成します。によると で公開された研究 行動神経科学 2019年、小脳に類似した構造は、このジレンマを素晴らしいメカニズムで解決します：適応フィルター。このシステムは、内部モーターの注文のコピーを使用して、自己生成された感覚情報を予測およびキャンセルします。つまり、内部ノイズをフィルタリングし、関連する外部情報のみを残します。小脳は、これらの構造の複製から進化し、運動のより良い調整など、新しい機能に拡張する予測能力が可能になりました。実際、その発達は、脊椎動物の顎とペアの外観と密接に関連しており、その進化は運動制御と感覚制御の必要性によって促進されたことを示唆しています。脊椎動物がより複雑な神経系を発達させ、認知が進行するにつれて、彼らの新しい機能は小脳の助けも持っていました。によると レビュー で公開 小脳 2015年には、その役割が反復パターンを検出し、未来を予測し、何が起こるかを予測できる「内部モデル」を作成することです。たとえば、既知の曲を聴くと、努力なしで次のメモや手紙を予測できます。これは、小脳がシーケンスを特定し、それがどのように聞こえるかのモデルを構築したために発生します。メロディーが予期せず変更された場合は、それを認識せずに予測を調整します。その重要性は、その解剖学にも反映されています。人間の小脳は脳の体積のわずか10％に過ぎませんが、ニューロンの80％を収容しています。哺乳類の進化を通して、それは脳の残りの部分に比例して成長しましたが、類人猿、特に人間では、その拡大は巨大でした。私たちの種では、予想よりも31％大きくなっています。興味深いことに、その予測のほとんどは、認知タスクに関与する大脳皮質の領域に関連しています。 雑誌に掲載された記事 細胞神経科学のフロンティア 2018年、彼は小脳が、道具、言語、文化の使用など、人間を生み出したそれらの資質の進化において重要であることを示唆しています。数百万年前、最初の人間は軸やナイフなどの石器を製造し始めました。このタスクには、細かいモーターの調整と、石がそれを打つことでどのように壊れるかを予測する能力が必要でした。シーケンスを検出して結果を予測する能力のおかげで、小脳は時間の経過とともにこの手法を改善することを許可しました。その上、 他の最近の調査 彼らは、特に最も先進的な心の理論において、社会的知性における彼らの役割を強調しています。誰かが引き出しの中におもちゃを隠し、それから部屋を出ると想像してください。そうではありませんが、おもちゃを別の場所に移動します。その人が戻ったとき、おもちゃはどこを探しますか？ 「引き出しの中で」と答えた場合、この人には「誤った信念」があることを理解しています。社会的相互作用に重要なこのタイプの推論は、Crus IおよびIIと呼ばれる小脳の特定の領域に依存します。しかし、並外れた小脳を持っているのは私たちだけではありません。イルカで、 この構造も非常に大きくなっています 複雑な感覚情報、特に聴覚を処理する必要があるため、脳の総サイズに関連して。具体的には、パラフロクラーと呼ばれる領域が際立っており、イルカでは巨大です。その機能は、サウンド情報を統合し、それを正確なモーター応答に変換することです。これは、エコーロケーションの重要なメカニズムであり、サウンドで「見る」ことができます。際立っている別の哺乳類 その偉大な小脳は象です。これらの動物は、これまでに研究されたすべての哺乳類の中で脳のサイズに関連して最大の小脳を持っています。それは脳腫瘤の約18.6％を表しており、人間のほぼ2倍であり、あなたの人生で重要な役割を果たしていることを示唆しています。私たちは、小脳が細かい運動制御に不可欠であることを知っています。象では、そのチューブの複雑さのためにこれが特に重要になります。この汎用性の高い超高感度の臓器は、驚くべき精度でオブジェクトを養い、飲み、通信し、操作することができます。さらに、ゾウはインフラソニドを使用して長距離と通信し、それらの小脳もこれに重要な役割を果たしている可能性があります。小脳が私たちを人間にした場合、象を象に、イルカにイルカに象を作りました。そして、会話、彫刻、宇宙への旅行を維持できるなら、それは何百万年も前に、最初の脊椎動物が未来を予測することを学んだからです。 #私たちがどのように予測するかを学んだ方法世界を予測するための小脳の重要な役割科学