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2025/8/24
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「心」が動くとき、 脳内で何が起こっている? じつは、感情はただの、 「電気信号」に過ぎなかった… 心が生まれる「驚愕の仕組み」 |
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「心」が動くとき、脳内で何が起こっている?じつは、感情はただの、「電気信号」に過ぎなかった…心が生まれる「驚愕の仕組み」
「電子」といったら、何を思い浮かべますか? スマートフォンやパソコン、電子メールや電子書籍…。
確かにこれらは電子を利用していますが、 ほんの一例。じつは、 ほぼすべての現象は電子が引き起こしている、 といっても過言ではないほど、 電子は身の回りに満ちているんです!
そんな電子の不思議なふるまいや、 多岐にわたるはたらきをとりあげた、
*本記事は、『電子を知れば科学がわかる』
「心」は、電気信号などのやり取りで生まれる最後に心と電子の関係について述べて、 締めくくりとしましょう。
私たちの心は脳が生み出しています。 脳は約1000億個ものニューロン(神経細胞)が 集まってできており、
ニューロンどうしが信号をやり取りすることで、 思考や記憶、学習などが行われ、 様々な感情もニューロンによって 生み出されると考えられています。
私たちの「心」は「脳」が生み出している
物質の集まりに過ぎないはずのニューロンが 電気信号などをやり取りすることで 心や意識が生み出されるなんて、 何とも不思議ですよね。
ChatGPTなどの生成AI(人工知能)も コンピューター内の電気信号のやり取りで 生み出されているわけですから、
両者には似たような側面があるようです。
実際、 AIはニューロンの仕組みを参考にして作られています。
電子を失ったイオンが脳の活動を生み出しているニューロンの 電気信号を生み出しているのはイオンです。
具体的に言うと、 ナトリウムイオン(Na+)や カリウムイオン(K+)が ニューロン内に出入りすることで、 電気信号が生み出されています。
ナトリウムイオンもカリウムイオンも1価の陽イオン、 つまり電子1個分に相当するプラスの 電荷を帯びています。
これらはナトリウム原子、 カリウム原子からそれぞれ電子1個が 奪われてできたものですから、
私たちの心の仕組みにも電子がおおいに 関係していることになります。
ニューロンの重要な構造には、 遺伝情報を収めた細胞核などがある「細胞体」、
別のニューロンに信号を伝える 電線の役割を果たす「軸索」、
そして別のニューロンから信号を受け取る 「樹状突起」があります(図「ニューロンの構造」)。
図「ニューロンの構造」
ニューロンの内側は通常の状態では、 電気的にマイナスの状態 (外側に対してマイナスの電位)になっています。
一方、 ニューロンの外側は電気的に プラスの状態になっています。
そしてニューロンが電気信号を発する際には、 軸索の根本の部分にある 「ナトリウムイオンチャネル」という“関所”が開き、
ニューロンの外側にあったナトリウムイオンが ニューロンの内側に流れ込みます。
ナトリウムイオンはプラスの 電荷を帯びた陽イオンなので、
これによってニューロンの内側は一時的に 電気的にプラスになります。
これが電気信号となって、 軸索を進んで行きます。
家電製品の電源コードが 絶縁体の素材で覆われているように、
ニューロンの軸索もある種の絶縁体(髄鞘)で 覆われているのですが、
ところどころに絶縁体で覆われていない隙間があります (軸索が髄鞘で覆われていないニューロンもあります)。
この隙間の部分にもナトリウムイオンチャネルが集まっており、
電気信号がやってくるとナトリウムイオンが流入し、 同じことが起きます。
こうして軸索を電気信号が進んで行くのです。
電気信号が発生すると、 その後、ナトリウムイオンチャネルは閉じます。
また、 ニューロンの内側から外側に カリウムイオンチャネルを通して カリウムイオンが流出し、
ニューロンの内側は元の電気的に マイナスの状態に戻ります。
なお、 ニューロンの内側に流れこんだ ナトリウムイオンはその後、
ニューロンの外側へと排出され、 外側に流出したカリウムイオンも 再度ニューロンに取り込まれ、 元の状態に戻ります。
軸索の末端は隣のニューロンの 樹状突起につながっています。
この接続部を「シナプス」と言います。
電気信号が軸索の末端まで伝わると 神経伝達物質が放出され、 それが隣のニューロン側で受け取られ、 信号が伝わります(図「シナプス」)。
以上のように、 私たちの心は脳のニューロンどうしの 信号のやり取りによって生じ、
その電気信号は電子を失った原子である 陽イオンによって引き起こされています。
心の仕組みにも電子が深く関わっているのです。
これまでの記事で、 ヒトを含めた生物が分子機械であり、 様々な化学反応によって生命活動を行い、 その陰で電子が大活躍している様子を見てきました。
電子は生命を含めた自然界全体の 主役であることが分かっていただけたでしょうか。
<参考:江馬 一弘・上智大学理工学部 教授>
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