マイケル・ガザニガ

ガザニガは認知神経科学の研究で知られています。^{[ 48 ]}彼の分離脳患者に関する研究は、脳の左右半球の異なる役割を理解するのに役立っています。^{[ 49 ]} 分離脳患者では、以前は難治性であった発作を減らすことを期待して、脳全体にわたる神経インパルスの伝達を制限するために、左右半球をつなぐ巨大な神経束である脳梁が切断されていました。1930年代にニューヨーク州ロチェスターで脳梁切断術を受けた最初の分離脳患者群は以前にテストされており、^{[ 50 ]}脳梁切断術後に半球間の情報伝達が阻害されたという証拠は見つかりませんでした。^{[ 51 ] [ 52 ]}しかしその後、スペリーと彼の大学院生ロン・マイヤーズは、サルで脳梁を切断すると情報伝達が遮断されることを発見しました。^{[ 53 ]}

カリフォルニア工科大学の大学院生1年目だったガザニガは、猿の研究から情報伝達が中断されると確信し、それまでの脳分離患者シリーズでは行われていなかった検査手順で、カリフォルニア初の分離脳患者（患者WJ）の検査を開始した。^{[ 54 ]}実験を成功させるには、情報を片方の半球にのみ提示する必要があった。視神経の解剖学的構造^{[ 55 ]}により、ガザニガは片方の半球のみに情報を伝えることができた。両眼の視野の右側にフラッシュされた視覚情報は左半球に送られ、両眼の視野の左側にフラッシュされた視覚情報は右半球に送られる。彼は、患者が中心点に焦点を合わせている間に、右または左の視野に文字、数字、または記号をスクリーンにフラッシュする装置を設計した。中心点に固視することで、高速でフラッシュされた図形（200ms）を特定の視野に分離することができた。^{[ 56 ] [ 57 ]}

患者WJは第二次世界大戦の空挺兵で、西海岸で脳梁離断術を受けた一連の患者の最初の患者であった。^{[ 58 ] [ 59 ]}

彼は、敵陣後方へのパラシュート降下後、ドイツ兵にライフル銃の銃床で殴られて意識を失った後、大発作を起こした。 ^{[ 60 ]}脳梁切断術が有益かもしれないと提案されたとき、彼は週に1回から1日に7回も大発作を起こしており、それぞれ回復に丸1日を要していた。彼はリスクを冒す覚悟ができていた。脳梁全体と前交連を切断する手術は成功した。WJは発作を起こさなくなり、手術前と比べて（発作がなくなったこと以外は）何も変わらないと感じたと語った。^{[ 61 ]}手術前に、ガザニガはWJの脳機能を検査した。これには、左右の視野に提示された刺激を識別することや、視界から隠された手に置かれた物体を識別することなどが含まれており、彼はこれら全てを容易に行うことができた。手術後、検査結果は異なっていた。^{[ 62 ]}物体の画像が右視野に一瞬映し出され、何か見えたかと尋ねられたとき、彼はすぐにその物体の名前を答えた。しかし、画像が左視野に一瞬映し出されたとき、彼は何も見えなかったと否定した。次に、円が画面に一瞬映し出され、どちらの手でも好きなように指し示すように求められた。円が右視野に一瞬映し出されたとき、彼は左半球が制御する右手で円があった場所を指し示した。円が左視野に一瞬映し出されたとき、彼は何も見えなかったと否定したにもかかわらず、右半球が制御する左手で円があった場所を指し示した。この一見単純なテストは、円が反対側の視野に表示されたとき、それぞれの半球が円を認識し、それぞれの半球が互いに独立して、制御する反対側の手を誘導して、見た円を指し示すことができるが、それについて話すことができるのは左半球だけであることを示した。どちらの半球も、もう一方の半球が何を見たのかを知らなかったのだ。^{[ 63 ] [ 64 ]}

別の実験では、右半球が視空間関係に優れていることが明らかになった。ブロックのセットで作られたパターンを示すカードがWJの前のテーブルに置かれた。彼は左手でブロックのセットを使ってパターンをコピーするように求められ、左手はすぐにパターンを再現することができた。右手の番になると、右手は不器用に動き回った。実際、右手が何をしているかを見て、左手は不器用な右手を助けようとし続けた。WJは実際に左手の上に座り、干渉を止めなければならなかった。^{[ 65 ] [ 66 ]} 2つの異なる精神制御システムが問題を解決しようと互いに競合していた。

これらの実験は、ガザニガとその同僚による長年の研究の扉を開き、脳梁を切断すると、知覚、感覚、運動、認識（感覚から収集された物体、人物、場所に関する以前に学習した情報）^{[ 67 ]}、およびその他の種類の情報が左右の大脳半球間で伝達されなくなることが明らかになった。^{[ 68 ]}広範な研究により、多くの脳のプロセスが側性化されていることが示されており、例えば、言語や音声は左半球に、^{[ 69 ]}分析的思考や行動や無意識に駆り立てられる感情状態を（必ずしも正しくとは限らないが）解釈する能力も左半球に、^{[ 70 ]}視空間処理、^{[ 71 ] [ 72 ]}顔認識、^{[ 73 ]}注意のモニタリング、^{[ 74 ]}および他者への信念の帰属は右半球のプロセスである。^{[ 75 ]}

患者 PS は 20 か月で高熱を発症し、右側の発作が多数発生し、発作焦点が左側頭部に及ぶ全身性発作へと進行した。10 歳までは正常に発達しているように見えたが、その後、全身性発作が自然に再発し、難治性となった。14 歳で脳梁の完全切断手術を受けた。^{[ 76 ]}また、東海岸シリーズで研究された分離脳患者の中で、前交連が intact な状態で脳梁の完全切断を受けた最初の患者でもあった。^{[ 77 ]}視覚情報の半球間伝達は全くなく、左半球のみが話すことができたが、右半球で広範な言語理解を示した同シリーズの最初の分離脳患者であった。^{[ 78 ]} 例えば、左視野（右半球）に提示された絵の中の物体の名前を尋ねられた場合、言葉で答えることはできなかったが、左手を使ってスクラブルのタイルで適切な単語を綴った。毎回、どの絵でも。彼は右利きだったが、左手で大まかに単語を書くこともできた。PSの右半球の言語能力は珍しい。脳を二分した3つの患者シリーズに関するレビュー研究では、分離脳患者における右半球の言語はまれにしか起こらないことがわかった。それはほとんどの場合、初期の左半球の脳損傷に起因するが、^{[ 79 ]}下記の患者JWを参照のこと。

ガザニガと彼の大学院生ジョセフ・ルドゥーは、PSが彼の右半球に直接問いかける機会を与えてくれることに気づいた。右半球は主観的で個人的な質問に答えることができるのか、そしてより具体的には、独自のアイデンティティ感覚を持っているのか、という問いである。そのため、彼らは「空白は誰ですか？」と口頭で尋ね、その後「あなたは誰ですか？」という文の残りの部分を彼の左視野、つまり右半球だけに提示した。彼は左手でタイルを使って「ポール」（彼のファーストネーム）という文字を綴った。

次の質問で、彼らは「好きな空白文字を綴ってください」と尋ね、彼の左視野に「girl」という文字をちらりと見せた。彼は肩をすくめて首を横に振った。左半球は何も見ていなかったのだ。しかし、彼はくすくす笑い、顔を赤らめた。右半球は「girl」という単語を見て読み、その単語の意味を理解したことで、ほとんどの若い十代の少年が質問されたときのように、彼は顔を赤らめてくすくす笑ったのだ。一方、「girl」を見ていなかった左半球は、なぜ自分が顔を赤らめてくすくす笑っているのか全く分からなかった。それから、彼の左手はスクラブルのタイルを3枚取り、「Liz」という名前を綴った。

もう一つの興味深い質問は、右半球にどんな仕事を選ぶか尋ねるものだった。彼は左手で「自動車レース」と綴ったが、セッション終了直後に質問全体を声に出して尋ねられ（左半球がそれを聞いた）、左半球は「ああ、製図工になりたい」と答えた。各半球にはそれぞれ別の目標があった。右半球に気分を綴るように尋ねた後、実験セッションは終了した。左手は「良い」と綴った。^{[ 70 ]}

PSは、同時概念テストを用いた実験で最もよく知られており、この実験によって左半球の大きな能力が発見されました。このテストでは、雪景色の写真がPSの右半球にのみ提示され、同時に鶏の足の写真が左半球にのみ提示されました。芝刈り機、熊手、シャベル、つるはしの4枚のカードが左手の前に、リンゴ、トースター、ハンマー、鶏の頭の4枚のカードが右手の前にありました。PSは、見た刺激に最も関連のある絵カードを選ぶように求められました。左半球に導かれた右手で、鶏の足に合う鶏を選びました。右半球に導かれた左手で、雪景色に合うシャベルを選びました。

PSがなぜ今したことをしたのかと尋ねると、彼はためらうことなく「爪が見えたので鶏を選んだ。鶏小屋はシャベルで掃除しないといけないんだ」と答えた。^{[ 66 ]}実験者たちはPSの右半球がシャベルを選んだ理由を知っていたが、彼の左半球は知らなかった。左半球は雪のシーンを見ていなかった。左半球が見たのは、彼の左手がシャベルを指していることだった。しかし、左半球の答えは「わからない」ではなかった。したがって、左手がシャベルを指していた理由についての彼の答えが何であれ、それは推測であり、左半球に入ってくる情報をできるだけ多く網羅する物語になるだろう。多くの異なる試行の後、同じ結果が得られた。左半球は、自分が選んだ答えを選んだ理由を正確に報告し、右半球の行動反応（左半球が見ることができた）を物語の一部として含め続けることができた。^{[ 80 ]}これらの結果から、ルドゥーとガザニガは、左半球に誰もが持つ基本的な精神メカニズムを観察しているのではないかと考えた。彼らは、「意識的な言語的自己は、必ずしも行動の起源を知っているわけではなく、未知の理由で行動している人物を観察すると、あたかも確信しているかのように行動の原因を帰属させるが、実際にはそうではない。言語的自己は外を見て、その人物が何をしているかを見て、その知識から現実を解釈しているかのようだ」と示唆した。^{[ 70 ]} PSと、右半球が好きな女の子について尋ねられたときに彼が顔を赤らめたことを考えて、彼らは片方の半球の感情状態がもう一方の半球の感情的トーンに影響を与える可能性があるのか​​どうか疑問に思った。そして彼らは患者VPに出会った。

6歳の時、患者VPは麻疹や猩紅熱などの発熱性疾患の後、発作を繰り返した。その後数年間、彼女は複数の抗けいれん薬でも治まらない大発作、小発作、ミオクローヌス発作を発症した。彼女が27歳の時、オハイオ医科大学神経外科の創設主任教授であるマーク・レイポート博士が1979年4月初旬に脳梁前部の部分切断手術を行い、7週間後の2回目の手術で脳梁の切断を完了した。^{[ 81 ]}

手術から4か月後、彼女の右半球は簡単な答えを書くことができ、口頭の指示を実行できるようになった。例えば、「笑って」という指示が右半球に送られると、VPは笑うことができた。なぜ笑っているのかと尋ねると、左半球がでっち上げの答えを述べる。つまり、VPは東海岸シリーズで右半球に言語能力が備わった2人目の分離脳患者だった。ガザニガは、右半球に気分状態を作り出し、左半球がそれを認識しているかどうか、そして認識している場合、どのように対処するのかを研究できるかどうか疑問に思った。

脳を分離したサルを使った以前の実験では、感情状態は脳梁切断の影響を受けない皮質下領域で半球間で伝達されるように見えたため、^{[ 82 ]}可能だと考えられた。ガザニガはVPの右半球に、男が別の男をバルコニーから突き落とし、その上に火炎瓶を投げつける映画の恐ろしいクリップを見せた。それから彼女は何を見たのか尋ねられた。彼女は「何を見たのかよくわかりません。ただ白い閃光だったと思います」と答えた。それが彼女に何らかの感情を抱かせたかと尋ねられると、彼女は「なぜかはよくわかりませんが、ちょっと怖いです。びくびくしています。この部屋が好きじゃないのかもしれません。それとも、あなたかもしれません」と答えた。彼女は研究助手の一人に「ガザニガ博士のことは好きですが、今はなぜか怖いです」と言った。^{[ 83 ]} 彼女は右半球が見たビデオに対する感情的な反応を感じたが、何が原因かはわからなかった。彼女はその場しのぎの答えを見つけようと周囲を見回した。ガザニガはこう説明した。「左脳の解釈器官は、なぜ彼女が怖がっているのかを説明する必要がありました。環境から受け取った情報は、私が部屋で質問をしていて、他に何も問題がないということでした。左脳が最初にたどり着いた理にかなった説明は、私が彼女を怖がらせているということでした。」^{[ 84 ]}

ガザニガは後に、行動や無意識に駆り立てられる感情状態を解釈するこの能力を「解釈者」と呼んだ。^{[ 85 ]}このシステムは、私たち一人ひとりに絶えず降り注ぐ、内部および外部で生成される情報の混沌を受け止め、それらすべてに意味を見出そうとする。それは、実際に利用可能な情報を超えた出来事や感じられた感情についての物語を紡ぎ出すこともあれば、関連する情報を無視することもある。ガザニガは、解釈者が、出来事が起こる理由の説明を求める人間の衝動の根底にあると仮定している。このシステムは生存に役立つことが証明されているが、常に正確であるとは限らない。

患者 JW は 13 歳で脳震盪を起こし、その後、治療を受けずに短い欠神発作を起こし始めました。19 歳で、初めて大発作を起こしました。発作の頻度は増加し、薬物療法では治まりませんでした。1979 年、26 歳で、2 段階の脳梁離断術を受けました。^{[ 86 ]}両方の手術直後、右半球は話し言葉と書き言葉を理解する能力を持っていました。つまり、右半球に意味システムがありましたが、話すことはできませんでした。たとえば、左手は絵と単語の対応付けができました。鳥の絵を JW の右半球に割り当て、左手は「鳥」という書き言葉を指し示しました。「シマウマ」という単語を右半球に割り当て、左手はシマウマの絵を指し示しました。^{[ 87 ]} 11年後、予想外にも、視野安定化装置の評価中に、JWの右半球は、右半球に提示された絵を声に出して言い始めた。^{[ 88 ]}その後数年間、この能力は向上し続けた。^{[ 89 ]}それまで、脳梁切断術後の右半球の言語能力の動的な期間に関する以前の報告は、左半球が幼少期に損傷を受けた場合にのみ、右半球が言語能力を発達させることができることを示唆していた。^{[ 90 ]}データの別の解釈は、右半球の言語発達の観察は、術後の成人患者の限られた寿命によって制限されていたというものだった。 ^{[ 91 ]} JWは、脳梁切断術から何年も経ってから右半球の言語能力が向上したことを示した最初の分離脳患者だった。成人では長期的な機能的可塑性が示唆されているが、そのような文書はほとんどない。^{[ 88 ]}