分離脳は意識を二つに分けたのか——脳梁の切断から、W.J.の左手と「解釈装置」まで(1940〜1981年)

連載「意識の科学史」の第3回です。前回、脳波は、起きているか眠っているかという意識の「水準」を、本人に聞かずに見分けられるようにしました。けれども、新しく見つかった印の意味を決めるには、眠っている人を起こして尋ねる必要がありました。今回は、尋ねる相手そのものが二つに分かれてしまった話です。1940年代、てんかんの発作が広がるのを防ぐために、左右の脳をつなぐ太い線維の束(脳梁)を切る手術が行われました。手術を受けた人には、目立った変化が見つかりませんでした。ところが1962年、画面の片側にだけ図形を映す検査をすると、患者は「何も見えない」と答えながら、左手でその場所を指しました。口で答えていたのは、左の脳だけだったのです。では、話さない右の脳は何かを体験していたのか。その答えは、どんな答え方を「報告」と認めるかにかかっていました。何が測れて、何が測れなかったのかを、原論文と当事者の回想から確かめます。

「脳を切ると、心が二つになる」という物語

この研究の歴史は、ふつうこう語られます。1960年代、アメリカの研究者スペリーとガザニガは、左右の脳をつなぐ線維を切った患者を調べ、一つの頭の中に二つの心があることを示した。左の脳は言葉と論理を、右の脳は図形と直感を受け持つ。この発見は、1981年のノーベル賞につながった。

大筋は外れていません。けれども、抜けている話が二つあります。一つは、同じ手術が20年ほど前にも行われていて、そのときは「何も変わらない」と結論されていたことです。もう一つは、心が二つあると言えるかどうかが、患者にどう尋ね、どんな答え方を認めるかで変わったことです。なお、「右脳は創造的、左脳は論理的」という広く知られた見方は、のちに神経科学の歴史家から、単純にしすぎて誤りになったと指摘されています。この記事は、1940年の最初の報告から、1981年のノーベル賞までをたどります。

切っても何も変わらなかった——ヴァン・ワーゲネンの手術とアケライティスの検査(1940〜1945年)

脳梁は、大脳の右半分と左半分をつなぐ、神経の線維の太い束です。てんかんの発作は、脳の一か所で始まった電気の乱れが広がって大きくなります。ニューヨーク州ロチェスターの脳外科医ヴァン・ワーゲネンは、脳梁に腫瘍や出血がある患者で、発作の起こり方が変わることに目をとめていました。左右をつなぐ通り道を断てば、発作が反対側へ広がるのを止められるかもしれない。1940年、ヴァン・ワーゲネンとヘレンは、薬の効かないてんかんの患者で脳梁を切った結果を報告しました。1940年代に手術を受けた人は、合わせて二十人あまりになります。多くは脳梁の一部だけを切るもので、脳梁と、もう一本の細い連絡路(前交連)をどちらも完全に切ったのは、1人だけでした。

手術を受けた人たちを詳しく調べたのが、ヴァン・ワーゲネンと組んだ医師アケライティスです。物を見たり触ったりして何かを分かる力、手で決まった動作をする力、言葉の力。1941年から始まる一連の報告で、アケライティスは、手術のあとも目立った変化は見られないと結論しました。1944年の論文の題は、脳梁と前交連を切ったあとの「認識、動作、言語の研究」です。脳の中で最も大きな線維の束を切っても、何も変わらない。そのころ、脳梁はただ左右の脳を物理的に支えているだけではないか、と考える研究者もいたといいます。

例外の記録もありました。1945年、アケライティスは、一部の患者で左手が右手と反対の動きをすることを報告しています。のちの研究者のまとめでは、右手で服を着ようとすると、左手がそれを脱がせようとした、という例が挙げられています。けれども、この記録が全体の結論を変えることはありませんでした。

なぜ見逃したのか。のちにガザニガは、検査が十分に細かくなかったこと、多くの患者で切断が不完全だったことを理由に挙げています。検査を受ける人は、目を自由に動かし、両手で物に触れることができました。そうすると、見たものや触ったものは、たちまち左右両方の脳に届きます。人を丸ごと相手に尋ねれば、答えは一人分として返ってきたのです。

片目で覚えたことを、もう半分の脳は知らない——マイヤーズとスペリーの動物実験(1950年代)

一方、動物の実験では、まったく違う結果が出ていました。1950年代、シカゴ大学のスペリーのもとで、大学院生のマイヤーズが博士研究としてネコの実験を始めます。研究はのちにカリフォルニア工科大学のスペリーの研究室で、猿にも広がりました。

工夫は、目から脳への通り道にありました。両目からの線維の一部は、脳の底で交差して反対側へ渡ります。この交差点(視交叉)を真ん中で縦に切ると、片方の目で見たものは、同じ側の脳にしか届かなくなります。こうした動物の片目を覆って、二つの図形を見分ける訓練をします。覚えたあとで覆いを反対の目に移しても、動物は問題なく見分けました。左右の脳のあいだで、覚えたことが受け渡されているのです。

ところが、交差点に加えて脳梁と前交連も切っておくと、話が変わります。訓練していない側の目で見せると、動物はその課題を何も知らないかのように振る舞いました。半分の脳が覚えたことを、もう半分は知らない。スペリーは1961年の総説に、脳梁を切った脳は多くの点で二つの別々の脳のように振る舞う、という副題をつけています。

ただし、人では「何も変わらない」と報告されていました。ガザニガはのちに、右手が持っている物を左手が知らないなどということは、人の振る舞いに当てはめると考えられないことに思えた、と振り返っています。少し前には、生まれつき脳梁のない人が研究室を訪れていましたが、変わったところは見つかりませんでした。

「何も見えない」と言いながら、左手は指さす——W.J.の検査(1962年)

1962年2月、ロサンゼルスのホワイト・メモリアル病院で、脳外科医のヴォーゲルと、研修中の医師ボーゲンが、一人の患者の左右をつなぐ線維を切りました。論文でW.J.と記される、48歳の男性です。第二次世界大戦では落下傘部隊にいて、敵の後方に降下したあと、ドイツ兵に銃の床尾で殴られて気を失ったことがありました。その後、命にかかわるほどの激しい発作に苦しむようになっていました。手術では、脳梁に加えて、前交連など左右をつなぐほかの連絡路も切られました。以前の手術で効き目がはっきりしなかったのは切断が不完全だったからだ、と二人は考えていたのです。手術のあと、全身のけいれん発作は起きなくなりました。

カリフォルニア工科大学のスペリーの研究室では、大学院に入ったばかりのガザニガが、手術の前から検査を準備していました。手術前の検査では、左右の手も左右の目も、ふつうにつながっていました。数か月後、回復したW.J.が、まだ車いすに乗り、発作で倒れたときのための保護帽をかぶって、研究室にやって来ます。

検査の仕組みはこうです。人の目は、正面の一点を見つめているとき、その点より左側に見えるものを右の脳へ、右側に見えるものを左の脳へ送ります。そこで、画面の中央の印を見つめてもらい、その右か左に、図形を0.1秒だけ映します。目を動かして確かめる前に消えるので、図形は片方の脳にしか届きません。脳梁が切られていれば、反対側へ伝える道もありません。

中央の右に四角を映すと、W.J.は「箱」と答えました。次に左に四角を映し、何が見えたか尋ねると、答えは「何も」でした。本当に何も見えなかったのかと聞き直しても、「何も」。ガザニガは、心臓が早鐘を打ったと書いています。そこで、小さな丸を左右どちらかに映し、見えたものを、どちらの手でもいいから指してもらうことにしました。丸が右に出ると右手が、左に出ると左手が上がって、丸のあった場所を正しく指しました。左の脳が動かす右手も、右の脳が動かす左手も、それぞれ見ていたのです。ただ、それを口で言えたのは左の脳だけでした。

同じころの検査では、積み木を並べて見本の模様を作る課題で、右手はうまくできず、左手はたやすくこなしました。もたつく右手を、左手が手伝おうと割り込んでくることもあったといいます。結果は1962年10月、ガザニガ、ボーゲン、スペリーの連名で、アメリカ科学アカデミー紀要に報告されました。

W.J.の「何も見えない」は、うそではありません。尋ねられて口で答えたのは、図形を見ていない左の脳でした。本人の正直な報告が、脳の半分の報告だったのです。

話さない右の脳に尋ねる——指さす答え、文字駒でつづる答え(1968〜1977年)

カリフォルニア工科大学の研究では、W.J.のあとに同じ手術を受けた人たちも調べ、その数は合わせて16人になりました。スペリーは、1968年の論文などで、切り離された左右の脳はそれぞれ、自分だけの知覚、学習、記憶を持ち、もう片方はそれを知らないように見える、と論じました。話す左の脳は、右の脳がしたことを何も知らないと言いました。右の脳は、話し言葉や書き言葉をある程度まで理解しましたが、話すことも書くことも、ほとんどできませんでした。

では、話さない右の脳に、どうやって尋ねるか。答え方を、口から手に変えるのです。並べた選択肢から一つを指す。触って選ぶ。やがて、片方の脳にだけ像が届くようにする特別なコンタクトレンズを使い、右の脳に写真を見せる検査も行われました。スペリーによれば、右の脳は、本人の写真、家族、ペット、知っている政治家などを選び出し、場面にふさわしい感情の反応や、ユーモアさえ見せました。

もっと直接に「話した」右の脳もありました。東海岸のダートマス医科大学で手術を受けた、P.S.と記される10代の少年です。2歳ごろに激しいけいれんを起こし、10歳ごろから発作が抑えられなくなって、1976年1月に脳梁を完全に切りました。P.S.は珍しいことに、右の脳にも、それまでに調べたどの患者よりも豊かな言葉の力がありました。

ルドゥー、ウィルソン、ガザニガは、次のように尋ねました。質問を声で読み上げ、その中の大事な一語だけを、画面の左側に0.1〜0.15秒映して、右の脳にだけ届けます。答えは、アルファベットの文字駒を並べてつづってもらいます。並べたのは主に左手でした。左の脳は、映された語を言い当てられませんでした。

右の脳は、自分の名前を正しくつづりました。将来なりたい仕事を尋ねると、右の脳は「自動車レース」とつづりました。ところが、口で答える左の脳は、何度聞かれても、製図の仕事に就くと言いました。言葉の好き嫌いを7段階で評価してもらうと、最初の検査では、16の言葉について、右の脳の評価が一貫して左より悪く、何段階も違うこともありました。約1か月後の検査では、左右の評価はほとんど一致しました。左右の評価が食い違った日には、P.S.は落ち着かず扱いにくかった、と著者たちは書いています。

1977年の論文で、三人は、右の脳にも自分という感覚、好み、先の見通しと目標があり、独自の意識があると結論しました。同時に、もう一つ大事なことを書いています。右の脳に言葉の力がない他の患者では、意識があるという証拠も見つからなかった。豊かな言葉は、心の豊かな面にともなう確かな印であり、ひょっとすると欠かせない条件なのかもしれない。ただし、この結びつきは見かけだけの可能性もある、と。

左の脳は、知らない理由を語る——「解釈装置」とノーベル賞(1971〜1981年)

同じP.S.で、ガザニガとルドゥーは、もう一つの実験をしています。左の脳にはニワトリの足を、右の脳には雪景色を見せます。そのあと、並べた絵から、見たものに関係のある絵を選んでもらいました。右手(左の脳)はニワトリを、左手(右の脳)は雪かき用のシャベルを指しました。どちらも筋の通った選び方です。

なぜその二つを選んだのか尋ねると、話す左の脳は、雪景色を見ていないのに、すぐに答えました。ニワトリの足だからニワトリ。シャベルは、ニワトリ小屋の掃除に要るから。左の脳は、左手がシャベルを選んだ本当の理由を知りません。知らないまま、筋の通った理由をその場で作ったのです。ガザニガとルドゥーは1978年の本で、自分の行動に説明をつけて一つの話にまとめる左の脳の働きを、「解釈装置(インタープリター)」と呼びました。

これは、報告の扱いにとって厄介な発見でした。W.J.の「何も見えない」は、知らないことを知らないと言う報告でした。P.S.の「小屋の掃除に要る」は、知らないことを、知っているかのように語る報告です。

哲学者も、この結果に頭を悩ませました。1971年、アメリカの哲学者ネーゲルは論文「脳の二分割と意識の統一」で、分離脳の患者の読み方を一つずつ検討しました。心は一つで、右の脳の反応は心の働きではない。心は二つある。心は一つだが、まとまりが悪い。ふだんは一つで、検査のときだけ二つに分かれる。ネーゲルは、どの読み方もうまくいかないと論じ、心がいくつあるかという問いには、はっきりした答えがないのかもしれない、と結びました。

1981年、スペリーはノーベル生理学・医学賞の半分を受けました。授賞の理由は「大脳の左右の働きの分化に関する発見」です。意識が二つあることの発見とは書かれていません。12月8日の受賞講演は、体調を崩していたスペリーに代わって、選考委員の一人が読み上げました。

この時点で測れたこと、測れなかったこと

測れたのは、左右の脳が、それぞれ別々に見て、覚えて、選べることです。画面の片側に映した図形や、片手で触った物は、脳梁が切られていれば片方の脳にとどまります。そのことは、口で言えるか、どちらの手で指せるかという、外から確かめられる違いとして現れました。多くの人で、話す働きが左の脳にあることもはっきりしました。そして、話す左の脳が、知らないことに理由をつけて語ることも分かりました。

測れなかったのは、話さない右の脳が、何かを体験しているかどうかです。右の脳の答えは、指す、選ぶ、文字駒を並べるといった振る舞いでした。研究者は、それを報告と認めるかどうかで、意識があるかどうかを判断しました。右の脳が言葉を使えたP.S.では「独自の意識がある」とされ、言葉を持たない右の脳では「意識の証拠はない」とされました。心がいくつあるかの答えは、どんな答え方を報告と数えるかに左右されたのです。しかも、口で話す左の脳の報告も、そのままは信じられませんでした。見ていない理由を、ためらいなく語ったからです。

数え方そのものも、のちに揺れます。スペリー自身、1968年の論文で、少ない患者のあいだにも目立った違いや、はっきりした例外があることを認めていました。2017年には、脳梁を完全に切った2人の患者が、左右どちらに映したものでも、口でも、左右どちらの手でも、ありかを示せたという報告が出ています。この研究者たちは、分かれたのは知覚であって意識ではない、と論じました。答えは、今も一つに決まっていません。

第1回で、行動主義は報告を脇に置きました。第2回で、脳波の意味を決めるために、報告は戻ってきました。そして分離脳では、報告する側そのものが二つに分かれました。片方は話し、片方は指さし、話す側は知らない理由まで語りました。報告をどこまで信じるかという問いは、ここで「誰の報告なのか」という問いに変わったのです。

次回は、本人が「見えない」「まだ決めていない」と言っているうちに、脳と体が先に答えを出していた話です。視野の一部が見えなくなった患者が、見えないはずの光の場所を当てた「盲視」と、動こうと決めたと感じるより前に脳の電気の変化が始まっていたリベットの実験(1965〜2012年)をたどります。