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2018年5月16日水曜日

「16年間で2歳しか老化しなかった人」の話


From:
レイ・カーツワイル
Ray Kurzweil
『シンギュラリティは近い』


デザイナー・ベビーブーマー


病気の進行や老化を遅らせるための情報はすでに十分でそろっているので、わたしを含むベビーブーマーは、バイオテクノロジー革命が頂点を極めるまで、この健康をいじできるだろう。そしてバイオテクノロジー革命そのものが、ナノテクノロジー革命への架け橋となる。

わたしは、長寿研究の最先端にいる医学博士、テリー・グロスマンとの共著『素晴らしい未来への航海――永遠の命を手に入れる(Fantastic Voyage: Live Long Enough to Live Forever)』で、画期的な長寿へと導く3つの架け橋(現有の知識、バイオテクノロジー、ナノテクノロジー)について説いた。

その本に、こう記している。

「同世代の人の中には、老化を人生のひとつの過程として潔く受け入れようとする人もいるが、わたしの考えは違う。老化は『自然なこと』かもしれないが、頭がさびついたり、感覚が鈍くなったり、体が硬くなったり、性欲が衰えたり、なんであれ人間の能力が失われていくのを肯定的にとらえることなど、私にはできない。わたしから見れば、何歳になっていても病気と死は不幸な出来事であり、克服すべきものなのだ」






その本で「第一の架け橋」とみなした「現有の知識」には、知識を最大限に活用し、老化を大幅に遅らせ、心臓疾患や癌、Ⅱ型(インシュリン非依存型)糖尿病、脳卒中といった深刻な病を治すことも含まれる。

われわれは、事実上、自分の生化学的組成をプログラムし直せるようになった。つまり、現有の知識を積極的に活用すれば、大多数の病気を支配する遺伝的運命を克服できるところまで来ているのだ。「遺伝でほとんど決まっている」というのは、健康と老化に対してこれまでと変わらず、受け身でいる人の逃げ口上である。

わたし自身の話が教訓になるだろう。

20年以上も前に、わたしはⅡ型糖尿病と診断されたが、従来の治療では悪化する一方だったので、発明家としての観点から、この健康を脅かす難問に取り組んだ。専門文献を読み漁り、独自のプログラムを開発し、ついに糖尿病の治癒に成功したのだ。

1993年に、この経験をもとにして健康に関する本(『健康的な生活を送るための10%の解決策(The 10% Solution for a Healthy Life)』)を書いた。今もその症状や合併症はまったく出ていない。





40歳のとき、わたしの生物学的年齢は38歳前後だった。

現在56歳だが、グロスマンの長寿クリニックで生物学的年齢を総合的に(さまざまな感覚の鋭敏さ、肺活量、反応時間、記憶力、その他のテストによって)測定したところ、40歳という結果がでた。

生物学的年齢の測定方法についてはいろいろは意見があるが、わたしの点数は40歳の平均値と一致している。つまり、この一連のテストによると、過去16年間で、それほど老いていないことになる。それはいくつも受けた血液検査の結果とも一致しているし、実感でもある。

こうした結果は偶然の産物ではない。わたしは自らの生化学的組成を果敢に再プログラムしてきたのだ。毎日サプリメントを250粒摂取し、週6回、静脈内投与(基本的には栄養補給剤を直接血流に注入し、胃腸管を迂回させる)を受けている。その結果、体内の代謝反応はそうしなかった場合とは格段に違ってきた。

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ケンブリッジ大学遺伝学科の科学者、オーブリー・デ・グレイは生物の基礎となっている情報プロセスを変化させて老化を阻止することを、深い洞察力をもって熱心に訴えている。

デ・グレイは家のメンテナンスをたとえに使っている。

家はいつまで使えるだろう? それは、あなたの手入れ次第だ。なにもしなければ、じきに屋根から雨漏りしはじめ、家は風雨に侵され、やがて崩壊する。しかし先手をうって構造を手入れし、壊れたところは全て直し、危険に対処し、新しい部材や技術をもちいて修繕やリフォームをしていれば、基本的に家の寿命に限界はなくなる。

われわれの身体や脳も同じことだ。

唯一の違いは、家を手入れする方法は熟知していても、生命の生物学的原則は、まだ完全にわかっていないところにある。しかし、生命の生化学的なプロセスと反応経路への理解が急速に深まるにつれて、その知識もかなりの速さで増えている。

そして老化とは、否応なく前進させられる一本の道ではなく、関連するプロセスのまとまりと見なされるようになってきた。

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From:
レイ・カーツワイル
Ray Kurzweil
『シンギュラリティは近い』

2018年5月9日水曜日

人間とサルにしかない細胞【感情の小さな秘密】


From:
レイ・カーツワイル
シンギュラリティは近い




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人間の脳のもっとも複雑な能力――わたしはこれがもっとも決定的なものだと思う――が、感情に関わる知能だ。

われわれの脳の複雑で相互に連結された階層の最上部に不安定に位置するのは、さまざまある高次の機能の中でも、感情を知覚し適切に反応し、社会的な状況において互いに交流し、道徳観をもち、冗談を理解し、絵画や音楽に感情的に反応する能力だ。

知覚や分析のより低次の機能が脳の感情のプロセスに送り込まれているのは確かだが、脳のこの領域についての理解はようやく始まったばかりであり、こうした問題を扱う特殊なタイプのニューロンのモデル化も着手されつつある。

これらの新たな洞察は、人間の脳が他の哺乳類の脳とどのように異なるのかを理解しようとした研究から最近になって得られたものだ。人間と他の哺乳類との間の差異はごくわずかではあるが決定的なものだというのが、その答えである。

その違いから、脳がどのようにして感情やそれに伴う気持ちを処理するのかを知ることができる。違いのひとつに、人間にはより大きな皮質がある、という点がある。そのために、計画や、判断、その他の形の分析的な思考を行う能力が高くなっている。

もうひとつの重要な違いを表す特性は、感情をかきたてる状況が、紡錘細胞と呼ばれる特殊な細胞で処理されているらしい、ということだ。この細胞は、人間と、数種類の類人猿にしか見つかっていない。この神経細胞は大きく、先端樹状突起と呼ばれる長い組織をもち、それが、他の多数の脳の領域から入ってくる広範な信号とつながる。

こうした類いの「深い」相互連結、つまり、ある種のニューロンが多数の領域にわたる連結を確保している、という特徴は、進化の梯子を上に登るにつれ、ますます多く目につくものだ。このように感情や道徳判断の処理に関わっている紡錘細胞が、深い相互連結の形態をもっているということは、われわれの感情的な反応の複雑さに鑑みれば、驚くことではない。

ところが、驚くべきことは、この働きを担う脳の領域もそもそも小さいが、紡錘細胞がその中にごくわずかしかないことだ。人間の脳にはおよそ8万個しかない(右半球に約4万5千、左半球に約3万5千)。左右の半球で数に差があるのは、感情的な知能は右脳の領分だとする認識を裏づけるものに思われる。ただし、その差はわずかであるが。

ゴリラにはこの細胞が約1万6千個あり、ボノボには約2,100個、チンパンジーには約1,800個ある。残りの哺乳類には、この細胞はまったくない。



アリゾナ州フェニックスにあるバロー神経学研究所のアーサー・クレイグ博士は、最近、紡錘細胞の構造についての論考を発表した。

皮膚や筋肉や器官やその他の領域にある神経など、身体からの入力(毎秒数百メガビットと推定)が、上部脊髄に流れ込む。これらの入力は、手触りや温度、酸の量(筋肉中の乳酸など)、胃腸管を通る食物の動き、この他さまざまな種類の情報を、メッセージとして運んでいる。

このデータは、脳幹と中脳を通じて処理される。ラミナ1ニューロンと呼ばれる重要な細胞が、最新の状態を反映した身体マップを作成する。これは、航空管制官が飛行機の経路をたどるのに使う図に似ていなくもない。

そのあと情報は、後腹内側核(VMpo)と呼ばれる豆粒ほどの大きさの領域に流れ込む。ここは、身体の状況にたいして複雑な反応を計算するところだ。たとえば、「まずい味だ」とか、「くさいぞ」とか、「この軽いタッチが刺激的」とか。

ますます高度になった情報は、大脳皮質の中の、島(とう)と呼ばれる2つの領域にたどりつく。小さな指くらいの大きさのこの構造は、皮質の左右にそれぞれ位置している。クレイグは、VMpoと2つの島の領域を「モノ的なわたしを表すシステム」だと描写する。

メカニズムはまだ解明されていないが、これらの領域は、自己認識や複雑な感情にとって非常に重要なところだ。他の動物のこれらの領域は、ずっと小さい。たとえばVMpoは、マカクでは砂粒ほどの大きさだし、もっと下等な動物ではさらに小さい。

こうした発見は、われわれの感情は脳の中でも身体マップをもつ領域と密接に関連している、とするアイオワ大学のアントニオ・ダマシオ博士が提唱し、広く受け入れられつつある考え方と一致している。さらにまた、われわれの思考の多くは、身体に向けられていて、身体を保護し強化するとともに、身体の無数のニーズや欲求に応えている、とする見方とも一致している。

つい最近、もともとは身体からの感覚情報として生じたものが、さらにまた別のレベルの処理を施されている事例が見つかった。

2つの島の領域から発せられたデータは、前部島皮質と呼ばれる右島の前方にある小さな部分に向かう。ここは紡錘細胞のある領域であり、fMRIのスキャンから、愛情や怒りや悲しみ、性的な欲望などの高次の感情を覚えるときには特に活発になることが明らかにされている。紡錘細胞が強く活性化される状況には、被験者が恋人を見たり、自分の赤ん坊が泣く声を聞いたりしたときなどがある。

人類学者たちは、紡錘細胞は1千万年前から1千5百万年前に、いまだ発見されてはいない、サルと初期のヒト科の共通の先祖の中に初めて登場し、およそ10万年前あたりにその数を急速に増やした、と考えている。

おもしろいことに、紡錘細胞は新生児には存在せず、4ヶ月目ぐらいになってようやく出現しはじめ、1歳から3歳までのあいだに著しく増える。子どもが道徳的な問題を考えたり、愛情などの高いレベルの感情を察知したりする能力は、これと同じ時期に発達するものだ。

紡錘細胞は、長く伸びた先端樹状突起が脳の他の多くの領域と深く相互連結することからパワーを得ている。したがって、紡錘細胞が処理する高次の感情は、知覚や認識に関するすべての領域の影響をうけていることになる。よって、紡錘細胞が接続している多数の領域のモデル化を改善しないかぎり、紡錘細胞の正確な働きのリバースエンジニアリングは難しいだろう。

それにしても、感情に専門で関わっているこうしたニューロンの数が、これほど少ないとは驚きだ。技能育成に関わるニューロンは、小脳のなかに500億あり、知覚や合理的な計画のための変換をおこなうニューロンは大脳皮質のなかに数10億あるというのに、高次の感情をあつかう紡錘細胞が、たったの8万個ばかりとは。

銘記しておくべきは、紡錘細胞は合理的な問題解決をおこなわない、ということである。音楽に反応したり、恋に落ちたりするのを、合理的にコントロールできないのはそれゆえである。だが、脳の残りの部分は、謎の多い高次の感情をなんとか理解しようと懸命に努力している。

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From:
レイ・カーツワイル
シンギュラリティは近い



決断する0.3秒前には…【意識の幻想】


話:レイ・カーツワイル
シンギュラリティは近い



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人間の脳のもうひとつの重要な特性は、予測を立てる能力だ。これには、みあずからの判断や行動の結果を予測することも含まれる。予測は、大脳皮質の主要な機能だと考える科学者もいる。ただし、小脳も、運動の予測においては大きな役割を果たしている。

興味深いことに、われわれは、自身の判断を予測したり予期したりすることができる。カリフォルニア大学デーヴィス校の生理学教授ベンジャミン・リベットは、ある行動を開始させるニューロンの活動は、脳がその行動をとろうと決断する約3分の1秒前に実際に起こっている、ということを明らかにした。

これは、決断したつもりのことも、そのじつ幻想であるにすぎず、「意識はループから外れている」〔意識が「決断」する前に脳が命令している〕ということを意味している、とリベットは言う。

認知科学者で哲学者のダニエル・デネットは、この現象を次のように解説している、「行動はもともと、脳のある部分でとつぜん引き起こされ、信号が筋肉に飛ばされるものなのだが、途中で一息入れて、意識の代理人であるあなたに、なにが起きているのかを教えてくれる(ただし、気が回る役員よろしく、いばりくさった社長のあなたが、自分がそれを始めたのだという幻想をもてるようにしてくれる)」

これに関連した実験が最近行われた。神経生理学者が、脳各地点を電子的に刺激して、特定の感情を誘発させた。被験者はすぐに、そうした感情を覚えた理由を説明した。左右の脳の連結がなくなった患者は、片側の脳(たいていはしゃべるのが上手な左側)が、もう片方が身体に出した脳の指令によって生じた行動について、あたかも左脳が右脳の広報担当者であるかのように、手の込んだ説明(「作話」)をでっちあげる。このことは、もうずいぶん以前から知られている。

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From:
レイ・カーツワイル
シンギュラリティは近い

2018年5月6日日曜日

人はなぜ、あってほしいと願うものを見てしまうのか?


話:レイ・カーツワイル

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さらに複雑なパターン認識の作業において、わたしが「仮説と検証」と名づけたモデルの有用性を裏づける文献がたくさんある。

皮質は、それが見ているものが何かを推測し、実際に視野にある特徴が、その仮説に一致するかどうかを判定する。実際にわが目で検証するよりも、仮説のほうに注意がいってしまうことが多い。こう考えると、人々がなぜ、実際にそこにあるものではなく、あってほしいと願うものを見たり聞いたりするのか、ということへの説明がつく。

「仮説と検証」は、コンピュータベースのパターン認識システムでも、有用な戦略として活用することができる。

われわれは両眼を通じて高解像のイメージを受け取っているという幻想を抱いているが、視神経が実際に脳に送ってきているのは、視野の中で興味をひいた点についての輪郭や手がかりにしかすぎない。つまるところ、並行したチャネルを通って届けられた極端に解像度の低い一連の画像を、皮質が解釈し記憶したものを頼りにして、まさに世界を幻視しているのである。

2001年に『ネイチャー』誌に発表された研究論文では、カリフォルニア大学バークレー校の分子細胞生物学教授フランク・S・ワーブリンと、博士課程に在籍するボトン・ロスカ医師が、視神経には10~12の出力チャネルがあり、それぞれが、ひとつの場面について最小限の情報をはこぶ、ということを明らかにしている。

神経節細胞と呼ばれる細胞のうちの、あるグループは、輪郭についての情報(コントラストの違い)だけを送っている。他には、同色無地の広い面積だけを検知するグループがあったり、興味をひく形状の背景だけを感知するグループもある。

「わたしたちは、世界を完全に見ていると思っているが、実際に受け取っているのは、じつは、空間や時間に散らばったヒントや輪郭にすぎない」

とワーブリンは言う。

「世界をとらえた、この12の画像が、眼の前に広がっているものについて私たちが得ることのできる全ての情報であり、こんなに貧弱な12の画像から、視界に映る豊かな世界を構築している。どうして自然は、こんな12の単純な画像を選んだのだろう、私たちが必要としている情報すべてに対して、どうしてこれだけで事足りるのだろう、と不思議でならない」

この発見から、眼や網膜や初期の視神経の処理を代替できるような人口システムの開発が、大きく躍進するように思われる。

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From:
『シンギュラリティは近い』
レイ・カーツワイル


2018年4月30日月曜日

思考によって脳はどう変化するのか?【脳の記憶術】


話:レイ・カーツワイル


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脳スキャンが、樹状突起スパインの成長や、新シナプスの形成を検知できるほどの高解像度を達成したことから、われわれの脳が、文字どおり我々の思考を後追いすべく、成長し、適応していくさまを目にすることができる。

これにより、デカルトの格言「われ思う、ゆえにわれあり」の意味に新たなニュアンスが加わった。

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アラバマ大学のエドワード・タウブは、手の指からの触覚入力の評価をつかさどる皮質の領域を研究した。

楽器の演奏経験のない人と、弦楽器の演奏家とを比較すると、右手の指の操作をつかさどる脳の領域に差異は見られなかったが、左手の指の領域については大きな差が見られた。触感の分析につかわれる脳組織の量に比例した大きさで両手の絵を描いたなら、音楽家の左手の指(弦を押さえるほう)は馬鹿でかくなる。

弦楽器の練習を子どものころから始めた人のほうが違いは大きかったが、「40歳でバイオリンをはじめたとしても、脳の再組織化はおこる」とタウブは述べている。

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「人間は、受け取る入力をもとにして、脳を作りあげていくのです」と、ポール・タラル(ラトガーズ大学)は言う。

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脳が自身を配線し直すきっかけを与えるには、思考を身体の動作で表現する必要さえない。

ハーヴァード大学のアルヴァロ・パスクァル-レオネ博士は、ボランティアの人々に簡単なピアノの練習をしてもらい、練習の前と後の脳をスキャンした。ボランティアたちの脳の運動皮質は、練習の影響を直接うけて変化した。

博士はその後、2番めのグループに、ピアノの練習をしていると考えるだけで、身体の筋肉はどこも実際には動かさないよう指示した。これでも、運動皮質のネットワークには、同じくらい顕著な変化があらわれた。

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マイケル・A・コリコスは言う。

ニューロンの長期にわたる変化は、1時間の学習コースのなかでニューロンが4回刺激されて初めて起こる。シナプスが実際に枝分かれし、新しいシナプスが形成され、永続的な変化がおこり、おそらくは、生涯それが続くことになる。

人間の記憶になぞらえるとこうだ。

なにかを1度、目にしたり聞いたりすると、そのことは頭の中に数分は残るだろう。重要なことでなければ、だんだんぼやけていき、10分後には忘れている。しかし、もう一度それを見たり聞いたりして、1時間の間にそれが何度も起こったら、もっと長い期間にわたってそのことを覚えていることになる。何度も繰り返された事柄は、生涯にわたって忘れないこともある。

ひとつの樹状突起に2つの結合が新たに作られたら、その結合はとても安定していて、失われてしまう恐れはまったくない。こういうものが、一生涯にわたって続くと期待できる種類の変化だ。

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From:
ポスト・ヒューマン誕生 
コンピュータが人類の知性を超えるとき
レイ・カーツワイル (著)

2018年4月29日日曜日

10歳のころの記憶を忘れない理由


話:レイ・カーツワイル


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ニューヨーク大学医学部の神経生物学者、ウェン・ビヤオ・ガンは、成体マウスの視覚皮質スパインを観察し、スパインのメカニズムに長期記憶が保持されうることを示した。

「たとえば10歳の子どもが、ある情報を保存するのに1,000個のニューロン間結合をつかっているとします。その子が80歳になったとき、いかなる変化が起きていても、結合の4分の1はまだ存在しています。こういうわけで、子ども頃の体験をずっと覚えていられるのです」

ガンはさらに説明をつづける。

「学習して記憶するにあたって、新しいシナプスをたくさん作って古いシナプスを捨てる必要は実際にはないだろう、というのが我々の考えでした。短期の学習や記憶のためには、すでに存在するシナプスの強度を修正するだけでいいと。ところが、長期記憶を達成するために、少数の新しいシナプスが作られたり、取り除かれたりすることもあるようなのです」

接続の4分の3がなくなっても記憶が損なわれない理由は、符号化という方法が、ホログラムの方法と似た性質をもつからのようだ。

ホログラムでは、情報は、広範囲に拡散されたパターンの中に保存されている。ホログラムの4分の3を破壊しても、解像度は4分の1にはなるが、全体のイメージは損なわれない。

レッドウッド神経科学研究所の神経学者、ペンッティ・カネルヴァによる研究からは、記憶はニューロンの集合全体を通じて広範囲に動的に分配されている、という考えが導き出されている。これでなぜ、古い記憶が「色あせ」(記憶の解像度が減少するから)ながらも持続するのかがわかる。

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From:
『シンギュラリティは近い』
レイ・カーツワイル著