1

脳の系統発生

• 脳は保守的な器官である• 量的増大• 部分的増大• 内部構造

2

脳の進化

• 脳の大きさの比較

3

(I.S.Russell,1979)

4

脳の進化

• 脳の大きさの比較• 脳重／体重比の比較

5 6

脳の進化

• 脳の大きさの比較• 脳重／体重比の比較• 脳化係数

7

脳化係数

哺乳類 : W = K B 0.75

鳥類 : W = K B 0.56

脳は体ほど大きくならない

8

9

脳の進化

• 脳の大きさの比較• 脳重／体重比の比較• 脳化係数• 脳化指数

10

体重

脳重

Et

Ee

Encephalization Quatient = Et/Ee

脳化指数

11

脳の進化

• 脳の大きさの比較• 脳重／体重比の比較• 脳化係数• 脳化指数

• 一次元の配列だけでよいのか？

12

体重

脳重

哺乳類

鳥類

魚類、爬虫類

13

様々な脳

14

•ペンギン

（「脳の生命誌」JT生命誌研究館）

15

•マッコウクジラ

（「脳の生命誌」JT生命誌研究館）16

•ニホンザル

（「脳の生命誌」JT生命誌研究館）

17

•チンパンジー

（「脳の生命誌」JT生命誌研究館）18

•インドゾウ

（「脳の生命誌」JT生命誌研究館）

19

•ラクダ

（「脳の生命誌」JT生命誌研究館）20

•ライオン

（「脳の生命誌」JT生命誌研究館）

21

•ジュゴン

（「脳の生命誌」JT生命誌研究館）22

•カラス •ハト •ネズミ •キンギョ

23

脳の量的増大

• Passive growth• 体の細胞数を増加させれば脳細胞も増える

• Active growth• 特定部位の増大

24(Finlay & Darlington,1995)

131 species of mammals-> enlargement of entire brain

25 26

脳の部分的進化

• 哺乳類• 嗅球、大脳• 鳥類• 大脳、中脳• 魚類• 中脳

27

１

２

３

４

５

６

６層の大脳新皮質

28

Gyrusの発達

29

insectivors

haplorhines

strepsirhines

Evolution of neocortex

(Barton & Harvey,2000)30

insectivors

haplorhines

strepsirhnes

evolution of gray matter

(Barton & Harvey,2000)

31(Bush & Allman,2003)

32

Allometric studyの問題点

• 大きな図書館の原理

33

Allometric studyの問題点

• 大きな図書館の原理• 大きさは細胞密度を反映するか

34

Allometric studyの問題点

• 大きな図書館の原理• 大きさは細胞密度を反映するか• 細胞数はシナプス数を反映するか

35

Allometric studyの問題点

• 大きな図書館の原理• 大きさは細胞密度を反映するか• 細胞数はシナプス数を反映するか• 細胞の形態分化

36

人脳の特徴

• 量的増大

37

3million years 3million years

２６％ ４３％

体重 脳重

Australopitecus afarensis -> Homo sapiens sapiens(Van Dongen,1998)

38

筋が弱くなった結果としての人脳増大

(Stedman et al.,2004)

39

Cranial capacity

ヒトの脳は小さくなった！

(Henneberg,1998)40

人脳の特徴

• 量的増大• 前脳の発達

41

forebrain/total brain

(Jerison,1991)42

人脳の特徴

• 量的増大• 前脳の発達• 新皮質の発達

43

cortical surface / brain

(Jerison,1991)44

人脳の特徴

• 量的増大• 前脳の発達• 新皮質の発達• 前頭葉の発達

45

Frontal lobe in human

(Semendeferi et al.,1997)46

prefrontalis

(Deacon,1997)

47

prefrontalis

(Nimchinsky et al.,1999)48

人脳の特徴

• 量的増大• 前脳の発達• 新皮質の発達• 前頭葉の発達• POTの発達

49

サル

ヒト

(W.K.Wilkins & J.Wakefield,1995) 50

Parieto-Occipito-Temporal Area

(W.K.Wilkins & J.Wakefield,1995)

51

人脳の特徴

• 量的増大• 前脳の発達• 新皮質の発達• POTの発達• 前頭葉の発達• Broca野の発達

52

human bonobo chimp gorilla

orangutan gibon monkey lemur

Spindle cells in anteior cingulate cortex

cluster

isolate cell

(Nimchinsky et al.,1999)

53

Human brainvs

Avian brain

54

LAMI NAR CORTEX

t hal amus

MAMMALIANMAMMALIAN

COMPARTMENT PALLI UM

t hal amus

AVIANAVIAN