装置 ③

C エレ君の快挙！　「線虫:尿でがん識別...患者のにおい好み近寄る」（3月12日付毎日新聞）、「がんを尿の匂いで発見...九大など、線虫を利用」(同日付　読売新聞)

（昨日の続き）
私はこれを書いていて思うのだが、すでにCエレガンスの段階で、彼はとてつもなく巧妙な装置を備えていない限り生き残れないことになる。瞬時に、より正確に、将来得られる充電の量と、将来高温マットからこうむるであろうダメージを査定し、それを計算に入れたうえで最も合理的な行動を選択できる能力・・・・・。

そのためにCエレ君は、いくつかの重要な機能を持つべきだろう。それは危うく体を溶かされそうになった高温マットの特徴を覚え、それを感知したとたんにそこから遠ざかる能力。（まるで扁桃核だ！）それとおいしい電源マットに出会った時に、その特徴を覚えておいて、それを再び見つけたら尻尾を振って近づく能力。（これも扁桃核、そして海馬も関係するだろう。）ということはつまり、Cエレは記憶装置を必要としているということだろう。これは彼の生存の確立を一気に増すことになる。たとえば高温マットは赤い色をしていることが多い、と仮定しよう。電源マットは青にしようか。するとCエレは遠くにそれを察知した時に、体内のアラームを鳴らす。赤い色を見たら、尻尾を振って遠ざかる。青い色を見たら、そこに向かって尻尾を振って近づく。
ここでこれまでの話をまとめよう。Cエレロボットが生き残るためには、先ほどの3条件にさらにいくつか書き加えられることになる。

４．電源マットを感知したら、その力価を査定できること。

５．  高温マットを感知したら、その「マイナスの」力価を査定できること。

そして、この４，５にとって決定的に重要なのが、記憶、というわけだ。電源マットを見出して、その遠さ、そこに蓄電されている量を予測し、それを獲得することがどれほど利得を与えてくれるかを査定するためには、過去の体験が大きな要素を占める。どんなに魅力的な電源マットでも、はるか遠くにあり、そこに至るまでにCエレ自身の電池を使い果たしてしまったら意味がない。さらにはその途中にコワい高温マットが潜んでいるとしたら、焼かれてしまって元も子もないではないか。これらを勘案して最終行動（つまりどちらかの方向に推進するか、怖い高温マットから退却するか。どれだけの速さで？どれだけの時間？）・・・・・・・。これらはいずれも過去の二種類のマットとの遭遇により生じたことの記憶が大きな意味を持つ。もちろんCエレ君のチップに最初から、「赤からは逃げよ、青には近づけ」と書き込まれていると非常に助かる。しかし自然界にはその両方に明確に分類できないようなマットが至る所にあるとすれば、ある種の記憶の蓄積は必須と言えるだろう。

　こうなってくると、この生存にとって単純な条件しか担っていないはずのCエレ君は、実に複雑なプログラムを書き込まれたチップを必要とすることになる。というよりはそれを備えていないと生きていけない。というよりはそれを備えたものが生き残っていく。そしてそれが事実上の「報酬系」なのである。

装置 ②

とにかく続けよう。このロボットが人工的な実験室の環境で「生き残る」ためのプログラムは、先述の二つの指令を含むだけですむだろう。しかし問題は地球という自然環境で生き残るためには、実は様々な条件をここに入れなくてはならず、それが結局は報酬系である、ということを示したいわけだ。

実際の自然界では、充電マットは至るところに形を変えて存在し、またいつ現れ、いつ消えるかがわからないために、こまめに立ち寄らなくてはならないこと、そして同じことが高温マットにも言えるということが重要である。高温マットにも温度が様々であり、比較的低温で、Cエレの温度が少し上がって不安定になる程度から、接触部分から溶け出すといった危険な高温マットまで広く存在する。Cエレ君はまさに充電マットと高温マットのスープの中にして右往左往する形になる。おなかがすいたら（電池の残量が減ってきたら）センサーを働かせ始めて電源マットの位置を探し出す、とか途中でたまたま高温マットに出くわしたら、センサーが働いてそれを回避するとか言う悠長なレベルではない。スープの中で常にこまめにセンサーを働かせ、電源マットから充電をして、同時に高温マットを避ける。充電するか、避けるか、選択するか、拒絶するかという決断は常にこまめに生じなくてはならない。そしてそこでは充電マットの有する電池の残量と、高温マットの「危険性」とを常に天秤にかける必要が生じる。それが生存に直結するように両者のバランスが整っているのだ。たとえば充電マットが少し遠方にあり、そこに行きたいのだが、途中に高温マットが潜んでいる可能性があり、うっかりしているとヤラれてしまうとか。そしてここで重要なのは予兆、予兆、予兆である。

実はCエレ君の生存はこの予兆の正確さにすべてがかかっているということがわかる。ある瞬間に、どのような電源マットの存在を把握し、同時に高温マットの存在も感知し、総合的に判断してどう進んでいくか。多数の競争相手がいることが、この予兆の正確さをさらに要求する。いい電源マットは、そこにたどり着くまでに他のCエレ君に取られてしまう。「後出し」条件だが、実はCエレ君にはたくさんの兄弟がいて、そこらへんを泳ぎ回っている。（聞いてないゾー！）もっと言えばCエレ君には様々なライバルがいて、実は彼自身が電源マットなのだ。（エー！）つまりライバルたちはCエレを取り込んで、充電もできるのである。（つまり捕食する、ということだ。）すると結局こんなことが起きる。Cエレ君は今現在の環境で、あらゆる電源マットや高温マットの存在の予兆を察知し、そのいわば「力価」を査定し、行動を決める。力価とはつまり、電源マットがどの程度遠くにあり、その程度到達するまで時間がかかり、どの程度そこに電源が残っているかを瞬時に判断することであり、高温マットについても同様のことをすることだ。もしこの力価の査定が誤っているならば、それだけCエレの生存率は低くなる。たとえばすごく「美味しい」電源マットを遠くに見つけてそこに向かって泳ぎだしても、途中で出会うこぶりの高温マットにダメージを与えられて力尽きてしまうとか。結局はCエレの生存は、電源マットと高温マットの両者の力価の積分値の比較ということにかかっているが、それを巧くできないと他の同胞Cエレの生存を許し、その分自分の生存の可能性は遠のく。

報酬系という装置 ①

　この部分はおそらく本書（？？？）の最初に来るはずだが、目を惹く内容ではない。しかし重要である。

あなたはロボットを製作している。ごく簡単なものである。「Cエレ」という名前だが、その由来は定かではない。細長い体の部分はもう出来上っており、後は頭の部分だが、複雑な行動を行わせる予定はない。たとえば感情表現は無理だ。大体Cエレちゃんは、それを表現するような表情や声なども備えていない簡単なロボットである。でも製作者であるあなたは一つの使命を負っている。それはそのロボットが「生き残る」ための行動をするようなプログラムを与えることだ。要するにCエレの素材の耐用年数が来るまでは、壊れずに動き続けることだ。そのロボットの頭部に、あなたは一つのチップを埋め込むことになっている。そこにはある種のプログラムを書き込み、ロボットはその指令に従うのだ。ちなみにそのチップには「報酬系」と書かれているが、まあそれはどうでもいい。

さて生き残る、とは具体的にはどういうことか。それは唯一「食べる」ことである。要するに充電だ。そのために実験室のいくつかの場所にある充電用のマットに行く必要がある。そのマットには磁場が発生しており、マットの上に載るだけで、電磁誘導で内部に埋め込まれた電池が充電されるとしよう。しかし残念なことに、そのマット自体が電池式なので、電気の量が足りなかったりして、時にはいくつかを渡り歩かなくてはならない性質のものだ。また実験室のいくつかの場所には、異常に高温のマットがあり、それに接触するとロボットの部品が溶けてしまうので、そこは回避しなくてはならない。そしてより実際の自然環境に近づけるために、充電マットと高温マットは、時々場所を移動し、なかなかそれを予測できないとしよう。ロボットはセンサーでその位置をある程度把握できるが、常に位置を変える可能性のあるそれらを見張っている必要がある。うん、それっぽくなってきたぞ。そこでロボットが生き残るための条件は自然と決まったことになる。

１．  電源マットは電池切れにならないように、時々そこに帰っていかなくてはならない。

２．  高温マットに接触するのは出来るだけ避けなくてはならない。

これだけだろうか？　実はもう一つある。

３．  Cエレは常に動き回る。これはもうこのロボットの性質なのだ。常にクネクネ体を動かして進む。

もし実験室という限られた環境が与えられたならば、ごく簡単なプログラムだけでもCエレは生き残るだろう。

さてCエレを、上の１，２，３の状況は同じで、しかしできるだけ自然な環境に近づけるとしたらどうだろうか？電源マットはどこにあるか見えにくかったりする。高温マットは突然現れたりする。だから Cエレならば、電源マットまでたどり着けずに、道半ばで電池切れになって（つまり死んで）しまうことを避けるために、ある程度電池の残量が減れば、それだけ必死に電源マットを探すという条件を付けなくてはならない。また電池の残量が減って、電源マットに向かっている途中に、高温マットの姿が見えてきたとしたらどうだろう？進むべきか、中止すべきか。結構複雑だぞ。リスク（高温マット）とベネフィット（電源マット）ほぼ同じ場所にあるとしたらどうするのだろう？　エイヤッとサイコロを振らなくてはならないが、それをどうやって実行に移させるのだろう？

私がこれから考えようとしてるのは、結局はCエレは報酬系を持つしかないだろう、ということだが、果たしてそこまで行き着くのか、あるいは頓挫するのか。

愛 ⑧

セロトニン

これについてはあまり書いていないし、報酬系と少しずれるのだが、最近の議論として恋愛状態と強迫神経症が似ているじゃないか、という話があるらしい。そもそもセロトニンと副腎皮質ホルモンにはシーソーの関係がある。ということは副腎皮質ホルモンの高まる病気では、セロトニンが低くなり、それにはOCD（強迫神経症）,鬱、不安障害などが挙げられるという。要するにSSRI（抗鬱剤）が効く状態、と考えると分かりやすい。そして恋愛している時も、同様に相手のことばかりを考え、強迫的になっているから、両者は似ていると主張する学者がいるという。ただし両者は全然違うと私は思うのだが。でもそのように考えると、恋愛状態にある人にSSRIを飲んでもらうことには問題が生じるということになろうか。そしてこれとおそらく関係しているだろうが、SSRIを服用した人に最も多い不満が、「性欲が低下する」という訴えだということなのである。おそらく両者はかなり関係していると思われる。

余計な話。先日NHKの「ダーウィンが来た」を見ていて、またピンときた。クジャクグモというクモの話をしていたが、彼らは交尾の時、雄がダンスをして、メスが気に入ると交尾し、気に入らないと食べてしまう、という。オスはダンスをしながら徐々にメスに近付いていくが、最後はダンスをこわごわとする。なぜなら下手をすると食べられてしまうからだという。いつも逃げられるように及び腰でダンスをするのだ。私の想像だがおそらくここにもバソプレッシンが関係しているだろう。オスのダンスは、メスの報酬系をいたく刺激するが、オキ、ではなくてバソ、の方が出てしまうと、交尾ではなくて食べられてしまう。微妙なバランスなのだ。

ちなみにさっそくHelen Fisher のAnatomy of Love 増補版を取り寄せて読んでいるが（2016年の本、3000円した。投資である。） バソは結構侮れないということが書いてある。草原ネズミが射精した時に放出されるバソプレッシンは、彼をモノガミストにするという。童貞の草原ネズミの脳にバソを注射すると、実験室内の籠の中で早速テリトリーを作り出す。そしてお見合いさせたメスの草原ネズミには、一発で一目ぼれをして、それからつがいとなる。

　この話は例のお見合いの話に修正点を促す。男性の側に向けられた「加湿器」には、バソプレッシンを加える方がいい、というわけだ。

愛 ⑦

妄想が膨らんできたぞ。どうしても成立させたいお見合い。両家の親が仕組んで、見合いの席の空気清浄機に、オキシトシン「媚薬」をたっぷり仕込んでおく。それを3台くらい全開にするのだ。カップルは見合いの席で、何か霧が立ち込めているのを不思議に思いながら、お互いの趣味などをぎこちなく話す。実は親に言われて見合いの席に来ただけで、互いに相手の第一印象は全くよろしくなかったが、だんだん不思議と相手に惹かれていく。どうして客観的には自分の好みではない相手が魅力的に見えてくるのだろう。それにしてもこの部屋にはどうして霧が立ち込めているのか。相手の顔が見えないくらいになってきたぞ。それがかえってよかったりして。
さて後日、面倒なことが起きた。カップルはめでたく成立したが、お互いの親同士が相手の親を好きになり、両家が同時に離婚するという事態に発展した。というのが落ち。

  ところでこれ以降に書いてあることは少し複雑だが、D-2とD-1(ドーパミンの二種類の受容体のこと）の違いが結構大事だという。D-2はつがい形成を促進するが、D-1は逆だという。そして中等度のドーパミン刺激はつがい形成に役立つが、高度の刺激はむしろ逆効果だという。なぜなら通常D-2受容体の方が感度が高いからだ。すると中程度だとまずD-2の効果が上回るという。ところがいったんつがいが形成され、ドーパミン刺激が起こると、D-1の感度が高まるという現象が起き、それがつがい形成の後に訪れた異性を撃退するという行動を誘うという。つまり自然は徹底していて、つがい形成は、それ以外の誘いかけを撃退するという行動とペアになっているというわけだ。あとはもう少し必要になったら読もう（P117の左コラム。）とにかく論文では最後の方で、二つの点を強調している。

　恋愛と嗜癖が脳科学的に見ても非常に似た現象であること。D-2が依存を促進、D-1がむしろ抑制するというところまで似ているという。（D-1作用薬は、嗜癖に対する治療薬となりうる？？？）もう一つ、オキシトシンとドーパミンは手を取り合って作用している。両者は切っても切れない仲で、互いに片方がなければ十分に作用を発揮できないというのだ。

愛 ⑥

昨日の話の続きである。

 まず動物が交尾をする。すると二つのホルモン（オキ、バソ）が放出され、報酬系のドーパミン神経を刺激する。扁桃体の外側も刺激される。そして報酬系からはドーパミンが放出される。すると交尾の相手のイメージが脳に焼き付き、草原クンはその相手に恋をした状態になる。惚れ込みが起きたのだ。すると他の相手とは交尾をしなくなる。恐らくその相手との交尾でドーパミンが放出されたことが、扁桃体を介してその相手に感作された状態を作る。つまりその相手を見ると、ビビッと来て（おそらくハタネズミの場合は匂いか？）デートをしたくなる。その際おそらく例のメンタライゼーションも含めて機能停止し、相手のハタネズミが理想の恋人に見え、とても美しく感じ続けるのだ。

ちなみに米国で売られているオキシトシンは、「媚薬」扱いである。アマゾンで見てみよう。相手にシュッとかけるとこちらに恋をしてくれることになっている。（決して自分に吹きかけないように。特に恋をしてはいけない相手と一緒に居るときは。）

 　ちなみに、オキ、バソはつがい形成に役立つが、微妙な違いもあるという。オキは不安を和らげるが、バソはむしろ高め、嫌いなものを見分ける際に関与する。ここで特に大事なことが書いてある（P116 右コラム）。オキシトシンの不安解消は、それがオキシトシンを「信頼ホルモン trust hormone」と呼ばせるような性質を与えるという。つまり見ず知らずの相手に対して惹かれて話しかける、というわけだ。通常動物でも人間でも、雄雌どうしはなかなか打ち解けず、近づかないものだが、オキシトシンが介在することでぐっと両者が近づくという現象が起きるのである。

またバソプレッシンは嫌いなものを見分けることに関与する、と書いたが、英語では aversive learning と書いているのをこう訳しているわけだが、結局は嫌いな相手は「あんたなんかイヤ！」という反応を起こすと考える事が出来るだろうか。つまりつがいを選択するときは、惹かれるか、撃退するかのかなり明確な行動が必要となり、後者をバソが担当していると考えられないか？動物の行動を見ていると、メスのタコなどは（別に鳥でもトドでも同じだが）自分の前で恋の争いをするオス同士の勝敗が決まると、負けたオスには見向きもせず、ケンもホロロの扱いをする。そしてかったオスの方になびくのだ。関係ないか？

　次にドーパミンについて詳しく書いてある。これまで書いたことを一言で言えば、報酬系には、オキ、バソのリセプターがたくさんあるよ、ということだ。ここもハタネズミの恋バナばかりだなあ。要するにとにかく交尾で側坐核のD-2（ドーパミンのいくつかの種類の一つ）リセプターが刺激されることが大事。交尾をさせなくても D-2 作用薬で相手にほれ込んでしまうという。

愛 ⑤

オキシトシンとバソプレッシン、面倒くさいがこの論文には詳しく書いてあるので、この機会に整理しよう（P117,右コラム）。まずオキシトシンが担当するのは子宮収縮と射乳。赤ちゃんが生まれるとき、子宮や乳房の平滑筋をキュッと収縮させるから陣痛も起き、オッパイも出るというわけだ。これらの器官にはオキシトシンのリセプターが多いと考える事が出来るだろう。だから男性ではオキシトシンが出てもどこもキュッとするところがないわけだ。さてバソプレッシンはアミノ酸の配列が少しだけ違っているが、だいたいオキシトシンに近い構造を持つホルモン。これは血管の周りの平滑筋をキュッとするから血圧が上昇して維持される。こちらも重要だな。
もともとバソプレッシンとは、バソ（血管）をプレッスする（圧をかける）という意味だ。
両者の化学構造を比較してみよう。

　こうやって見るとリングの中の一つのタンパク、側鎖の一つのタンパクが入れ替わっているという違いがあることがわかる。だからホルモンの分子の大部分は共通していて、類似した作用を起こすことになる。発生的には同一のホルモンだったことは間違いない。そしてこれらの二つのホルモンのリセプターは脳の至る所に分布し、特に報酬系に豊富であるという。そのうち草原ハタネズミは特に側坐核と扁桃核外側。これを覚えておこう。それに比べて山岳ハタネズミは外側中隔野（ここも報酬系だ。ヒース先生が電極を埋めたところである）。この分布が彼らの行動の差に大きな違いを生む（P118,左コラム、中段）。
　そして山岳ネズミに、平原ネズミのバソプレッシンの受容体と同じ分布を表現させると（よくわからないが、遺伝子操作でそういう事が出来るのだろう）、要するに報酬系でたくさんのバソプレッシンの受容体を増やすと、山岳クンは、平原クンと同じように、一夫一婦的になるという。よし、人間でもやるか。やはり絶対人間でも同じことはあるだろう。研究の結果、芸能人の○○○は、山岳タイプのオキシトシン、バソプレッシンの受容体の分布をしているとか。自分の脳も見てみたいものだ。
　さてここもとても分かりにくいところだが、報酬系がオキシトシンにより刺激されると、ドーパミンが放出される。それは当然だ。そしてそのドーパミンがブロックされると、これらのホルモンの効果が見られなくなる。二つのホルモンはドーパミン依存だという。つまり両者はドーパミンを放出するということで役割を完結させるということだ。どういうことだろう？ここは専門家も絶対わかっていないところなので、あえて想像する。以後、次回。