『腸と脳』 - エムラン・メイヤー 1

目次 1. 腸の基本構造と機能 2. 腸の三大自慢：第二の脳としての機能 3. マイクロバイオームの重要性 4. マイクロバイオーム研究の歴史的展開 5. メイヤーの主要な主張 6. サリエンシー（顕著性）について 7. サリエンシーとマイクロバイオームの統合的理解 8. まとめ 2

想定読者 医学・生物学に関心のある一般読者 ▶ 脳と腸の関係について深く知りたい人 ▶ 最新の微生物学研究に興味がある人 ▶ 心身の健康について新しい視点を求めている人 ▶ サリエンシー（顕著性）の概念に関心のある認知科学者や心理学者 ▶ 3

用語まとめ マイクロバイオーム：多様な微生物たちが集まった体内コミュニティとその遺伝子の総体 ▶ 腸管神経系（ENS） ：腸に存在する独自の神経系 ▶ サイトカイン：免疫系で働く生理活性タンパク質 ▶ セロトニン：神経伝達物質の一種、気分や睡眠などを調整 ▶ サリエンシー：注意を引く顕著な特徴、目立つこと ▶ ソマティック・マーカー：身体状態の変化が意思決定に影響を与えるという仮説 ▶ 島皮質：大脳皮質の一部で、内臓感覚などの処理に関与 ▶ 再表象：メイヤーが提唱した、脳による情報の再編集プロセス ▶ 4

エムラン・メイヤー (Emeran Mayer) 生年月日: 1950年7月26日(ドイツ・トラウンシュタイン) ▶ 専門: 消化器病学、神経科学 ▶ 所属: UCLA デイビッド・ゲフィン医学部 教授 ▶ 主な業績: ▶ 脳腸相互作用の医学研究のパイオニア - 370以上の科学論文を発表（h-index 115） - 3冊の科学書を共同編集 - 受賞歴: ▶ 2016年 アメリカ心身医学会デイビッド・マクリーン賞 - 2017年 ドイツ消化器・代謝疾患学会イスマール・ボア ス・メダル - 著書: 『腸と脳』 （原題：The Mind-Gut Connection）など多数 ▶ 5

『腸と脳』の問い 腸と脳はどのようにつながっているのか？ ▶ この腸脳連関が我々の健康にどう影響するのか？ - 腸内環境は私たちの思考や行動にどう作用するのか？ - 6

腸の基本構造と機能 全長約9メートルの消化管、 「内なる外」を象徴するパイプ状構造 ▶ 口から食道、胃、腸（大腸・小腸・直腸）を経て排泄器官に至る ▶ 主な役割： ▶ i. 栄養吸収：唾液や胃の消化液による炭水化物とタンパク質の分解 - ii. 水分吸収：腸での水分吸収と脂肪分解 - iii. 栄養素の取り込み：腸の内側にある絨毛の無数のヒダから体内に吸収 - 外界の危険物やウイルス、細菌を察知し克服する重要な防御機能 ▶ 7

腸の三大自慢：第二の脳としての機能 1. 腸管神経系（ENS） 5000万から1億体のニューロンが存在、独自の神経系を形成 - 脳と密接に連絡を取り合いつつ、独自の反射弓による自律的制御も可能 - 腸管の運動・分泌血流活動を司る - グリア細胞も存在し、中枢神経系を介さない指令や制御が可能 - 8

腸の三大自慢：第二の脳としての機能 2. 最大の免疫器官 100兆を超える腸内細菌（マイクロバイオータ）が活性 - 腸壁の免疫細胞がサイトカインを生成して危険な細菌を排除 - サイトカインの種類：インターフェロン、インターロイキン、リンホカイン、ケモカイン - 「自己」と「非自己」の分別が行われる最前線 - 9

腸の三大自慢：第二の脳としての機能 3. 内分泌器官としての機能 無数の内分泌細胞が20種類ほどのホルモンを血流に放出 - セロトニンの95%を貯蔵 - セロトニンは睡眠・食欲・痛覚感受性・気分などの体内情動シグナルを制御 - 腸壁の腸クロム親和性細胞を介して活性化 - 腸は「気分」のセンターとしても機能 - 10

マイクロバイオームの重要性 定義：多様な微生物たちが集まった体内コミュニティとその遺伝子の総体 ▶ 構成：細菌、真菌、古細菌、バクテリオファージ、ウイルスなど1000種、100兆個 ▶ 分布：皮膚、口腔・鼻腔・肺胞、消化器系、泌尿器系など外界につながる器官の粘膜に高密度に存在 ▶ 11

マイクロバイオームの重要性 腸内フローラの構成 ▶ 有用菌（善玉菌） ：ビフィズス菌、乳酸菌、酪酸菌系 - 有害菌（悪玉菌） ：ウェルシュ菌、大腸菌、黄色ブドウ球菌 - 日和見菌：状況に応じて善玉にも悪玉にもなる適応型細菌 - 機能：腸-脳関係を取り結ぶ重要な介在システム ▶ コミュニケーション： 「微生物語」 （microbe-speak）という双方向型の生態系コミュニケーションの担い手 ▶ 12

マイクロバイオーム研究の歴史 1980年代：アメリカ国立保険研究所のジェシー・ロスとデレク・ルロイスによる先駆的研究 ▶ 1982年：ロスとルロイスによる「内分泌系や脳がコミュニケーションに用いているシグナル分子は、おそらく微生物に 由来する」という論文発表 ▶ 1991年：メイヤーとビエール・バルディによる「消化管ペプチドは、はたして普遍生物学言語の言葉なのか」という論文 発表 ▶ 人間の胃腸における微生物の役割をシミュレーション - 微生物のはたらきを言語力に見立てる大胆な仮説提示 - 13

メイヤーの主要な主張 マイクロバイオームは腸-脳関係の重要な介在システム ▶ 腸内マイクロバイオームが脳に発信している特微に用意周到なサリエントなしくみが作用 ▶ 脳はフォトショップを使うアーティストのごとく感情、認知、注意を編集 ▶ 内臓感覚が「自己の感覚」と結びつく身体全体の状態を表現 ▶ 腸-脳軸における双方向のコミュニケーションが心身の健康に重要な役割を果たす ▶ 14

サリエンシー（顕著性） 15

サリエンシー（顕著性）とは 定義：注意を引く顕著な特徴、目立つこと ▶ 関連する概念 ▶ 視覚探索理論での「ポップアウト」 - 知覚環境学の「アフォーダンス」 - 16

サリエンシー（顕著性）について サリエンシーと腸-脳軸の関係 ▶ 腸内マイクロバイオームが脳にサリエントな信号を送っている可能性 - 従来の見方：知覚刺激が脳の判断を特殊化 - 新たな仮説：腸からの信号が脳でサリエント化される - 17

サリエンシー（顕著性）について サリエンシーに関する主要な仮説 ▶ アントニオ・ダマシオのソマティック・マーカー仮説 - バド・グレイグのサリエンシー仮説 - 島皮質（insular cortex）が腸からの信号を処理 - 島皮質はソマティック・マーカーを回収する部署 - マイクロバイオーム仮説 - メイヤーによる「脳腸相関システム」の総合的見方 - 18

サリエンス・スレッシュホールドの概念 スレッシュホールド:閾値 ▶ 脳と体の関係経路に存在する仮想的なインターフェース ▶ 機能： ▶ 注意のカーソルがスレッシュホールドを破ると警告信号が発動 - 脳が強調編集を行う - メイヤーの「再表象」 （re-presentation）概念との関連 ▶ 19

「再表象」 （re-presentation） 定義:脳が内臓からの信号を処理し、再解釈する過程 ▶ プロセス:- 内臓からの信号 → 脳による編集 → 意識的な知覚 ▶ 機能: ▶ 内臓感覚を意識可能な形に変換 - 感情や行動の動機付けを生成 - 例: ▶ 腸の不快感 → 不安や焦りの感情として再表象 - 空腹感 → 食欲として再表象 - 特徴: ▶ 単なる信号の伝達ではなく、脳による能動的な編集作業 - 過去の経験や記憶を活用して信号を解釈 - 20

内臓感覚とサリエンシーの関係 内臓感覚が情報をサリエントにさせる ▶ 脳による編集プロセス： ▶ 感情、認知、注意というツールを使用 - 過去の経験を蓄積する記憶データベースを活用 - イメージの質や解像度を高める - 結果： ▶ 脳の注意ネットワークが強く関与 - 意識的な気づきと行動の動機付けが生じる - 21

サリエンシーとマイクロバイオームの統合的理解 マイクロバイオームによる「脳腸相関システム」がサリエンシーを生み出す ▶ 内臓感覚による編集的なレスポンスの重要性 ▶ バイオフィードバックとしてのサリエンシーの役割 ▶ 22

まとめ 23

まとめ 1. 腸は「第二の脳」として重要な機能を持つ 2. マイクロバイオームは腸-脳軸の重要な介在システム 3. サリエンシーは腸-脳コミュニケーションの重要な要素 4. 内臓感覚とサリエンシーの関係は新たな研究分野を開拓 5. 腸内環境の健康が心身の健康に直結する可能性 6. 今後の研究でさらなる解明が期待される分野 24