脳とは？構造・機能・役割を図解でわかりやすく解説

脳の構造・機能・役割を図解で初心者にもわかりやすく解説。言語・思考との関係や保護機構まで図入りで丁寧に紹介。

著者: Leandro Alegsa

15-01-2026 21:42

脳は、動物に物事を理解させるための体の一部です。感覚器官から情報を受け取り、その情報に応じて行動を変えます。人間の場合、脳は言語の使用を制御し、抽象的な思考をすることができます。脳は全身の主要な制御中枢であり、呼吸や心拍、体温調節などの無意識的な生命維持もつかさどります。脳は特別な種類の細胞でできており、これらの細胞はお互いに複雑な回路を作って情報を伝えます。脳の細胞は体の他の部分の神経とつながっており、外界からの信号を受け取って筋肉や臓器に指令を出します。私たち、そしてすべての脊椎動物の脳は、頭蓋骨という骨で守られていますが、それだけでなく髄膜や脳脊髄液、血液脳関門などが加わり多重の防御機構を形成しています。

脳の主な構造

大脳（大脳皮質）：思考、学習、記憶、言語、感覚の統合、随意運動の計画・実行を担います。表面はひだ（回）で覆われ、情報処理の中心です。
大脳辺縁系：感情や記憶（海馬、扁桃体など）に深く関わります。
小脳：運動の調整や姿勢・平衡の維持に重要です。
脳幹（延髄・橋・中脳）：心拍・呼吸・消化などの自律機能や、脳と脊髄の情報の中継を行います。
神経細胞（ニューロン）とグリア細胞：ニューロンは電気信号と化学信号で情報を伝達し、グリアは支持、栄養供給、不要物の除去などでニューロンを助けます。

脳の機能と役割

感覚の処理：目・耳・皮膚などの感覚器から来た情報を受け取り、意味づけをします（感覚器官から）。
運動の制御：運動の計画と実行、筋肉への指令により行動を変えます（行動を）。
言語と抽象的思考：言葉の理解と産出、論理や問題解決、創造的な思考を司ります（言語の、思考を）。
記憶と学習：短期記憶と長期記憶の形成・検索、経験に基づく学習を行います。
感情や動機付け：報酬や恐怖といった感情的反応を生成し、行動の動機づけを行います。
体内環境の維持：自律神経やホルモン調節を通じて、体温や血糖など恒常性を保ちます。
神経回路の可塑性：経験や学習に応じてシナプス結合が変わり、機能が適応・再構築されます。

保護・血流・エネルギー

脳は非常にエネルギー消費が高く、休んでいる状態でも全身の酸素とグルコースの多くを消費します。そのため十分な血流が不可欠で、血流障害は短時間でも重大な機能障害（脳卒中）を引き起こします。さらに、脳は三層の髄膜、脳脊髄液による浮力、骨格としての頭蓋骨で物理的に保護されています（原文のとおり：脊椎動物の脳は、頭蓋骨という骨で守られています）。

脳と末梢神経の連携

脳のニューロンは脊髄や末梢神経を通じて身体各部と情報のやり取りを行います。運動や感覚の指令は脳内ネットワークで処理され、必要に応じて体の各器官に送られます（例：感覚受容→脳での解釈→運動指令という流れ）。この接続の仕組みがあるため、脳の状態は全身の機能に直結します（神経とつながって）。

発達・老化・疾患

脳は胎児期から思春期にかけて急速に発達し、加齢とともに一部の機能が変化します。一般的な脳の病気には脳卒中、認知症（アルツハイマー病など）、パーキンソン病、てんかんなどがあり、これらは構造や神経回路の障害として現れます。予防や回復には生活習慣の改善、早期診断、リハビリテーションが重要です。

まとめると、脳は感覚情報を受け取り、分析して行動を制御する非常に複雑で高度な器官です。構造的・機能的な多様性により、知覚、運動、言語、思考、感情、内臓の調節まで幅広い役割を果たしています。

機能

脳は、体のために考えたり、学んだり、感じたりすることをします。人間にとっては、意識の源です。脳はまた、呼吸、消化、心拍など、自動的に起こる基本的な自律神経系の身体活動を制御しています。これらの活動や他の多くの活動は、脳と神経系の無意識の機能によって支配されているのです。私たちの感覚によって集められた世界に関するすべての情報は、神経を通って脳に送られ、私たちはものを見たり、聞いたり、匂いをかいだり、味わったり、感じたりすることができます。脳はこれらの情報を処理し、私たちは絵や音などとして体験します。また、脳は神経を使って、筋肉を動かしたり、心臓の鼓動を早くしたりと、体に指示を出しています。

これは一般的に正しいが、脊髄によって直接引き起こされる活動もある。例えば、反射作用は脳を介さない。下等動物では、かなりのことが脳を介さずに行われている。

すべての脊椎動物は脳を持っており、時間の経過とともに脳はより複雑に進化してきた。しかし、海綿動物のように脳のようなものを持たない単純な動物もいる。無脊椎動物の節足動物は、各節に神経節があり、前部の消化管の周りには神経組織の輪がある。これは、前方からの感覚データを体の動きに反映させる働きをする。

部品

哺乳類の脳は、大脳、小脳、脳幹の3つの部分から構成されている。大脳の表面は大脳皮質で、すべての脊椎動物が持っている。哺乳類はさらに大脳新皮質という層を持っている。これが、哺乳類、特に人間に特徴的な行動の鍵を握っている。

大脳皮質

大脳皮質には、感覚野、運動野、連合野があります。感覚野は、感覚からの情報を受け取り、処理する領域である。運動野は、随意運動、特に手で行う細かい動きを制御します。運動野の右半分は体の左側を制御し、逆もまた同様である。連合野は、世界に対する意味のある経験を生み出し、抽象的思考と言語をサポートします。これにより、私たちは効果的に交流することができます。ほとんどの結合は皮質下の領域からではなく、皮質のある領域から別の領域への結合であり、その数値は99%にもなる。

小脳

小脳は、筋肉が協調して働くように調整します。また、位置とバランスを維持する中心でもあり、簡単な運動技能を支援する動作の重要な部分です。

脳幹

脳幹は脳の後方（人間の場合は実際には脳の下）にあります。脳幹は、脳の残りの部分と脊髄をつないでいます。例えば、脳幹は、呼吸、心拍、くしゃみ、まばたき、飲み込みなどをコントロールしています。体温や空腹感も、脳幹の一部でコントロールされています。

サイズ

人間の脳の体積は（全身の大きさに対して）、他の多くの動物に比べて非常に大きい。また、人間の脳は、その大きさの割に表面（皮質といいます）が非常に大きく、これは、皮質が非常にしわくちゃだからできることなのです。人間の大脳皮質を平らにすると、1平方メートル近い面積になるのだそうです。他の動物でも、イルカやゾウのように脳が非常にしわしわになっているものがいます。ここで経験則ですが、動物が大きくなればなるほど、その脳は大きくなります。^p15それを差し引いても、人間の脳、特に大脳新皮質は非常に大きい。この数百万年の進化の間に、脳の大きさが4倍になったことが分かっています。^p79なぜこのようなことが起こったのかについては、いくつかの説がありますが、誰もはっきりしたことはわかりません。多くの説は、複雑な社会活動や言語の進化によって、脳が大きくなることが有利に働くだろうと考えている。なお、^p80アインシュタインの脳の重さはわずか1,230グラムで、成人男性の平均的な脳（約1,400グラム）より軽いのだそうだ。脳の詳細な構成は明らかに重要だが、現在のところ、その方法は解明されていない。

グリア細胞

人間の脳は、体重の約2％を占めますが、エネルギーの約20％を消費しています。脳には、約500億〜1000億個の神経細胞（ニューロン）と、ほぼ同数のグリアと呼ばれる支持細胞が存在します。神経細胞の仕事は、体の他の部分との間で情報を受け渡しすることであり、グリアは神経細胞に栄養を供給し、血流を誘導することで、神経細胞が仕事をできるようにしています。それぞれの神経細胞は、シナプスと呼ばれる結合によって、1万個もの他の神経細胞と接触しています。

質問と回答

Q:脳とは何ですか?

A:脳は動物や人間に思考をさせ、体の他の部分に指示を出すなど体の機能を実行させる体の部分です。感覚器から情報を受け取り、その情報に応じて行動を変化させます。人間の場合、脳は言語の使用を制御し、抽象的な思考をすることができます。

Q:脳は何をコントロールしているのですか?

A:脳は全身の主要な制御中枢です。運動、会話、感情、記憶、思考などの身体機能を制御しています。

Q:脳はどのように構成されているのですか?

A:脳は、神経と呼ばれる特殊な細胞で構成されており、互いに、また体内の他の神経とつながっています。

Q:脳はどのように守られているのですか?

A:すべての動物で、脳は何らかの方法で保護されています。私たちやすべての脊椎動物の場合、脳は頭蓋骨で守られています。例えばキツツキは、舌で脳を包むように守っています。

Q:人間ではどうなっているのですか?

A:人間の場合、特に言語の使用を制御し、抽象的な思考プロセスを可能にします。

Q:他の場所からの入力も受けるのですか?

A:はい。感覚器官から入力を受け、異なる刺激や状況に対応する際の行動に役立てます。

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