Gravity and the human body - Jay Buckey

重力と人体 ― ジェイ・バッキー

446,398 views ・ 2013-08-26

TED-Ed


下の英語字幕をダブルクリックすると動画を再生できます。

翻訳: Teruhiko Kasai 校正: Tomoyuki Suzuki
00:07
Some of the issues that are important
0
7003
1539
人間が宇宙空間で
00:08
if you want to have people in space
1
8542
1934
長期間 過ごすには
00:10
for long periods of time.
2
10476
1550
重要な問題があります
00:12
One is that people will tend to lose
3
12026
2048
第一に人間は
00:14
bone and muscle mass.
4
14074
1492
骨や筋肉を失いがちです
00:15
We know this.
5
15566
965
知っての通り
00:16
If you have to put a cast on your leg,
6
16531
1947
足にギプスをつけて
00:18
and you take the cast off after a few weeks,
7
18478
2007
数週間後に外すと
00:20
you'll see that your muscles have shrunk in size.
8
20485
3122
筋肉の大きさが縮みますね
00:23
And if you measured the bone strength,
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23607
2304
そして骨の強さを測ると
00:25
you'd also see that might have gone down a little bit, too.
10
25911
2903
少し弱っているとわかります
00:28
And so, it's very interesting that our body has that ability
11
28814
3279
興味深いことに 我々の体は
00:32
to adapt to the loads that are put on it,
12
32093
2311
負荷への適応力があるため
00:34
so that bones and muscles aren't static,
13
34404
2062
骨や筋肉は不変ではなく
00:36
they're always changing.
14
36466
1470
常に変化します
00:37
While we think of bone as being a solid thing
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37936
2277
骨は固いので あまり変化しないと
00:40
that doesn't change very much,
16
40213
1671
思いがちですが
00:41
it changes too.
17
41884
1479
骨も変化しているのです
00:43
And it turns out that in weightlessness,
18
43363
2252
また 無重力では 骨量が減少することが
00:45
you lose bone.
19
45615
1369
分かっています
00:46
And then you also cause the muscles
20
46984
2190
そして重力に対抗する
00:49
that work against gravity,
21
49174
2319
筋肉である
00:51
what are called the postural muscles,
22
51493
1716
姿勢筋が
00:53
they'll start to shrink and lose strength.
23
53209
3080
縮み始め 力を失います
00:56
There are other things in the cardiovascular system,
24
56289
1897
心臓血管系にも
00:58
the heart and blood vessels.
25
58186
1600
影響があります
00:59
And if you think about it,
26
59786
1343
考えてみてください
01:01
standing up in gravity
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61129
2487
重力がある状態で 立っていると
01:03
means you have to work against gravity
28
63616
2170
重力に逆らって
01:05
in order to keep blood pumping to your head.
29
65786
2369
血液を頭に送り続ける 必要があります
01:08
So, if you couldn't keep blood pumping in the head,
30
68155
3027
頭に血を送り続けられなければ
01:11
you'd pass out every time you stood up
31
71182
2361
立つたびに気を失うでしょう
01:13
because when you're lying down,
32
73543
1735
寝ていれば
01:15
you don't have to push against gravity.
33
75278
1868
重力に逆らう必要はありません
01:17
But when you stand up,
34
77146
1210
でも立っていれば
01:18
you got to work against gravity
35
78356
1380
重力に逆らって
01:19
to keep blood flowing to your head.
36
79736
1668
頭に血を送り続けなければなりません
01:21
And your heart and blood vessels
37
81404
1165
心臓と血管は
01:22
have a really nicely worked-out system
38
82569
1970
本当に良くできたシステムで
01:24
to make that happen every time.
39
84539
2677
常にこれを行います
01:28
But that system can also change in weightlessness.
40
88724
3512
しかしこのシステムも 無重力では変化します
01:32
And then the other area that changes
41
92236
1973
他に変化するものは
01:34
is the system that has to do with balance.
42
94209
2277
平衡感覚に関する機能です
01:36
Again, maintaining your balance
43
96486
2006
平衡感覚を保つということは
01:38
is something that you're doing against gravity, right?
44
98492
2891
重力に逆らうことですね?
01:41
If you didn't have gravity present,
45
101383
2076
重力が無ければ
01:43
you wouldn't have to worry about falling.
46
103459
2495
転ぶ心配はありませんが
01:45
But you obviously do have to worry about falling,
47
105954
2281
普段は当然 気をつけなければなりません
01:48
and we have a very highly developed sense of balance
48
108235
2667
だから我々には高度に発達した 平衡感覚があって
01:50
to keep us upright
49
110902
1566
真っすぐ立つことができ
01:52
and to prevent us from falling.
50
112468
1372
倒れることもないのです
01:53
And when you see what skaters do,
51
113840
2047
スケーターを見ると
01:55
you realize just how exquisite a system it is.
52
115887
3374
このシステムの 素晴らしさがわかります
01:59
But when you go into weightlessness,
53
119261
1501
でも無重力では
02:00
your balance system changes.
54
120762
1830
平衡機能が変化します
02:02
You don't really notice it
55
122592
1397
無重力の中では
02:03
while you are in weightlessness,
56
123989
1029
気づきませんが
02:05
but when you come back,
57
125018
1923
地上に戻った時に
02:06
you do notice it,
58
126941
1076
気づきます
02:08
that your balance has changed
59
128017
924
02:08
and you have a little bit of trouble
60
128941
1417
平衡機能が変化し バランスを保つのに
02:10
maintaining your balance.
61
130358
1462
幾分 苦労します
02:11
And what it shows is that while you're in space,
62
131820
3082
宇宙にいる間
02:14
your brain is trying to allow you
63
134902
2726
脳は無重力でも体が 上手く動かせるように
02:17
to function in weightlessness.
64
137628
2030
調整しようとします
02:19
And so, it re-adapts you to be weightless,
65
139658
2494
無重力に再適応させるのです
02:22
which you don't notice until you come back
66
142152
2065
このことは戻るまで気づきません
02:24
and find out that you're now back on Earth
67
144217
2525
地球に戻った時に
02:26
with a balance system that's been adapted to space.
68
146742
3056
平衡機能が宇宙に適応した状態で 帰ってきたのだと気づきます
02:29
You know, all life developed here on Earth
69
149798
3646
ほら 地球上のすべての生命は
02:33
with gravity being present,
70
153444
1987
重力下で発達したのでしたね
02:35
so life evolved under the influence of gravity,
71
155431
3791
つまり 生命の進化は 重力の影響を受け
02:39
and then we grow up with gravity being present,
72
159222
2730
私たちも重力下で成長します
02:41
so we learn how to walk
73
161952
1873
だから歩き方も
02:43
and catch a ball
74
163825
1027
ボールを捕り方も
02:44
and ice skate
75
164852
1590
アイススケートの仕方も
02:46
or whatever,
76
166442
676
何であれ
02:47
all with gravity being present.
77
167118
2386
すべては重力下で 身につけています
02:49
And what if you were to grow up without gravity?
78
169504
4282
では もし無重力環境で成長したら どうなるでしょう?
02:53
What about the systems that depend on gravity,
79
173786
3248
重力に依存するシステム
02:57
like your muscles
80
177034
1799
例えば筋肉や
02:58
or your balance system
81
178833
1972
平衡機能や
03:00
or the heart and blood vessels?
82
180805
2770
心臓や血管はどうなるでしょう?
03:03
Would they develop normally,
83
183575
1752
正常に発達するでしょうか?
03:05
or would they be different in some way?
84
185327
2602
それとも何か違いが出るでしょうか?
03:07
One reason why you might think
85
187929
1032
違ってくると考える
03:08
that it would go down a different pathway
86
188961
2623
理由の一つは
03:11
is from an experiment
87
191584
1336
ある実験に基きます
03:12
that was done some time ago
88
192920
1694
かなり前に
03:14
by two neuroscientists
89
194614
1979
2人の神経科学者
03:16
called Hubel and Wiesel.
90
196593
1769
ヒューベルとウィーセルが 行ったものです
03:18
And what they did is they had a kitten,
91
198362
3310
彼らは1匹の子猫の
03:21
and they put a patch over the eye of the kitten.
92
201672
2874
片目を遮蔽しました
03:24
And then the kitten grew up to be a cat,
93
204546
2652
子猫は成長し
03:27
and they removed the patch.
94
207198
2483
遮蔽を外しました
03:29
And so, the question is,
95
209681
2281
そこで問題は
03:31
can the cat see out of that eye?
96
211962
2954
猫は遮蔽されていた目で 見ることができるか?です
03:34
Now, there's nothing wrong with the eye, right?
97
214916
2320
遮蔽された目は 特に問題はありません
03:37
But it just hasn't seen anything,
98
217236
1976
ただ 何も見て来なかったので
03:39
there hasn't been any light coming in.
99
219212
2439
光が入ったことがないだけです
03:41
And the answer is that the cat can't see out of that eye
100
221651
3861
猫はその目で見ることができない これが答えです
03:45
because what happens is that the brain
101
225512
3014
何が起こっているかというと
03:48
goes down a different pathway when it develops
102
228526
2940
脳の発達は異なる経路をたどり
03:51
and the connections that would ordinarily develop
103
231466
2523
通常なら発達すべき その眼との連結が
03:53
to that eye don't develop.
104
233989
2375
発達しなかったのです
03:56
And that can't be undone,
105
236364
2203
これは取り返しできない
03:58
that's a permanent change.
106
238567
1816
恒久的な変化です
04:00
So, the brain of that cat
107
240383
1630
その猫の脳は
04:02
is fundamentally different from the brain of a cat
108
242013
3297
眼で見て成長した 普通の猫の脳とは
04:05
that grew up seeing out of that eye.
109
245310
2573
根本的に異なります
04:07
That cat grew up with a different brain, in essence.
110
247883
3088
要するに その猫は違う脳で 成長したのです
04:10
So, then you wonder,
111
250971
869
ここで疑問が生じます
04:11
well, what about gravity?
112
251840
1776
では 重力の場合はどうでしょう?
04:13
What if you don't have the forces
113
253616
1828
重力が無ければ
04:15
that gravity produces?
114
255444
1898
どうなるでしょう?
04:17
Is your balance organ going to develop
115
257342
2387
平衡器官は
04:19
in the same way,
116
259729
1570
普通に発達するでしょうか?
04:21
or will it be different?
117
261299
1569
それとも違いが出るでしょうか?
04:22
If somebody grew up in space,
118
262868
1674
もし宇宙で成長し
04:24
could they come back to Earth and function,
119
264542
2911
地球に戻ったら 正常に機能するでしょうか?
04:27
or would they really be a different person?
120
267453
3243
それとも全く違う人間に なってしまうのでしょうか?
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