あなたが立ち止まらずに考えていた人体についての 5 つの好奇心

人間の体は単純に驚異的です。毎日それと一緒に（その中で）生きていることが、私たちが常にそれを忘れてしまう主な理由かもしれません。しかし、たとえそれがどれほど素晴らしいものであるかを私たちが知っていたとしても、それがどのように機能するかについての興味深い事実を常に見逃しているでしょう。今日は、皆さんが毎日どのような種類の機械を操作しているのかをよりよく理解できるように、この情報の一部を説明します。

体内では毎分 3 億個の細胞が死滅します

この数字自体が、なぜ私たちの体が時々生まれ変わるのが不思議ではないのかをよく説明しています。ただし、何か落とし穴があります。そして私たちは3億個の好中球について話しています。これらの細胞は私たちの体の防御システムの一部であり、外来因子を貪食する機能を持っています。つまり、彼らは私たちの体内の死骸、細菌、その他の潜在的に有害なものを「食い荒らす」のです。これらすべてにもかかわらず、彼らは最終的にいとも簡単に死んでしまいます。その期間は数時間から数日までさまざまです。

あなたは時々、ほぼ完全に新しい体を手に入れます

この声明は、時間の経過とともに一連の重要な通説を生み出しました。 2005 年にニューヨーク タイムズ紙が、私たちの体は 7 年ごとに再生するという記事を掲載して以来、それに関するデマは増大するばかりです。しかし、すべての「伝説」と同様に、非常に現実的な部分があります。細胞の再生についてはまだほとんどわかっていませんが、実際には、たとえば 50 歳の人は 10 歳のときと「同じ体」ではありません。ニューロンを含む私たちの体全体が新しい細胞に置き換わります。少なくともそれはすべての科学的証拠が示していることです。どのくらいのペースで？各組織は細胞を更新する速度がまったく異なるため、確かなことはわかりません。しかし、実際には、血液 (厳密には組織) から脳のニューロンに至るまで、細胞を含むすべての組織は、ある時点で新しいものに置き換わります。私たちが保存する唯一のものは、骨（変化しないわけではありませんが）、目の水晶体、そして女性の場合は卵子を生み出す卵母細胞です。骨の場合、骨は生涯を通じて変化しますが、骨細胞によって沈殿した骨物質は変化しません。したがって、ニューヨーク・タイムズの記事にあるように、あなたの体はあなたより若いと事実上言えます。

腎臓は 1 時間以内にすべての血液をろ過します。

1日当たりの血液量は180～190リットル。それは腎臓が濾過するものです（腎臓が適切に機能している場合）。つまり、1 時間で血液のほぼすべてと 4 分の 1 が濾過されたことになります。私たちが頻繁に排尿する必要があるのはおかしなことではありません。腎臓系は「フィードバック」システムによって細かく制御されています。たとえば、体の水分補給に応じて、膀胱の充満が早くなります。多かれ少なかれ濃縮された尿も生成されます。タンパク質の残り、肝臓の副産物、筋肉からのクレアチニンなど、あらゆる種類の老廃物がその中に蓄積します。水は腎臓で再吸収されるか、この必要に応じて排泄されます。腎臓は、あたかもコレクターであるかのように、ろ過された液体を膀胱に運び、尿が保管されるまで収集します。もちろん、排尿に必要な時間を決めるのは濾過速度だけではありません。むしろ、大まかに言えば、それは私たちが飲んだ水の量と膀胱の大きさに依存します。膀胱には最大 2 リットルの尿が溜まる可能性がありますが、通常は 300 ml を超えると排尿の必要性が現れ始めます。

体内には人間の細胞よりも多くの細菌が存在します

微生物叢という言葉を覚えていますか？この用語には、あなたの体内や体に生息する信じられないほどの微生物のコミュニティが含まれます。あらゆる開口部 (文字通りすべての開口部)、消化器系、皮膚に群がる 1,000 億もの微生物が、それ以上でも以下でもありません。また、他の機会にもお伝えしたように、それらは私たちの生活に欠かせないものです。その機能の中には、特定の物質（ビタミン K など）の生成を助けたり、Ph を調節したり、さらには感染症から私たちを守ったりすることもあります。人間の体には 37 兆 2,000 億個の細胞しかないと推定されることを考えると、この数字は驚くべきものです。しかし、それではなぜバクテリアよりも多くの体が「存在する」のでしょうか？答えは非常に簡単で、ご想像のとおり、細菌は動物細胞よりも無限に小さいのです。桁違いに小さい。それらの中には、（細胞を殺すまで）単一の人間の細胞の中に数百、数千匹も生き続けるものもあります。したがって、数字がすべてではありません。

あなたの脳はスーパーコンピューターよりも多くの「容量」を持っています

この事実にも落とし穴があります。話を続ける前に、人間の脳の認知能力や操作能力をコンピューターのそれと比較するのは、誤りではないにしても、いくぶん難しいということを心に留めておく必要があります。コンピューターのパフォーマンスを測定する方法の 1 つは、コンピューターが実行できる 1 秒あたりの浮動小数点演算、つまり FLOPS として知られる演算によって行われます。それでも、比較したいものによっては、これがパフォーマンスを測定する最良の方法であるかどうかを議論する人もいます。似たような、しかしもっと複雑なことが脳でも起こります。脳のパフォーマンスや能力を 1 秒あたりの処理数に換算することはできません。転送速度やコンピューティングで一般的に使用されるその他の方法でも同様です。しかし、想像力の練習をしてみましょう。脳には約 1,000 億個のニューロンが含まれています。

それは約 100 兆個の神経接続になります。可能性のある浮動小数点演算として接続のみに依存し、それを大幅に単純化し、脳の応答時間が 1 ms (つまり 1 秒あたり 1000 回) であることを考慮すると、大まかに次のように計算できます。約1000ペタフロップスのパフォーマンスを発揮します。 Sunway TaihuLight は、おそらくこれまで世界で最も強力なスーパーコンピューターであり、10,649,600 個のコアを備えた 93 ペタフロップスという無視できない性能を備えています。これ自体はとんでもないことですが、人間の脳の可能なすべての接続を数桁下回っています。もちろん、これには何の意味もありません。観察されているように、私たちの脳は「生きた機械」であり、非常に大きなデータの流れを微妙かつ適応的な方法で分析することができます。しかし、幸いなことに、彼はすべての人脈を 1 つのタスクに集中させることはできません。もしそうなら、それはその素晴らしい特性を失い、単なる「普通の」マシンになってしまうでしょう。