人のからだと脳

01 · 胸の動きから、呼吸を考える

いつもの息は、何が動かしている？

本を読んでいるときも、絵を描いているときも、胸やおなかは小さく動いています。息をする、紙の手触りに気づく、さっきの話を思い出す。何気ない一日の中で、からだと脳は、いくつもの働きをつないでいます。まずは、ふだんの呼吸を入口にしてみましょう。

肺（はい）は、胸の中に左右一つずつある、やわらかい体の部分です。広がった後、もとの大きさへ戻ろうとする弾力があります。空気の道は、鼻や口から気管（きかん）へ、枝分かれする気管支（きかんし）へと続きます。肺が自分の筋肉でふくらむのではなく、周りの筋肉が胸を広げることで、肺も広がります。

肺の下には、胸とおなかを隔てる横隔膜（おうかくまく）という筋肉があります。息を吸うとき、横隔膜は縮み、丸い屋根のような形から、平らに近い形になって下がります。あばら骨の間の筋肉も働き、胸の中の空間が広がります。すると、胸の壁に沿って肺も広がります。

空気が同じ広さの面を押す強さを「圧力（あつりょく）」といいます。肺が広がると、肺の中の空気の圧力が、体の外の空気より少し低くなります。この差によって、鼻や口から肺へ空気が流れ込みます。筋肉が動く → 肺が広がる → 圧力に差ができる → 空気が入る、という順番です。

胸を正面から見た図です。図の左側が本人の右、右側が本人の左です。肺の広がりと横隔膜の動きを、同じ向き・縮尺で比べます。

1 · 吸うとき

1 吸うときの胸部解剖図、右肺・左肺・気管・気管支・横隔膜胸を正面から見た解剖図。図の左に本人の右肺の3つの肺葉、図の右に本人の左肺の2つの肺葉を示す。左肺には心臓のためのくぼみがある。中央の白い気管から左右の気管支へ続く。肺は広がり、赤茶色の横隔膜は下がって平らに近づく。青の実線矢印は気管を通って肺に入る空気の向き、金色の破線矢印は横隔膜が下がる動き。心臓などは省略し、肋骨は一部を透かして示している。動く量を定量的に示したものではない。 図上の器官名と引出線は、気管・気管支・右肺3葉・左肺2葉・横隔膜を示す。空気の矢印の色は気体の種類や割合を表さない。

気管・気管支

中央から左右の肺へ続く、白い管。

右肺

図の左側。3つの肺葉に分かれています。

左肺

図の右側。2つの肺葉に分かれています。

横隔膜

肺の下にある、赤茶色の筋肉。

横隔膜（おうかくまく）が縮んで、下がる。

胸の空間が広がる → 肺も広がる → 肺の中の圧力が外より下がる → 空気が入る。

2 · 静かに吐くとき

2 静かに吐くときの胸部解剖図、右肺・左肺・気管・気管支・横隔膜同じ向きと縮尺で胸を正面から見た解剖図。図の左が本人の右肺、図の右が本人の左肺。吸うときより肺の広がりが小さく、赤茶色の横隔膜はゆるんで上に丸く戻る。肺や胸が戻る働きで空気が外へ出る。赤の実線矢印は気管を通って外へ出る空気の向き、金色の破線矢印は横隔膜が戻る動き。心臓などは省略し、肋骨は一部を透かして示している。動く量を定量的に示したものではない。 図上の器官名と引出線は、気管・気管支・右肺3葉・左肺2葉・横隔膜を示す。空気の矢印の色は気体の種類や割合を表さない。

気管・気管支

中央から左右の肺へ続く、白い管。

右肺

図の左側。3つの肺葉に分かれています。

左肺

図の右側。2つの肺葉に分かれています。

横隔膜

肺の下にある、赤茶色の筋肉。

横隔膜がゆるんで、上に丸く戻る。

横隔膜などがゆるむ → 肺や胸が戻ろうとする働きで、空気が外へ出る。

• 青・赤の実線矢印：青は吸う空気、赤は吐く空気の向き。色は酸素・二酸化炭素の種類や割合を表しません。
• 金色の破線矢印：横隔膜の動き。赤茶色の帯状の部分が、胸とおなかを隔てる筋肉です。

肺自体の筋肉が、空気を吸い込むのではありません。胸の空間の変化に伴って肺が広がります。空気が横隔膜を通って、おなかへ入る図ではありません。

解剖学の位置関係をもとに、静かな呼吸の変化を示した学習用の図です。見やすくするため、心臓、胸を広げるほかの筋肉や細かな組織は省略しています。肋骨は一部を透かして、肺との位置関係を示しています。気管・気管支は、肺の中を透かして示しています。肺や横隔膜の動く量を測定値として示したものではありません。強く吐くときには、別の筋肉も働きます。

構造と呼吸のしくみを確かめる資料：NIH/NHLBI「What Breathing Does for the Body」（2025年6月更新）、NIH/NCI SEER「Anatomy」（2026年4月更新）。

静かに息を吐くときは、横隔膜などがゆるみ、肺や胸の弾力で戻ろうとする働きによって、空気が出ます。強く吐くときや運動中には、別の筋肉も加わります。呼吸は脳や神経によって調整されていて、ふだんは、一回ずつ考えて命令しなくても続いています。

この章の根拠：NHLBI｜呼吸を動かす筋肉と神経、吸う・吐くしくみ。確認：2026年10月21日。

02 · 空気の道と、血液の道

吸った空気は、そのまま指先へ行くの？

肺へ入った空気は、枝分かれした細い道の先にある、小さな袋肺胞（はいほう）へ届きます。肺胞のすぐ外側には、とても細い血管が広がっています。ここで、空気に含まれる酸素（さんそ）が、肺胞と血管の薄い壁を通り、血液へ移ります。

血液の中には、赤血球（せっけっきゅう）という細胞があります。その中の「ヘモグロビン」というたんぱく質に、酸素の多くが結び付きます。心臓が血液を送り出すことで、酸素が指先など全身へ運ばれるのです。

つまり、空気のかたまりが血管を走り、指先へ届くのではありません。空気を入れ替える呼吸の動きと、必要な気体を受け渡すガス交換は、つながっている別の働きです。肺へ空気が届くことと、血液が体を巡ることの両方が必要です。

からだのどこで起きるのでしょう。胸の中の肺から、枝分かれした道の先の小さな袋へ、少しずつ近づいて見てみましょう。

1 · からだの中の肺

胸の中にある左右の肺胸の一部を透かした上半身。気管から左右の肺へ空気の道がつながり、肺の下に横隔膜がある。円で囲んだ胸の中を、次の図で大きく見る。

肺は、胸の中に左右一対あります。丸で囲んだ所を大きく見ます。

2 · 肺の中の空気の道

肺の中で細かく枝分かれする空気の道気管から左右の気管支へ、その先の細い空気の道へと続く。右肺は3葉、左肺は2葉。円で囲んだ末端付近を、次の図でさらに大きく見る。

気管から気管支へ。空気の道は、肺の中で細かく枝分かれします。

3 · 先にある、小さな袋

空気の道の先に集まる肺胞と、その外側の毛細血管細い空気の道が、肺胞の内側の空間へつながる。肺胞の外側を毛細血管が取り巻き、空気と血液は薄い壁で隔てられている。円で囲んだ壁の近くで何が起こるかを、下の詳しい図で見る。

道の先には肺胞（はいほう）という小さな袋が集まり、その外を細い血管が通ります。

一つの肺胞と、その外の血管を、さらに大きくすると…

• 肺胞：空気が届く袋。鼻・口 → 気管・気管支 → 肺胞とつながります。
• 毛細血管（もうさいけっかん）：肺胞のすぐ外にある、血液の道です。
• 酸素は右へ：肺胞の空気から、薄い壁を通って血液へ移ります。
• 二酸化炭素は左へ：血液から肺胞へ移り、吐く息に加わります。

血液が巡る道：全身 → 心臓 → 肺の毛細血管 → 心臓 → 全身。血液に入った酸素は、主に赤血球のヘモグロビンと結び付いて運ばれます。

空気のかたまりが、血管を走るのではありません。肺胞で気体を受け渡すことで、空気の道と、全身を巡る血液の道がつながります。

場所をたどりやすいように、形・数・大きさ・壁の厚さを変えた模型です。管の端の破線は、その先の道の省略を示します。矢印は気体が移る主な向きで、太さや長さは量を表しません。酸素と二酸化炭素が同じ数ずつ交換されるという意味でもありません。

全身の細胞は、糖などの物質を使い、働きに使える形でエネルギーを取り出します。酸素を使う細胞の呼吸では、二酸化炭素も生じます。その二酸化炭素が血液で肺へ戻ります。酸素は燃料そのものではなく、食べものから得た物質のエネルギーを利用する働きに関わります。

吐く息は、全部が二酸化炭素になるわけではありません。酸素も残り、窒素なども含まれています。また、鼻や気道では空気が温められ、水分も加わります。吐く息に水蒸気が含まれるのは、この水の出入りとも関係します。寒い日の白い息は、冷えてできた小さな水滴などが見えるものです。水蒸気そのものは、目には見えません。

この章の根拠：NHLBI｜肺胞のガス交換と全身への運搬、空気の通り道と加湿。気体の混合と拡散はOpenStaxの教科書、白い息は英国気象庁｜霧と白い息でも確認できます。水蒸気と水滴の違いは物質とエネルギーへ。

03 · 同じ紙にも、違う手がかりがある

見える、聞こえる、触れる。その先に何がある？

机の上の紙を見ると、白い色や折り目に気づきます。指を軽く添えれば、なめらかさや厚みにも気づけます。紙は同じでも、目と皮膚では受け取る手がかりが違います。感覚の器官は、外からの刺激を、神経が伝える信号へ変えています。

目には、物から届く光が入ります。目の表面の角膜（かくまく）や、レンズのように働く水晶体（すいしょうたい）が光を集めます。目の奥の網膜（もうまく）にある細胞が光に反応し、情報を神経の信号へ変えます。その信号が視神経（ししんけい）を通って脳へ届きます。紙の形や色を理解するには、目と脳の両方の働きが必要です。

耳では、空気の振動が鼓膜（こまく）を揺らします。その揺れは小さな骨を通って、耳の奥の蝸牛（かぎゅう）へ伝わります。蝸牛は、巻き貝のような形をした部分です。中の液体や膜が動くと、有毛細胞（ゆうもうさいぼう）という感覚の細胞が反応し、神経へ渡す信号につながります。脳がその信号を処理することで、言葉や音楽として分かるようになります。

紙の折り目を指でなぞると、指先の皮膚が少し押されたり、形を変えたりします。この変化に反応するしくみが「受容器（じゅようき）」です。反応が神経の信号につながり、手触りを知る手がかりになります。皮膚には温度や痛みに関わるしくみもあり、一種類のセンサーだけで、すべてを感じているわけではありません。

りんごの絵を見る。木琴（もっきん）の音を聞く。紙に指を添える。身近な場面から、刺激が神経の信号へ変わるところをたどります。

見る｜りんごの絵に気づく

紙から届く光 → 目 → 神経の信号 → 脳

目の奥の細胞が光に反応し、情報が神経の信号へ変わります。神経を進むのは、光そのものではありません。

聞く｜木琴の音に気づく

空気の振動 → 耳 → 神経の信号 → 脳

耳の中へ伝わる振動を、感覚の細胞が信号へつなげます。脳で処理され、木琴の音だと分かることにつながります。

触れる｜指先で紙を確かめる

皮膚の変形 → 受容器 → 神経の信号 → 脳

紙に触れると皮膚が少し変形します。皮膚の受容器というしくみが反応し、手触りの手がかりになります。

目・耳・皮膚が受け取る刺激は、それぞれ違います。脳のいくつもの場所が情報を処理し、経験や周りの状況と合わせて使っています。

場面を描いた学習用の絵です。実際の神経の位置や、刺激が伝わる速さを示す図ではありません。

脳は、こうした情報を、状況や、それまでの経験とも合わせて使います。コップを持つときなら、見た位置と、指にかかる力の情報が役立ちます。感覚は、ばらばらの写真を一か所の小さな人が眺めるようなしくみではなく、たくさんの神経細胞の活動によって成り立っています。

見え方には、周りの模様も関わります。同じ長さの線でも、両端に付く斜め線によって、違う長さに感じられる錯視があります。「どう見えたか」と「実際に測った長さ」は、分けて残せます。錯視の一例から、すべての感覚が間違っているとも、だれもが同じように見えるとも決められません。

この章の根拠：NEI｜目の働き、NIDCD｜聞こえるしくみ、神経科学の教科書｜体の感覚、立命館大学・北岡明佳｜錯視の解説。

04 · 覚えることと、思い出すこと

「さっき見たのに」が起きるのは、なぜ？

さっき読んだ本の表紙には、何が描いてあったでしょう。見ていたはずでも、細かな所までは思い出せないことがあります。「目に入ること」「注意を向けること」「あとで思い出せること」は、すべて同じではありません。何に気づき、何と結び付けたかも、記憶に関わります。

傘の絵を見る場面で考えてみよう。「雨の日に使うね」と、知っていることに結び付けて覚える。絵を見ていない間も記憶を保つ。「雨の日の道具は？」という手がかりから思い出す。この三つの働きを、研究では「符号化（ふごうか）」「保持（ほじ）」「検索（けんさく）」などと呼びます。名前を覚えるより、今はどの働きを話しているか、図で指さしてみよう。

同じ子供の、小さな出来事をたどってみよう。記憶は、写真をそのまましまっておくこととは違います。

1覚える

絵と、知っていることを結び付ける。

傘の絵を見て、「雨の日に使うね」と気づきます。何に目を向け、どう考えたかが、覚え方に関わります。

2保つ

絵を見ていない間も、記憶に関わる変化が残る。

紙を伏せても、経験に伴う神経のつながり方などの変化が記憶に関わります。

3思い出す

「雨の日に使うものは？」

手がかりから、前に見たものをたどる。

「雨の日に使うものは？」と聞かれ、傘を思い浮かべます。描いた絵を元の絵と比べると、覚えていた所と違っていた所が見つかります。

見たもの → 自分の知識と結び付ける → 手がかりから思い出す。はっきり思い出せても、細かな所まで必ず正しいとは限りません。元の絵や記録と見比べてみよう。

3コマは、互いに関わる働きを分けた説明です。脳の中に三つの部屋や「傘の写真の箱」があるわけではありません。「思い出せない」だけで、記憶が全部消えたとは決められません。

新しい出来事などの記憶には、海馬（かいば）という脳の部分が重要です。一方、長く残る記憶のさまざまな情報には、脳の広い範囲が関わります。一個の細胞に一枚の写真がそのまま入っている、という説明では足りません。また、自転車の乗り方のような技能と、昨日の出来事では、関わるしくみがすべて同じではありません。

思い出すことは、録画を再生することとも違います。もとの経験に、知識や、その後に聞いたことなどが関わり、内容が変わる場合もあります。思い出せないときも、最初によく見ていなかったのか、保ちにくかったのか、今は手がかりが足りないのかを、一回の結果だけで決めることはできません。

この章の根拠：ワシントン大学研究者による教材｜覚える・保つ・思い出す、米国神経科学学会｜記憶と神経のつながり。

05 · 眠ることも、学ぶことにつながる

眠っている脳は、お休みのまま止まっている？

寝ている人が動かず静かに見えても、脳の活動がすべて止まるわけではありません。睡眠には、レム睡眠とノンレム睡眠という異なる状態があり、一晩の中で入れ替わります。研究者は、脳の電気的な活動や目の動きなどを記録し、眠りの状態を区別します。

睡眠は、学んだ情報を保ち、あとで使う働きにも関わります。起きている間の経験に関係する活動が、睡眠中に再び現れることも調べられています。ただし、眠るだけで、まだ経験していないことを何でも覚えられるわけではありません。起きているときに何を学んだかと、その後の過程をつなげて考えます。

「深く眠る時間だけが大事で、ほかの眠りはいらない」と、単純に分けることもできません。睡眠には記憶以外の働きもあり、種類の違う記憶や課題では、関わり方も違います。次の章の実験も、人の睡眠のすべてを一つの操作で説明したものではありません。

子供と話すなら、「昨日見たことが、今日は少し説明しやすくなったかな」と、普段の生活の中で気づけることからで十分です。その日の出来だけを、眠り方や頑張りのせいにする必要はありません。見たときの注意、内容のなじみやすさ、体調、周りの環境なども関わるからです。学ぶ時間と休む時間を、どちらも暮らしの一部として考えます。

この章の根拠：NHLBI｜睡眠の状態、睡眠と学習・注意の関係、NIMH｜睡眠中の記憶の研究解説。

06 · 2025〜2026年の研究を、測り方から読む

脳の地図や実験は、何を確かめた？

「脳が分かった」という見出しを見たら、何を、どの生きものの、どの範囲で調べたかを見てみましょう。細胞がつながる形を測ることと、実際にどう活動するかを測ることは違います。動物の実験から、人のからだを考える手がかりは得られますが、そのまま同じ結果になるかは別の確認が必要です。

二つの研究に共通するのは、脳を一枚の写真で説明しきらず、活動、形、行動の記録を合わせることです。「どこを測った？」「何を変えた？」「何が変わらなかった？」を読むと、発見の大きさと、まだ分からないことを一緒に考えられます。

07 · 保護者と、一つの流れへつなぐ

「できた数」より、しくみを一つ話せたら

全部を一度に読む必要はありません。「空気はどこまで行く？」「同じ紙を、目と指でどう説明する？」「手がかりがあると思い出せる？」から、気になる一つを選びます。子供が指で図をたどるだけでも、大人が続きを読み上げる形でもかまいません。

説明するときは、矢印の意味を言葉にします。呼吸の図なら、空気が移る矢印なのか、筋肉が動く矢印なのか。感覚や記憶なら、情報を整理した図なのか、本当に測った細胞の地図なのか。見えた変化と、しくみを使った説明を分けると、学びがはっきりします。

このページの活動から、肺の強さや感覚の良し悪し、記憶力の順位を決めることはできません。体験や感じ方には個人差があり、同じ人でも、環境やその日の状態で変わります。図を見る、話を聞く、指さす、描くなど、参加しやすい方法を選びましょう。家族のからだを比べる試験にする必要はありません。

今日の一言は、「肺に入った空気から、酸素が血液へ渡る」「見えたことと思い出したことは、元の記録で確かめられる」のどちらか一つでも十分です。まだ分からない所は、問いとして残せます。次に同じ図を見たとき、説明がどこまでつながったかを比べてみましょう。

本ページは、からだの基本的なしくみを学ぶ読み物です。家庭の観察や紙の活動は、個人の状態を診断するためのものではありません。