TOEFL Reading練習 #033 — The Neuron Verdict That Keeps Getting Overturned(日本語解説)

TOEFL Reading無料練習: The Neuron Verdict That Keeps Getting Overturned。パッセージと設問は原文(英語)のまま、日本語訳と設問ごとの解説を提供します。

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パッセージ

パッセージ全体を読んでください。[A] のような角括弧の文字は、文insertion問題の4つの位置を示します。

The Neuron Verdict That Keeps Getting Overturned

¶1 For most of the twentieth century, neuroscience treated one claim as settled fact. A person is born with all the neurons, or nerve cells, that the brain will ever have, and none are added after childhood. That certainty did not survive the century intact. A finding that contradicted the rule surfaced early and was largely dismissed. Decades later, a different technique appeared to confirm that adult brains do generate new neurons after all, and the result was reported as having settled the question for good. Then, within months of each other, two more studies using comparable methods reached opposite conclusions. What began as a fixed rule about the brain has become an argument that keeps reopening every time the tools for detecting new neurons improve.

¶2 The rule traced back to Santiago Ramon y Cajal, a Spanish anatomist who studied the nervous system in the early twentieth century. Cajal described adult neurons as fixed in number, unable to divide again once the brain finished developing. His view became entrenched as the standard teaching in neuroscience for decades. In 1965, the biologist Joseph Altman challenged it directly, presenting evidence for neurogenesis, the formation of new neurons, in the brains of adult rats. Altman worked with a radioactive marker that only actively dividing cells would absorb. He injected adult rats with it and later examined thin slices of their brain tissue under a microscope. He found labeled, newly divided cells in the hippocampus, a curved structure inside the brain that is central to forming memories. The result implied that adult rat brains kept making new neurons throughout life. Most neuroscientists at the time dismissed the finding and continued teaching the older rule.

¶3 Altman's technique could not simply be repeated in people. Injecting a radioactive tracer into a healthy person for the sole purpose of studying brain tissue was not something any researcher could ethically justify. Through the 1970s and 1980s, similar labeled cells kept turning up in the brains of other adult animals, and confidence in the old rule gradually weakened. None of that evidence, however, answered the specific question of whether an adult human brain did the same thing. The dogma held in human medicine even as it eroded elsewhere, because no comparable marker could be introduced into a living person's brain.

¶4 A solution eventually came from an unrelated medical practice. Physicians treating terminally ill cancer patients sometimes injected them with bromodeoxyuridine, a synthetic marker that works the same way as Altman's radioactive tracer without the radioactivity. The point was to track how quickly their tumors were growing. In 1998, the neuroscientist Peter Eriksson and his colleagues obtained permission to examine brain tissue from patients who had since died. That tissue had already been exposed to the marker, for reasons that had nothing to do with neuroscience. Because the exposure had already happened, they did not need to inject anything new into a living human brain. In the hippocampus, the team found cells that carried the marker and also carried proteins found only in mature neurons. That combination was evidence that the cells had divided and matured into neurons after the marker was given, well into adulthood. The study was reported as finally confirming that the human brain keeps generating new neurons throughout life, and textbooks were revised accordingly.

¶5 For twenty years, that conclusion held. [A] In 2018, two research teams published detailed studies of human hippocampal tissue within months of each other, using markers similar to Eriksson's. [B] A team led by Shawn Sorrells reported that newly formed neurons became essentially undetectable in the hippocampus by adulthood, present in young children but gone by the late teenage years. [C] A team led by Maura Boldrini examined a different set of brains, preserved with different methods. They reported the opposite: cells bearing similar markers persisted into old age, suggesting the process never stops. [D] Neither paper was flawed in any obvious way, and neither has been withdrawn or corrected since. More than fifty years after Altman's original, dismissed discovery, neuroscientists still cannot agree on whether an adult human brain keeps producing new neurons, largely because the tissue itself cannot be examined without killing the very process researchers are trying to observe.

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設問

11問 — TOEFL Readingの全問題タイプを、実際の試験順で収録。

Q1 · Vocabulary
The word entrenched in the passage is closest in meaning to
  1. A. firmly fixed in place and difficult to change
  2. B. openly questioned by most scientists at the time
  3. C. popular for a short time before fading from use
  4. D. based on a single, isolated experiment
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正解: A
Q2 · Reference
The word they in paragraph 4 ("Because the exposure had already happened, they did not need to inject anything new into a living human brain.") refers to
  1. A. the terminally ill cancer patients
  2. B. Peter Eriksson and his colleagues
  3. C. the physicians who had originally treated the patients' tumors
  4. D. the proteins found only in mature neurons
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正解: B
Q3 · Essential Term
Based on the information in the passage, the term neurogenesis can best be explained as
  1. A. the process by which old neurons die and are not replaced
  2. B. a technique for labeling dividing cells with a radioactive marker
  3. C. the process by which new neurons are formed
  4. D. the region of the brain most responsible for forming memories
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正解: C
Q4 · Factual Information
According to paragraph 2, what did Joseph Altman find when he examined brain tissue from adult rats that had been injected with a radioactive marker?
  1. A. No labeled cells appeared anywhere in the rats' brains
  2. B. Labeled cells appeared only in rats younger than one year old
  3. C. Labeled cells appeared only in brain regions unrelated to memory
  4. D. Labeled, newly divided cells appeared in the hippocampus
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正解: D
Q5 · Negative Fact
According to paragraph 2, all of the following are true about Joseph Altman's 1965 study EXCEPT
  1. A. His findings were immediately accepted, and textbooks were revised to include them
  2. B. He worked with adult rats
  3. C. He used a radioactive marker that only dividing cells would absorb
  4. D. He found newly divided cells in the hippocampus
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正解: A
Q6 · Sentence Simplification
Which of the sentences below best expresses the essential information in the highlighted sentence in paragraph 5? Incorrect choices change the meaning in important ways or leave out essential information.

Highlighted: "More than fifty years after Altman's original, dismissed discovery, neuroscientists still cannot agree on whether an adult human brain keeps producing new neurons, largely because the tissue itself cannot be examined without killing the very process researchers are trying to observe."
  1. A. Scientists have now proven conclusively that the adult human brain does not produce new neurons.
  2. B. More than fifty years after Altman's dismissed discovery, scientists still disagree about whether the adult human brain makes new neurons, mainly because studying the tissue directly destroys the very process they want to observe.
  3. C. The disagreement was fully resolved fifty years after Altman's discovery, once new techniques became available.
  4. D. Researchers can now observe the process of neuron formation directly without damaging the brain tissue.
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正解: B
Q7 · Inference
Based on the information in paragraphs 3 and 5, what can be inferred about why the disagreement between the two 2018 studies might be difficult to resolve?
  1. A. Sorrells and Boldrini examined the same donor tissue and simply interpreted it differently
  2. B. No method currently exists for labeling dividing cells in any brain tissue
  3. C. Because human brain tissue can only be examined after death, there is no way to test the two competing 2018 findings directly on a living brain
  4. D. Ethics committees have banned all further research into adult neurogenesis
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正解: C
Q8 · Rhetorical Purpose
The author mentions that physicians were giving terminally ill cancer patients bromodeoxyuridine to track tumor growth in order to
  1. A. show how researchers could examine tissue already exposed to a cell-labeling marker without introducing anything new into a living human brain
  2. B. criticize doctors for using an experimental compound on vulnerable patients
  3. C. explain why tumor growth rates are difficult to measure accurately
  4. D. suggest that cancer research and neuroscience research were, at the time, conducted in the same laboratories
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正解: A
Q9 · Paragraph Relation
How does paragraph 4 relate to paragraph 3?
  1. A. It reverses the finding in paragraph 3, showing that Altman's radioactive marker technique was flawed
  2. B. It describes a way around the ethical barrier raised in paragraph 3, finally allowing the human question left open there to be tested
  3. C. It explains how the animal studies mentioned in paragraph 3 were originally conducted
  4. D. It simply restates the ethical concern from paragraph 3 without offering any resolution
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正解: B
Q10 · Insert Text
Look at the four squares [■] in paragraph 5 that indicate where the following sentence could be added.

This direct contradiction was hard to explain away as ordinary scientific disagreement.

Where would the sentence best fit?
  1. A. Square A
  2. B. Square B
  3. C. Square C
  4. D. Square D
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正解: D
Q11 · Prose Summary Select THREE · 2 pts
Directions: An introductory sentence for a brief summary of the passage is provided below. Complete the summary by selecting the THREE answer choices that express the most important ideas in the passage. Some sentences do not belong in the summary because they express ideas that are not presented in the passage or are minor ideas in the passage. This question is worth 2 points.

For decades, the claim that the adult human brain can generate new neurons has been proposed, dismissed, confirmed, and disputed again as detection methods have changed.

  1. A. Santiago Ramón y Cajal's early twentieth-century view that adult neurons are fixed in number became the standard teaching in neuroscience, and Joseph Altman's 1965 evidence against it was largely dismissed.
  2. B. Joseph Altman's radioactive marker was later replaced by a synthetic compound called bromodeoxyuridine.
  3. C. In 1998, Peter Eriksson's team found evidence of new neurons in the adult human hippocampus using tissue already exposed to a cell-labeling marker from cancer treatment.
  4. D. Bromodeoxyuridine was originally developed specifically to study brain tissue.
  5. E. In 2018, two research teams using similar markers reached opposite conclusions about whether adult neurogenesis continues throughout life, leaving the question unresolved.
  6. F. Joseph Altman's 1965 study has since been proven completely correct by all subsequent research.
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正解: A, C, E
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日本語訳 & 解答

パッセージの日本語訳と、設問ごとの正解・解説です。自分で解いた後の復習用に使ってください。

何度も覆され続けるニューロンの評決

20世紀のほとんどの間、神経科学は1つの主張を確定した事実として扱っていた。人は、脳が生涯持つことになるすべてのニューロン、すなわち神経細胞を持って生まれ、子供時代以降は一切追加されない、というものである。その確信は、その世紀を無傷では乗り切れなかった。この規則と矛盾する発見が早い時期に浮上したが、ほとんど無視された。何十年か後、別の技術が現れ、成人の脳が結局は新しいニューロンを生成することを裏付けたように見え、その結果は問題に決着をつけたと報告された。それから数か月のうちに、比較可能な手法を使ったさらに2つの研究が、正反対の結論に達した。脳についての固定された規則として始まったものは、新しいニューロンを検出する道具が改良されるたびに何度も再び開かれる論争になっている。

この規則は、20世紀初頭に神経系を研究したスペイン人解剖学者サンティアゴ・ラモン・イ・カハールにさかのぼる。カハールは、成体のニューロンは数が固定されており、脳の発達が終わるといったん分裂できなくなると説明した。彼の見解は何十年もの間、神経科学の標準的な教えとして定着した。1965年、生物学者ジョセフ・アルトマンはそれに直接異議を唱え、成体のラットの脳における神経新生、すなわち新しいニューロンの形成についての証拠を提示した。アルトマンは、活発に分裂している細胞だけが吸収する放射性のマーカーを使って研究した。彼はそれを成体のラットに注射し、後に脳組織の薄い切片を顕微鏡で調べた。彼は、記憶の形成に中心的な役割を果たす脳内の湾曲した構造である海馬の中に、標識された新しく分裂した細胞を見つけた。この結果は、成体のラットの脳が生涯を通じて新しいニューロンを作り続けていることを示唆していた。当時のほとんどの神経科学者はこの発見を退け、以前の規則を教え続けた。

アルトマンの技術は、単純に人間で繰り返すことができなかった。脳組織を研究するためだけの目的で健康な人に放射性トレーサーを注射することは、どんな研究者であっても倫理的に正当化できるものではなかった。1970年代から1980年代を通じて、同様の標識された細胞が他の成体動物の脳にも次々と見つかり、以前の規則への確信は徐々に弱まっていった。しかし、それらの証拠のどれも、成体の人間の脳が同じことをするかどうかという具体的な問いには答えなかった。その定説は、他の場所では崩れつつあったにもかかわらず、人間の医学においては保たれた。生きている人間の脳に導入できる比較可能なマーカーが存在しなかったからである。

やがて解決策は、まったく関係のない医療行為からもたらされた。末期がん患者を治療していた医師たちは、時に彼らにブロモデオキシウリジンという合成マーカーを注射していた。それは、放射性を持たないという点を除けば、アルトマンの放射性トレーサーと同じように働くものだった。目的は、彼らの腫瘍がどれほど速く成長しているかを追跡することだった。1998年、神経科学者ピーター・エリクソンと彼の同僚たちは、その後亡くなった患者たちの脳組織を調べる許可を得た。その組織は、神経科学とはまったく関係のない理由ですでにこのマーカーにさらされていた。すでにその曝露が起きていたため、彼らは生きている人間の脳に新たに何かを注射する必要がなかった。海馬の中で、チームはこのマーカーを持ち、かつ成熟したニューロンにしか見られないタンパク質も持つ細胞を見つけた。その組み合わせは、これらの細胞がマーカーが投与された後、成人になってからも分裂しニューロンへと成熟したことを示す証拠だった。この研究は、人間の脳が生涯を通じて新しいニューロンを生成し続けることをついに裏付けたと報告され、教科書はそれに応じて改訂された。

20年間、その結論は保たれた。[A] 2018年、2つの研究チームが、エリクソンのものと似たマーカーを使い、数か月のうちに相次いで人間の海馬組織についての詳細な研究を発表した。[B] ショーン・ソレルズ率いるチームは、新しく形成されたニューロンが成人期までに海馬でほぼ検出できなくなると報告した。幼い子供では存在するが、10代後半までには消えてしまうというのである。[C] マウラ・ボルドリニ率いるチームは、異なる方法で保存された別の一連の脳を調べた。彼らは正反対の結果を報告した。似たマーカーを持つ細胞は老年期まで持続しており、この過程が決して止まらないことを示唆していたのである。[D] どちらの論文にも明らかな欠陥はなく、どちらもそれ以来撤回も訂正もされていない。アルトマンの当初の、退けられた発見から50年以上たった今も、神経科学者たちは、成体の人間の脳が新しいニューロンを作り続けているかどうかについて合意できていない。それは主に、研究者が観察しようとしているまさにその過程を壊すことなしには、組織そのものを調べることができないからである。

Q1 · Vocabulary
本文中のentrenchedに意味が最も近いのは?
  1. A. しっかりと定着し変えるのが難しい
  2. B. 当時ほとんどの科学者に公然と疑問視されていた
  3. C. 短い間人気を博したのち使われなくなった
  4. D. たった1つの孤立した実験に基づいている
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正解: A

Vocabulary — 「何十年もの間標準的な教えとなった」という文脈から、entrenchedは「しっかりと定着し変えるのが難しい」という意味である。

Q2 · Reference
4段落の"Because the exposure had already happened, they did not need to inject anything new into a living human brain."のtheyが指すものは?
  1. A. 末期がん患者たち
  2. B. ピーター・エリクソンと彼の同僚たち
  3. C. もともと患者の腫瘍を治療していた医師たち
  4. D. 成熟したニューロンにしか見られないタンパク質
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正解: B

Reference — theyは、この研究を行った「ピーター・エリクソンと彼の同僚たち」を指す。

Q3 · Essential Term
本文の内容に基づくと、neurogenesisという語を最もよく説明しているのは?
  1. A. 古いニューロンが死に、補充されない過程
  2. B. 放射性マーカーで分裂中の細胞を標識する技術
  3. C. 新しいニューロンが形成される過程
  4. D. 記憶の形成に最も関わりの深い脳の部位
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正解: C

Essential Term — 1段落・2段落の「新しいニューロンの形成」という説明がそのまま定義に当たる。

Q4 · Factual Information
2段落によると、ジョセフ・アルトマンは、放射性マーカーを注射された成体ラットの脳組織を調べたとき何を発見したか?
  1. A. ラットの脳のどこにも標識された細胞は現れなかった
  2. B. 標識された細胞は生後1年未満のラットにのみ現れた
  3. C. 標識された細胞は記憶と無関係な脳領域にのみ現れた
  4. D. 標識された、新しく分裂した細胞が海馬に現れた
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正解: D

Factual — 「標識された、新しく分裂した細胞を海馬の中に見つけた」という文をそのまま反映している。

Q5 · Negative Fact
2段落によると、ジョセフ・アルトマンの1965年の研究について正しくないものは?
  1. A. 彼の発見はすぐに受け入れられ、教科書はそれを含めるよう改訂された
  2. B. 彼は成体のラットを使って研究した
  3. C. 彼は分裂中の細胞だけが吸収する放射性マーカーを使った
  4. D. 彼は海馬の中に新しく分裂した細胞を見つけた
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正解: A

Negative Fact — 本文は「当時のほとんどの神経科学者はこの発見を退けた」と述べており、Aとは正反対である。

Q6 · Sentence Simplification
5段落のハイライト文の要点を最もよく表しているのは? 誤った選択肢は意味を大きく変えたり、重要な情報を省いたりしている。 ハイライト文:「アルトマンの当初の、退けられた発見から50年以上たった今も、神経科学者たちは、成体の人間の脳が新しいニューロンを作り続けているかどうかについて合意できていない。それは主に、研究者が観察しようとしているまさにその過程を壊すことなしには、組織そのものを調べることができないからである。」
  1. A. 科学者たちは今や、成体の人間の脳が新しいニューロンを作らないことを決定的に証明した。
  2. B. アルトマンの退けられた発見から50年以上たった今も、科学者たちは成体の人間の脳が新しいニューロンを作るかどうかについて意見が分かれている。主な理由は、組織を直接研究することが、観察したいまさにその過程を破壊してしまうからである。
  3. C. この意見の相違は、新しい技術が利用可能になった、アルトマンの発見から50年後に完全に解決された。
  4. D. 研究者は今や、脳組織を傷つけることなく、ニューロン形成の過程を直接観察できる。
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正解: B

Sentence Simplification — 50年たっても組織を壊さずに調べられないために意見が分かれ続けているという要点を正しく保っているのはBだけである。

Q7 · Inference
3段落と5段落の情報に基づくと、2018年の2つの研究の間の食い違いがなぜ解決しにくいのかについて推測できることは?
  1. A. ソレルズとボルドリニは同じ提供者の組織を調べ、単に異なる解釈をしただけである
  2. B. どんな脳組織であっても分裂中の細胞を標識する方法は現在存在しない
  3. C. 人間の脳組織は死後にしか調べられないため、2018年の2つの対立する発見を生きている脳で直接検証する方法がない
  4. D. 倫理委員会が成体の神経新生に関するそれ以上の研究をすべて禁止した
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正解: C

Inference — 人間の脳組織は死後の解剖でしか調べられないため、生きた脳で2つの矛盾する発見を直接検証できないと推測できる。

Q8 · Rhetorical Purpose
著者が、医師が末期がん患者に腫瘍の成長を追跡するためブロモデオキシウリジンを投与していたと述べているのはなぜか?
  1. A. 研究者が、生きている人間の脳に新しく何かを導入することなく、すでに細胞標識マーカーにさらされていた組織を調べることができた経緯を示すため
  2. B. 弱い立場の患者に実験的な化合物を使ったことで医師を批判するため
  3. C. 腫瘍の成長速度を正確に測定するのがなぜ難しいかを説明するため
  4. D. 当時、がん研究と神経科学研究が同じ研究室で行われていたことを示唆するため
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正解: A

Rhetorical Purpose — 別の医療目的ですでに投与されていたマーカーを活用することで、倫理的な障壁を回避できた経緯を説明している。

Q9 · Paragraph Relation
4段落は3段落とどのように関係しているか?
  1. A. 3段落の発見を覆し、アルトマンの放射性マーカー技術に欠陥があったことを示している
  2. B. 3段落で提起された倫理的な障壁を回避する方法を説明し、そこで未解決のまま残されていた人間についての問いをついに検証できるようにしている
  3. C. 3段落で言及された動物実験が当初どのように行われたかを説明している
  4. D. 3段落の倫理的な懸念を、解決策を示すことなく単に繰り返している
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正解: B

Paragraph Relation — 4段落は、3段落で示された倫理的な障壁を、別の医療行為を利用することで回避する方法を説明している。

Q10 · Insert Text
次の文が入る最も適切な位置は? — 「この直接の矛盾は、単なる通常の科学的な意見の相違として片づけるのが難しかった。」
  1. A. Aの位置
  2. B. Bの位置
  3. C. Cの位置
  4. D. Dの位置
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正解: D

Insert Text — 「この直接の矛盾」とは、ソレルズとボルドリニの正反対の結果を指すため、その両方が説明された直後(D)に入るのが自然である。

Q11 · Prose Summary
本文の要約を完成させる3つの文を選びなさい。(2点) — 導入文:「何十年もの間、成体の人間の脳が新しいニューロンを生成できるという主張は、検出方法が変わるたびに、提案され、退けられ、裏付けられ、そして再び異議を唱えられてきた。」
  1. A. 20世紀初頭のサンティアゴ・ラモン・イ・カハールの、成体のニューロンは数が固定されているという見解は神経科学の標準的な教えとなり、それに反対するジョセフ・アルトマンの1965年の証拠はほとんど退けられた。
  2. B. ジョセフ・アルトマンの放射性マーカーは、後にブロモデオキシウリジンと呼ばれる合成化合物に置き換えられた。
  3. C. 1998年、ピーター・エリクソンのチームは、がん治療による細胞標識マーカーにすでにさらされていた組織を使い、成体の人間の海馬に新しいニューロンの証拠を見つけた。
  4. D. ブロモデオキシウリジンは、もともと脳組織を研究するために特別に開発されたものだった。
  5. E. 2018年、似たマーカーを使った2つの研究チームが、成体の神経新生が生涯を通じて続くかどうかについて正反対の結論に達し、この問いは未解決のまま残った。
  6. F. ジョセフ・アルトマンの1965年の研究は、その後のすべての研究によって完全に正しいことが証明された。
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正解: A, C, E

Prose Summary — (A)は2段落、(C)は4段落、(E)は5段落の要点である。