2012年4月9日月曜日

神経が情報を伝達するしくみ: Human Science


 神経が情報を伝達するしくみについては、次のようになっています。


■ 神経細胞(ニューロン)の構造

 神経を構成する神経細胞は、核を持った細胞体からたくさんの突起が出た形をしています。そのうち一番長く伸びる1本の突起を軸索といいます。この軸索が神経線維にあたり、長いものは1m以上もあります。神経細胞は、次の細胞に情報を伝える言わば電線にあたります。

 多くの神経線維には、脂肪でできたバウムクーヘンのようなサヤ(髄鞘)がついています。髄鞘(ミエリン鞘)は、情報が神経線維を伝える速度を速くします。神経線維には髄鞘を持つものと持たないものがあり、髄鞘を持つ神経線維を「有髄神経」、髄鞘を持たない神経線維を「無髄神経」といいます。

 神経細胞から出る短い突起は樹状突起といいます。樹状突起は、まわりのたくさんの神経細胞から情報を受� �取ります。

■ 神経線維の構造


ここで、iは、着色されたメガロドンの歯を見つけることができますか?

 神経線維は、植物の枝がほかの物に絡むように張り巡らされるように、脊髄や骨格など、肉体重に絡むように張り巡らされた細い糸状になっているものです。目に見えるまでの太さになっている神経線維は、たくさんの神経線維が束になったものです。

 1個の神経細胞から長く伸びた神経線維がたくさん束ねられて、神経周膜に覆われたものを「神経線維束」といいます。この神経線維束の太さはまちまちで、太く見える神経線維は、さらに何本もの神経線維束がまとめられ、動脈や静脈もいっしょに束ねられて神経上膜で覆われた構造をしています。

■ 神経インパルスの発生と伝達

 神経細胞が刺激を受けると、細胞が興奮して神経インパルスと呼ばれる電位が起きます。神経インパルスは、ほんの少しの刺激ですぐに生じるものではなく、ある程度以上の強さの刺激によって発生します。細胞が興奮するのに必要な刺激の最小レベルを「閾値(いきち)」といいます。


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 神経インパルスは、ナトリウム・イオンが細胞膜の中に入ったり外に出たりすることで、末梢神経系へと伝達されます。

■ 細胞から細胞への情報伝達‐シナプス

 神経インパルスが神経線維の末端に到達すると、その電気的信号は化学物質に変えられて次の細胞に伝えられます。

 神経細胞どうしや神経細胞と筋肉の細胞が連絡しているところを「シナプス」、神経線維の末端を「シナプス終末」といいます。シナプス終末と、情報の伝達先の細胞(標的細胞)との間には、「シナプス間隙」という隙間があります。つまり、細胞どうしは直接繋がっていないのです。

 神経インパルスがシナプス終末に届くと、シナプス終末にあるシナプス小胞から、神経伝達物質(ある種の化学物質)がシナプス間隙に放出されます。放出された神経伝達物質が伝達先の細胞の受容体に結合すると、その神経細胞に電位の変化が起き、その電位が閾値を越える� ��神経インパルスが生じます。


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■ 神経インパルスの伝達を左右するもの

 神経伝達物質は、伝達先の神経細胞の受容体に作用したあと分解されるか、元のシナプス小胞に取り込まれます。

 情報量の関係上の都合があるため、ここでは簡単に神経伝達物質について触れることにしましょう(神経伝達物質の詳細については、別の機会に取り上げます。)。

 ある種の化学物質はこの取り込みを(回収)を妨げるので、神経伝達物質がシナプス間隙に長く残って作用し続け、強い刺激を伝えるしくみになっています。別の化学物質は伝達先の細胞の受容体にくっついて離れず、ほかの神経伝達物質が受容体に作用するのを邪魔します。

 また、神経伝達物質の中には伝達先の細胞の興奮を抑える働きをもつものもあります。薬剤の多くがこれらの作用を利 用しています。

 神経線維を神経インパルスが伝わる速度は、温度が低くなると遅くなる性質を持ちます。怪我をしたときに冷やすと痛みが和らぐのはこのためです。



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