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あなたがニューロンについて知る必要があるのはすべて

ニューロンは、人体全体に情報を運ぶ責任があります。電気信号と化学信号を使用して、必要な生活機能のすべてを調整します。この記事では、ニューロンのあり方とその働きについて説明します。

要するに、私たちの神経系は、私たちの周りや私たちの内部で起こっていることを検出します。彼らは私たちがどのように行動すべきかを決定し、内臓器の状態を変化させ(心拍数の変化など)、何が起こっているのか考え、覚えています。これを行うためには、それは洗練されたネットワーク – ニューロンに依存する。

脳には約86億のニューロンが存在すると推定されている。この巨大な標的に到達するには、発達中の胎児は毎分約250,000のニューロンを作り出さなければならない。

各ニューロンは別の1,000個のニューロンに接続されており、信じられないほど複雑なコミュニケーションネットワークを作り出しています。ニューロンは、神経系の基本単位と考えられている。

彼らは

神経細胞とも呼ばれるニューロンは、脳の約10%を構成します。残りは神経膠細胞とニューロンを支持して栄養を与える星状細胞からなる。

ニューロンはどのように見えますか?

ニューロン図

ニューロンは顕微鏡でしか見ることができず、3つの部分に分けることができます:

Soma(細胞体) – この部分のニューロンは情報を受け取ります。それは細胞の核を含んでいます。

樹状突起 – これらの細いフィラメントは、他のニューロンからの情報を体細胞に運びます。それらはセルの「入力」部分です。

Axon – この長い投影は、体細胞からの情報を運び、それを他の細胞に送ります。これがセルの「出力」部分です。それは通常、他のニューロンの樹状突起につながる多数のシナプスで終わる。

樹状突起および軸索は両方とも神経線維と呼ばれることがある。

軸索の長さはかなり異なる。いくつかのものは小さいかもしれませんが、他のものは1メートルを超えることがあります。最も長い軸索は、脊髄神経節(DRG)と呼ばれ、皮膚から脳に情報を運ぶ神経細胞体の集合体です。 DRGの軸索のいくつかは、つま先から脳幹まで移動します。背の高い人では最大2メートルです。

ニューロンの種類

ニューロンは、例えば接続または機能によって異なる方法でタイプに分割することができる。

接続

悪性ニューロン – これらは中枢神経系(脳および脊髄)からのメッセージを受け取り、それらを身体の他の部分の細胞に送達する。

求心性ニューロン – 身体の残りの部分からメッセージを取り出し、それらを中枢神経系(CNS)に送達する。

Interneurons – これらはCNSのニューロン間のメッセージをリレーします。

関数

感覚 – 感覚から中枢神経系への信号を運ぶ。

リレー – CNS内のある場所から別の場所へ信号を搬送します。

モーター – CNSから筋肉への信号を運びます。

ニューロンはどのようにメッセージを運ぶのですか?

イラストニューロンネットワーク青

ニューロンが他のニューロンから多数の入力を受け取る場合、これらの信号は、それらが特定の閾値を超えるまで加算される。

この閾値を超えると、ニューロンはその軸索に沿ってインパルスを送るように誘発される。これは活動電位と呼ばれる。

活動電位は、軸索の膜を横切って荷電した原子(イオン)の移動によって生成される。

静止しているニューロンは、それらを囲む流体よりも負に帯電している。これは膜電位と呼ばれる。それは通常-70ミリボルト(mV)である。

神経の細胞体がそれを発火させるのに十分なシグナルを受け取ると、細胞体に最も近い軸索の一部が脱分極し、膜電位が急速に上昇してから低下します(約1000分の1秒)。この変化は、それに隣接する軸索の切片における脱分極を誘発し、以下同様に、電荷の上昇および下降が軸索の全長に沿って通過するまで続く。

各セクションが発火した後、それは過度の過分極状態に入り、その閾値は低下し、即座に再び誘発される可能性は低い。

ほとんどの場合、活動電位を生成するのはカリウム(K +)イオンとナトリウム(Na +)イオンです。イオンは、電位依存性イオンチャネルおよびポンプを介して軸索の内外に移動する。

これは簡単なプロセスです:

  1. Na +チャンネルが開き、Na +が細胞に浸透してより陽性になります。
  2. セルが一定の電荷に達すると、K +チャネルが開き、K +がセルから流出することが可能になる。
  3. Na +チャネルはその後遮断されるが、K +チャネルは開いたままであり、正電荷がセルから出ることを可能にする。膜電位が低下する。
  4. 膜電位がその静止状態に戻ると、K +チャネルが閉鎖する。
  5. 最後に、ナトリウム/カリウムポンプは、Na +を細胞から輸送し、K +を細胞に戻して次の活動電位に備える。

行動ポテンシャルは、常に同じサイズであるため、「すべてまたは何もない」と記述されます。刺激の強さは、周波数を使用して送信されます。例えば、刺激が弱い場合、ニューロンは頻繁に発火せず、強い信号についてはより頻繁に発火する。

ミエリン

有髄軸索gif。クレジット:Dr Jana

ほとんどの軸索は、ミエリンと呼ばれる白くて蝋質の物質で覆われています。

このコーティングは、神経を絶縁し、インパルスが進行する速度を増加させる。

ミエリンは末梢神経系のシュワン細胞と中枢神経系の稀突起神経膠細胞によって作られる。

Ranvierの節と呼ばれるミエリンコーティングには小さな隙間があります。活動電位はギャップからギャップにジャンプし、信号をより迅速に移動させることができます。

多発性硬化症は、ミエリンの遅い分解によって引き起こされる。

シナプスの働き

ニューロンは、互いに伝達され、メッセージを伝えることができるように、互いに接続されています。しかし、彼らは物理的に触れません – 常にシナプスと呼ばれる細胞の間にギャップがあります。

シナプスは電気的または化学的であり得る。換言すれば、次の(シナプス後ニューロン)への最初の神経繊維(シナプス前ニューロン)から搬送された信号は、電気信号または化学つによって送信されます。

化学シナプス

シナプスダイアグラム画像クレジット米国国立衛生研究所

信号がシナプスに達すると、それは2つのニューロン間の隙間に、化学物質(神経伝達物質)の放出をトリガします。このギャップはシナプス間隙と呼ばれる。

神経伝達物質は、シナプス間隙を横切って拡散し、応答を誘発する、シナプス後ニューロンの膜上の受容体と相互作用します。

化学的シナプスは、放出する神経伝達物質によって分類される:

グルタミン酸 – グルタミンを放出する。彼らはしばしば興奮し、行動潜在力を引き起こす可能性がより高い。

GABA作動性 – 放出GABA(γ-アミノ酪酸)。それらはしばしば抑制的であり、シナプス後ニューロンが発火する機会を減少させることを意味する。

コリン作動性 – アセチルコリンを放出する。これらは、運動ニューロンと筋繊維(神経筋接合部)との間に見出される。

アドレナリン – 放出ノルエピネフリン(アドレナリン)。

電気シナプス

電気的シナプスはあまり一般的ではないが、CNS全体に見られる。ギャップジャンクションと呼ばれるチャネルは、シナプス前膜およびシナプス後膜を接着する。ギャップ結合では、ポストシナプス前膜は、彼らが直接電流を流すことができることを意味し、化学シナプスにおけるよりもはるかに近い一緒にされます。

電気シナプスは化学シナプスよりもはるかに高速に動作するので、彼らは迅速な行動が守備の反射で、たとえば、必要な場所で発見されました。

化学シナプスは複雑な反応を誘発することがあるが、電気シナプスは単純な反応しか生じない。しかし、化学シナプスとは異なり、それらは双方向である – 情報はいずれの方向にも流れることができる。

一言で言えば

ニューロンは、人体内で最も魅力的なタイプの細胞の1つです。彼らは私たちの体と脳が実行するすべての行動に不可欠です。私たちの個性と意識を与えるのは、ニューロンネットワークの複雑さです。彼らは行動の最も基本的なもの、そして最も複雑なものを担当しています。自動反射から宇宙についての深い考えに至るまで、ニューロンはすべてをカバーします。

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