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2019年02月27日
記憶の原理?@
最終的には、心の働きの脳内メカニス?ムについて述べていきます。
記憶力
記憶の原理?@
記憶の前後では、脳の中で『何か』が変化したはず
1000億個あるという人のニューロン（脳神経細胞）
それぞれが数千から数万のシナプス（ニューロンどうしのつなぎ目）を持ち、複雑な回路を作っている。
記憶するということはどういうことだろうか？
確実に言えることは、記憶する前と記憶したあとで、 脳の中で必ず『何か』が変化 しているしているはず。
そしてその記憶が消えずに残るためには、 その変化はそのまま維持 されなければならない。
変化が起きてそれが維持されるという性質を『可塑性』 という。
例えば粘土を指で押すとその部分がへこみ、指を離してもへこみが戻ることはない。
これが『可塑性』だ。
可塑性は記憶を考える上で重要な『キーワード』になるので、是非とも記憶してほしい。
さて、 記憶の際に変化する（つまり可塑性を発揮する）脳の中の『何か』 とは何だろうか？
脳科学者はそれを脳特有なもの、つまりニューロンの回路だと考えた。
ニューロンの回路が変化すれば、それまでと信号の処理のされ方が変わる 。
この状態を維持することが、あることを記憶することだと考えた。
ニューロンの回路とそこを流れる信号を、線路と電車に例えてみよう。
いったん線路を作ってしまえば、電車は必ずその線路の上を走る。
つまり線路が維持される限り、電車は何度でも同じように走ることができる。
記憶の場合には、何度でも同じように信号を流し、記憶を思い出すことができるということだ。
これに対し暗算の数字など数秒で忘れてしまう記憶は、回路の変化を引き起こさないと考えればいい。
脳の中で信号が流れ続けている間は覚えているが、その信号がやんでしまうと信号の流れを再現できないため、もはや思い出すことができない。
記憶には、ニューロンの回路が変化して、さらにそれが維持されることが重要 なのである。
参考文献：ニュートン別冊 脳力のしくみ 2018年7月15日発行
記憶力
記憶の原理?@
記憶の前後では、脳の中で『何か』が変化したはず
1000億個あるという人のニューロン（脳神経細胞）
それぞれが数千から数万のシナプス（ニューロンどうしのつなぎ目）を持ち、複雑な回路を作っている。
記憶するということはどういうことだろうか？
確実に言えることは、記憶する前と記憶したあとで、 脳の中で必ず『何か』が変化 しているしているはず。
そしてその記憶が消えずに残るためには、 その変化はそのまま維持 されなければならない。
変化が起きてそれが維持されるという性質を『可塑性』 という。
例えば粘土を指で押すとその部分がへこみ、指を離してもへこみが戻ることはない。
これが『可塑性』だ。
可塑性は記憶を考える上で重要な『キーワード』になるので、是非とも記憶してほしい。
さて、 記憶の際に変化する（つまり可塑性を発揮する）脳の中の『何か』 とは何だろうか？
脳科学者はそれを脳特有なもの、つまりニューロンの回路だと考えた。
ニューロンの回路が変化すれば、それまでと信号の処理のされ方が変わる 。
この状態を維持することが、あることを記憶することだと考えた。
ニューロンの回路とそこを流れる信号を、線路と電車に例えてみよう。
いったん線路を作ってしまえば、電車は必ずその線路の上を走る。
つまり線路が維持される限り、電車は何度でも同じように走ることができる。
記憶の場合には、何度でも同じように信号を流し、記憶を思い出すことができるということだ。
これに対し暗算の数字など数秒で忘れてしまう記憶は、回路の変化を引き起こさないと考えればいい。
脳の中で信号が流れ続けている間は覚えているが、その信号がやんでしまうと信号の流れを再現できないため、もはや思い出すことができない。
記憶には、ニューロンの回路が変化して、さらにそれが維持されることが重要 なのである。
参考文献：ニュートン別冊 脳力のしくみ 2018年7月15日発行
2019年02月26日
記憶の種類
最終的には、心の働きの脳内メカニス?ムについて述べていきます。
記憶力
記憶の種類
記憶にはさまざまな種類がある
記憶の保持時間 によって、 『短期記憶』 と 『長期記憶』 に分類される。
記憶の保持時間に注目した場合、概ね数時間程度で忘れてします記憶は『短期記憶』
それ以上覚えている場合は、『長期記憶』とされる。
朝何を食べたかの記憶は短期記憶で、小学校時代の遠足の思い出は『長期記憶』である。
分類は研究者によって異なる場合があるが、伝統的な分類では、短期記憶とは、数秒で忘れてしまうものから、１時間程度で忘れてしまうものような記憶のことを指している。
さて、面白いのは、朝食のメニューは必ず短期記憶として忘れ去られる運命にあるかといえば、そうとは限らないことだ。
例えば、１ヶ月前の食事の際、たまたまみそ汁をひっくり返してしまったとしよう。
この場合、１ヶ月経った今でも、みそ汁をひっくり返したことはもちろん、朝食のメニューまで覚えている可能性は十分に考えられる。
つまり印象的な記憶は、短期記憶から長期記憶へと変化するらしい。
出来事の記憶、知識としての記憶、体の動かし方の記憶では記憶のしくみが異なる。
記憶の保持時間ではなく、記憶する内容による分類もある。
朝食のメニューや遠足の思い出は、いつ、どこでと行った 個人の経験に基づいた出来事の記憶 である。
このような記憶は 『エピソード記憶』 と分類される。
また、いわゆる知識も記憶の一種である。
「地球は丸い？」
即座に「イエス」と答える。
実際に宇宙船に乗って地球の形を見たことはないのにである。
私たちの地球は丸いという知識は、本や映像を見たり、学校で教えられたりして記憶されたのだろう。今ではこの記憶をいつ、どこで覚えたのかさえわからなくなっている。
このような記憶は 『意味記憶』 と分類される。
一方、自転車の乗り方なお、体の動かし方の記憶もある。
ほとんどの人は練習することで、初めて自転車の乗り方を覚えるが、数年ぶりに自転車に乗っても脳は乗り方を覚えている。
このような記憶は 『手続き記憶』 と呼ばれている。
さらにもう一つ、 『プライミング』 と呼ばれる記憶がある。
まずは以下の文章を読んでほしい。
「ブラックホールとは、光さえも脱出できないほどの重力の強い天体である。
星がその一生の最期に超新星爆発を起こし、そのあとにブラックホールになると考えられている。
もともとブラックホールは理論上の産物に過ぎないと考えられていた。
しかし、研究が進んだ現在、ブラックホームは現実に存在すると信じる研究者が多い」。
何か気づいたろうか？
実は文章の最後の部分は、『ブラックホーム』となっている。
気づかないままブラックホールと呼んでしまった人もいるだろう。
これはブラックホールという言葉の繰り返すを無意識のうちに脳が記憶していて、ブラックホームをブラックホールだと思い込んだのである。
この思い込みが『プライミング』である。
他にも、記憶が意識ののばるかどうかで分ける 『顕在記憶』 と 『潜在記憶』 、
言葉で表現できるかどうかで分ける 『陳述記憶』 と 『非陳述記憶』 などの分類がある。
このように記憶にはさまざまな種類があり、種類ごとにしくみは異なると考えられている。
しかし、いずれの記憶でもそれを根底で支えてりのは 脳の神経細胞『ニューロン』 なのである。
記憶力
記憶の種類
記憶にはさまざまな種類がある
記憶の保持時間 によって、 『短期記憶』 と 『長期記憶』 に分類される。
記憶の保持時間に注目した場合、概ね数時間程度で忘れてします記憶は『短期記憶』
それ以上覚えている場合は、『長期記憶』とされる。
朝何を食べたかの記憶は短期記憶で、小学校時代の遠足の思い出は『長期記憶』である。
分類は研究者によって異なる場合があるが、伝統的な分類では、短期記憶とは、数秒で忘れてしまうものから、１時間程度で忘れてしまうものような記憶のことを指している。
さて、面白いのは、朝食のメニューは必ず短期記憶として忘れ去られる運命にあるかといえば、そうとは限らないことだ。
例えば、１ヶ月前の食事の際、たまたまみそ汁をひっくり返してしまったとしよう。
この場合、１ヶ月経った今でも、みそ汁をひっくり返したことはもちろん、朝食のメニューまで覚えている可能性は十分に考えられる。
つまり印象的な記憶は、短期記憶から長期記憶へと変化するらしい。
出来事の記憶、知識としての記憶、体の動かし方の記憶では記憶のしくみが異なる。
記憶の保持時間ではなく、記憶する内容による分類もある。
朝食のメニューや遠足の思い出は、いつ、どこでと行った 個人の経験に基づいた出来事の記憶 である。
このような記憶は 『エピソード記憶』 と分類される。
また、いわゆる知識も記憶の一種である。
「地球は丸い？」
即座に「イエス」と答える。
実際に宇宙船に乗って地球の形を見たことはないのにである。
私たちの地球は丸いという知識は、本や映像を見たり、学校で教えられたりして記憶されたのだろう。今ではこの記憶をいつ、どこで覚えたのかさえわからなくなっている。
このような記憶は 『意味記憶』 と分類される。
一方、自転車の乗り方なお、体の動かし方の記憶もある。
ほとんどの人は練習することで、初めて自転車の乗り方を覚えるが、数年ぶりに自転車に乗っても脳は乗り方を覚えている。
このような記憶は 『手続き記憶』 と呼ばれている。
さらにもう一つ、 『プライミング』 と呼ばれる記憶がある。
まずは以下の文章を読んでほしい。
「ブラックホールとは、光さえも脱出できないほどの重力の強い天体である。
星がその一生の最期に超新星爆発を起こし、そのあとにブラックホールになると考えられている。
もともとブラックホールは理論上の産物に過ぎないと考えられていた。
しかし、研究が進んだ現在、ブラックホームは現実に存在すると信じる研究者が多い」。
何か気づいたろうか？
実は文章の最後の部分は、『ブラックホーム』となっている。
気づかないままブラックホールと呼んでしまった人もいるだろう。
これはブラックホールという言葉の繰り返すを無意識のうちに脳が記憶していて、ブラックホームをブラックホールだと思い込んだのである。
この思い込みが『プライミング』である。
他にも、記憶が意識ののばるかどうかで分ける 『顕在記憶』 と 『潜在記憶』 、
言葉で表現できるかどうかで分ける 『陳述記憶』 と 『非陳述記憶』 などの分類がある。
このように記憶にはさまざまな種類があり、種類ごとにしくみは異なると考えられている。
しかし、いずれの記憶でもそれを根底で支えてりのは 脳の神経細胞『ニューロン』 なのである。
2019年02月25日
次回以降の予告
次回以降の予告
第3章 記憶力
１）記憶の種類
２）記憶の原理?@〜?A
３）短期記憶のしくみ
４）長期記憶のしくみ
５）スパインと記憶
６）海馬と記憶?@〜?A
７）記憶の想起
８）記憶の形成
９）記憶力の増強
10）感情と記憶力
11）睡眠と記憶力
12）訓練と脳のサイズ?@〜?A
13）記憶と脳のQ&A
第3章 記憶力
１）記憶の種類
２）記憶の原理?@〜?A
３）短期記憶のしくみ
４）長期記憶のしくみ
５）スパインと記憶
６）海馬と記憶?@〜?A
７）記憶の想起
８）記憶の形成
９）記憶力の増強
10）感情と記憶力
11）睡眠と記憶力
12）訓練と脳のサイズ?@〜?A
13）記憶と脳のQ&A
2019年02月24日
『信号伝達?B』
最終的には、心の働きの脳内メカニス?ムについて述べていきます。
脳とニューロン
『信号伝達?B』
信号が大きいと、ニューロンは次のニューロンへと信号を送り出す
ニューロン（神経細胞）の軸索を伝わってきた電気信号は、
ニューロンどうしのつなぎ目『シナプス』を化学信号となって飛び越え、
次のニューロンの樹状突起を電気信号として伝わっていく。
樹状突起の根元にはニューロンの本体『細胞体』があり、そこから信号の送り手『軸索』が伸びている。
さて、樹状突起を伝わる電気信号は、その後どうなるのだろうか？
普通は、細胞体から軸索へとそのまま伝えられると思う。
しかし、話はそう単純ではない。
細胞体で ”多数決” が行われるのだ。
各ニューロンには シナプスが数千から数万個 もあることを思い出して欲しい。
それぞれのシナプスから電気信号が足し合わされる 。
そしてその量が 一定量を超えたとき、はじめて軸索へと電気信号が送り出される のである。
このようにニューロンが興奮して信号を送り出すことを 『発火』 と呼んでいる。
一方、信号が一定量をこえない場合には、無視される。
つまり弱い信号いが少し伝えられたくらいでは『発火』は起きず、結果的にニューロンの回路を流れる信号が途切れる。その結果記憶もできない。
専門的には、シナプスから細胞体まで樹状突起を伝わる電気信号は『シナプス電位』、軸索を伝わる電気信号は『活動電位』と呼ばれている。
シナプス電位は、シナプスで信号が記憶される効率次第で大きさが変化する。
つまりアナログ信号だ。
一方の活動電位は、発生するかしないかの二者択一。
一度発生すると一定の大きさで伝わる。
こちらはデジタル信号だ。
このようにアナログ信号とデジタル信号を組み合わせることで、脳は柔軟な情報処理を行っている。
細胞体から活動電位が送り出されるには、大きなシナプス電位が必要
さて、本章では、脳の構造、及び脳の複雑な機能を担っているニューロンの基本について紹介した。
第３章以降からは、このようなニューロンで形成されている脳が生み出す、
私たちの様々な”能力”をみていく。
抑制性の信号を伝えるニューロン
ニューロンには 『発火』を促すような興奮性の信号 を伝えるものと、 逆に発火をおさえる抑制性の信号 を伝えるものがある。
興奮性の信号は主にプラスの電気を帯びたナトリウムイオンによって伝えられ、抑制性の信号は、主にマイナスの電気を帯びた塩素イオンによって伝えられる。
これらの 信号が足し合わされ、そのニューロンが『発火』するかどうかが決まる 。
参考文献：ニュートン別冊 脳力のしくみ 2018年7月15日発行
脳とニューロン
『信号伝達?B』
信号が大きいと、ニューロンは次のニューロンへと信号を送り出す
ニューロン（神経細胞）の軸索を伝わってきた電気信号は、
ニューロンどうしのつなぎ目『シナプス』を化学信号となって飛び越え、
次のニューロンの樹状突起を電気信号として伝わっていく。
樹状突起の根元にはニューロンの本体『細胞体』があり、そこから信号の送り手『軸索』が伸びている。
さて、樹状突起を伝わる電気信号は、その後どうなるのだろうか？
普通は、細胞体から軸索へとそのまま伝えられると思う。
しかし、話はそう単純ではない。
細胞体で ”多数決” が行われるのだ。
各ニューロンには シナプスが数千から数万個 もあることを思い出して欲しい。
それぞれのシナプスから電気信号が足し合わされる 。
そしてその量が 一定量を超えたとき、はじめて軸索へと電気信号が送り出される のである。
このようにニューロンが興奮して信号を送り出すことを 『発火』 と呼んでいる。
一方、信号が一定量をこえない場合には、無視される。
つまり弱い信号いが少し伝えられたくらいでは『発火』は起きず、結果的にニューロンの回路を流れる信号が途切れる。その結果記憶もできない。
専門的には、シナプスから細胞体まで樹状突起を伝わる電気信号は『シナプス電位』、軸索を伝わる電気信号は『活動電位』と呼ばれている。
シナプス電位は、シナプスで信号が記憶される効率次第で大きさが変化する。
つまりアナログ信号だ。
一方の活動電位は、発生するかしないかの二者択一。
一度発生すると一定の大きさで伝わる。
こちらはデジタル信号だ。
このようにアナログ信号とデジタル信号を組み合わせることで、脳は柔軟な情報処理を行っている。
細胞体から活動電位が送り出されるには、大きなシナプス電位が必要
さて、本章では、脳の構造、及び脳の複雑な機能を担っているニューロンの基本について紹介した。
第３章以降からは、このようなニューロンで形成されている脳が生み出す、
私たちの様々な”能力”をみていく。
抑制性の信号を伝えるニューロン
ニューロンには 『発火』を促すような興奮性の信号 を伝えるものと、 逆に発火をおさえる抑制性の信号 を伝えるものがある。
興奮性の信号は主にプラスの電気を帯びたナトリウムイオンによって伝えられ、抑制性の信号は、主にマイナスの電気を帯びた塩素イオンによって伝えられる。
これらの 信号が足し合わされ、そのニューロンが『発火』するかどうかが決まる 。
参考文献：ニュートン別冊 脳力のしくみ 2018年7月15日発行
2019年02月21日
『信号伝達』?A
最終的には、心の働きの脳内メカニス?ムについて述べていきます。
脳とニューロン
『信号伝達』?A
シナプスで、信号はどのように伝えられるのだろうか？
軸索を伝わってきた電気信号は、次のニューロン（神経細胞）の樹状突起へと伝えられなければならない。
しかし、簡単にはいかない。
軸索の末端と樹状突起とのつなぎ目 『シナプス』 に、実は すき間 があるのからだ。
ここを越えなければ、次のニューロンに信号は伝わらない。
そのためニューロンがとっている戦略は、 『電気信号』を『化学信号』に変換 し、化学物質を”投げ渡して”すき間を飛び越えるという方法だ。
軸索の末端に電気信号が行き着くと、カルシウムイオンチャンネルからカルシウムイオンが軸索末端の中に流れ込む。
するとこれをきっかけに、軸索末端の『シナプス小胞』からグルタミン酸などの化学物質がシナプスのすき間に放出される。
『電気信号』が『化学信号』に切り替えられるのである。
樹状突起側では、『受容体』が化学物質を待ち構えている。
受容体には開閉式の穴がある。
受容体に化学物質が結合すると、この穴が開いて、細胞外からナトリウムイオンが流れ込む。
ナトリウムイオンは電気を帯びているので、電気信号が生まれる。
つまり、 化学信号をが再び電気信号にもどった わけだ。
こうしてニューロンの信号は、シナプスのすき間を無事飛び越えるのである。
これにかかる時間は、わずか1000分の１秒程度である。
それにしてもニューロンは、なぜこんな手の込んだ信号伝達の方法をとっているのだろうか？
実はニューロンは、シナプスのすき間でやり取りされる 化学物質の量を変化 させている。
第３章で紹介する 記憶の増強 は、このような仕組みで引き起こされている。
なお、記憶を増強させるための手段として、化学物質の量の調節以外の仕組みも働いている。
それについても第３章で紹介する。
参考文献：ニュートン別冊 脳力のしくみ 2018年7月15日発行
脳とニューロン
『信号伝達』?A
シナプスで、信号はどのように伝えられるのだろうか？
軸索を伝わってきた電気信号は、次のニューロン（神経細胞）の樹状突起へと伝えられなければならない。
しかし、簡単にはいかない。
軸索の末端と樹状突起とのつなぎ目 『シナプス』 に、実は すき間 があるのからだ。
ここを越えなければ、次のニューロンに信号は伝わらない。
そのためニューロンがとっている戦略は、 『電気信号』を『化学信号』に変換 し、化学物質を”投げ渡して”すき間を飛び越えるという方法だ。
軸索の末端に電気信号が行き着くと、カルシウムイオンチャンネルからカルシウムイオンが軸索末端の中に流れ込む。
するとこれをきっかけに、軸索末端の『シナプス小胞』からグルタミン酸などの化学物質がシナプスのすき間に放出される。
『電気信号』が『化学信号』に切り替えられるのである。
樹状突起側では、『受容体』が化学物質を待ち構えている。
受容体には開閉式の穴がある。
受容体に化学物質が結合すると、この穴が開いて、細胞外からナトリウムイオンが流れ込む。
ナトリウムイオンは電気を帯びているので、電気信号が生まれる。
つまり、 化学信号をが再び電気信号にもどった わけだ。
こうしてニューロンの信号は、シナプスのすき間を無事飛び越えるのである。
これにかかる時間は、わずか1000分の１秒程度である。
それにしてもニューロンは、なぜこんな手の込んだ信号伝達の方法をとっているのだろうか？
実はニューロンは、シナプスのすき間でやり取りされる 化学物質の量を変化 させている。
第３章で紹介する 記憶の増強 は、このような仕組みで引き起こされている。
なお、記憶を増強させるための手段として、化学物質の量の調節以外の仕組みも働いている。
それについても第３章で紹介する。
参考文献：ニュートン別冊 脳力のしくみ 2018年7月15日発行
2019年02月20日
『信号伝達』
最終的には、心の働きの脳内メカニス?ムについて述べていきます。
脳とニューロン
『信号伝達』
ニューロンの信号には、二つの種類がある
『電気信号』 と 『化学信号』
電気信号は軸索と樹状突起で使われ、
化学信号はシナプスで使われている。
電気といえば、電線を流れる『電流』が思い浮かぶ。
電流は電子が電線の中を伝わっていく『現象』の事だが、
ニューロンの電気信号は、電子の流れではない！
軸索の表面には、 『ナトリウムイオンチャンネル』 と呼ばれる開閉式の穴がある。
この穴が開くと、電気を帯びた『ナトリウムイオン』が細胞の外側から一気に流れ込む。
これによって、軸索の内部に局所的な電流が発生する。
するとそれを感知したとなりナトリウムイオンチャンネルが穴を開き、新たにナトリウムイオンを招き入れる。
軸索では、このような反応が連鎖することによって電気信号が伝わる。
ちなみに脳のニューロンでは、軸索を電気信号が伝わる速さは、最大で秒速100mほど（時速360km！）である。
一般に電流は、遠くに伝われば伝わるほど弱くなる。電気抵抗が働くからだ。
ましてや金属ではないニューロンは、電線に比べるとはるかに電気を伝えにくい。
しかしながら、 ニューロンの軸索を伝わる電気信号は、弱まることはない！
ナトリウムイオンチャンネルが次から次と開き、新たにナトリウムイオンが流れ込むから、
電気信号が細長い軸索を伝わっている途中で途切れてしまうことはない。
また、 軸索が途中で枝分かれしても、同じ理由で電気信号が弱まることはない！
こうして、ニューロンの電気信号は、『同じ強さのまま』、軸索の末梢まで無事に伝えられ、数千から数万ものシナプスへと届けられる！
イオン透過
「生体膜におけるイオン選択的透過の謎に迫る」
■背景
私たちの細胞膜にはイオンチャネルと呼ばれるタンパク質が存在し、細胞膜を貫通する穴を作ることでイオンの通り道となっています。実はこの穴は単なる「穴」ではなく、真似しても到底作ることのできない「高効率フィルター」なのです。例えば、1分子のカリウムイオンチャネルはカリウムイオンを1秒間に1000万個以上のスピードで通すことができますが、カリウムイオンよりも少しだけ小さなナトリウムイオンはほとんど通しません。私たちの細胞膜に存在するたくさんのイオンチャネルにはこの様なイオン選択性があり、そのおかげで細胞内外のイオンバランスが維持され、時にこの「穴」が開閉することで様々な情報伝達信号が作られているのです（図1）。〜一般社団 日本生物物理学会HPより転載
参考文献：ニュートン別冊 脳力のしくみ 2018年7月15日発行
脳とニューロン
『信号伝達』
ニューロンの信号には、二つの種類がある
『電気信号』 と 『化学信号』
電気信号は軸索と樹状突起で使われ、
化学信号はシナプスで使われている。
電気といえば、電線を流れる『電流』が思い浮かぶ。
電流は電子が電線の中を伝わっていく『現象』の事だが、
ニューロンの電気信号は、電子の流れではない！
軸索の表面には、 『ナトリウムイオンチャンネル』 と呼ばれる開閉式の穴がある。
この穴が開くと、電気を帯びた『ナトリウムイオン』が細胞の外側から一気に流れ込む。
これによって、軸索の内部に局所的な電流が発生する。
するとそれを感知したとなりナトリウムイオンチャンネルが穴を開き、新たにナトリウムイオンを招き入れる。
軸索では、このような反応が連鎖することによって電気信号が伝わる。
ちなみに脳のニューロンでは、軸索を電気信号が伝わる速さは、最大で秒速100mほど（時速360km！）である。
一般に電流は、遠くに伝われば伝わるほど弱くなる。電気抵抗が働くからだ。
ましてや金属ではないニューロンは、電線に比べるとはるかに電気を伝えにくい。
しかしながら、 ニューロンの軸索を伝わる電気信号は、弱まることはない！
ナトリウムイオンチャンネルが次から次と開き、新たにナトリウムイオンが流れ込むから、
電気信号が細長い軸索を伝わっている途中で途切れてしまうことはない。
また、 軸索が途中で枝分かれしても、同じ理由で電気信号が弱まることはない！
こうして、ニューロンの電気信号は、『同じ強さのまま』、軸索の末梢まで無事に伝えられ、数千から数万ものシナプスへと届けられる！
イオン透過
「生体膜におけるイオン選択的透過の謎に迫る」
■背景
私たちの細胞膜にはイオンチャネルと呼ばれるタンパク質が存在し、細胞膜を貫通する穴を作ることでイオンの通り道となっています。実はこの穴は単なる「穴」ではなく、真似しても到底作ることのできない「高効率フィルター」なのです。例えば、1分子のカリウムイオンチャネルはカリウムイオンを1秒間に1000万個以上のスピードで通すことができますが、カリウムイオンよりも少しだけ小さなナトリウムイオンはほとんど通しません。私たちの細胞膜に存在するたくさんのイオンチャネルにはこの様なイオン選択性があり、そのおかげで細胞内外のイオンバランスが維持され、時にこの「穴」が開閉することで様々な情報伝達信号が作られているのです（図1）。〜一般社団 日本生物物理学会HPより転載
参考文献：ニュートン別冊 脳力のしくみ 2018年7月15日発行
2019年02月18日
『ニューロン』
最終的には、心の働きの脳内メカニス?ムについて述べていきます。
脳とニューロン
『ニューロン』
脳の高度な機能はニューロンがになっている！
ヒトの脳の中には1000億の ニューロン（神経細胞） があるといわれている。
ニューロンの本体『細胞体』から細長い突起が何本も出ている点だ。
ニューロンはこの突起を使って他のニューロンと接続し、信号のやり取りをしている。
突起は２種類ある。
信号の送り手となある『軸索』 と、
信号の受け手となる『樹状突起』
軸索は一つのニューロンに１本しかなく、
また樹状突起にくらべて細く長い場合が多い。
細胞体から出た１本の軸索は、ときに枝分かれしながらほかのニューロンの樹状突起につながる。
この つなぎ目は『シナプス』 と呼ばれている。
シナプスの数は一つのニューロンにつき数千から数万 にものぼる。
あるニューロンから出た信号は軸索を通り、数千から数万のシナプスを中継し、次のシナプスに到る。
脳の高度な機能は、このような複雑なニューロンの回路がになっている。
ニューロンには様々な種類がある。
たとえば、記憶に深く関わると考えられている『錐体細胞』と呼ばれるニューロンは大脳皮質や海馬に多く見られる。
三角錐のような形から、数本の樹状突起と１本の軸索が伸びている細胞である。錐体細胞の大きさは、樹状突起や軸索を入れてもせいぜい１mm程度。
他にも『顆粒細胞』『プルキンエ細胞』などが知られており、それぞれが脳のニューロンの回路の一部となって、脳の活動を支えている。
なお、脳以外にある神経細胞もニューロンと呼ばれており、たとえば脊髄の運動ニューロンは長さ数十cmにもなる。
参考文献：ニュートン別冊 脳力のしくみ 2018年7月15日発行
脳とニューロン
『ニューロン』
脳の高度な機能はニューロンがになっている！
ヒトの脳の中には1000億の ニューロン（神経細胞） があるといわれている。
ニューロンの本体『細胞体』から細長い突起が何本も出ている点だ。
ニューロンはこの突起を使って他のニューロンと接続し、信号のやり取りをしている。
突起は２種類ある。
信号の送り手となある『軸索』 と、
信号の受け手となる『樹状突起』
軸索は一つのニューロンに１本しかなく、
また樹状突起にくらべて細く長い場合が多い。
細胞体から出た１本の軸索は、ときに枝分かれしながらほかのニューロンの樹状突起につながる。
この つなぎ目は『シナプス』 と呼ばれている。
シナプスの数は一つのニューロンにつき数千から数万 にものぼる。
あるニューロンから出た信号は軸索を通り、数千から数万のシナプスを中継し、次のシナプスに到る。
脳の高度な機能は、このような複雑なニューロンの回路がになっている。
ニューロンには様々な種類がある。
たとえば、記憶に深く関わると考えられている『錐体細胞』と呼ばれるニューロンは大脳皮質や海馬に多く見られる。
三角錐のような形から、数本の樹状突起と１本の軸索が伸びている細胞である。錐体細胞の大きさは、樹状突起や軸索を入れてもせいぜい１mm程度。
他にも『顆粒細胞』『プルキンエ細胞』などが知られており、それぞれが脳のニューロンの回路の一部となって、脳の活動を支えている。
なお、脳以外にある神経細胞もニューロンと呼ばれており、たとえば脊髄の運動ニューロンは長さ数十cmにもなる。
参考文献：ニュートン別冊 脳力のしくみ 2018年7月15日発行
2019年02月13日
『脳の構造』
最終的には、心の働きの脳内メカニス?ムについて述べていきます。
脳の進化と成長
『脳の構造』
脳を解剖してくわしく見てみよう
脳はどのような構造をしているのか
脊椎動物の進化の初期の段階では、脳は単なる神経細胞が集まった”こぶ”のようなものに過ぎなかった。
ヒトへの進化の過程で、”こぶ”は大脳、間脳、中脳、小脳、延髄、脊髄からなる複雑な構造となり、個体の意地だけではなく高度な精神活動をつかさどる鳩となった。
大脳の表面は、厚さ２〜４mmの層におおわれている。この層は、約140億個の神経細胞（ニューロン）と、それを支える約400億個のグリア細胞から構成されている。ここが大脳皮質。
大脳皮質の中でも新しい皮質（ 新皮質 ）は高等動物ほど発達しており、霊長類では、 認知や思考、判断といった知的活動の場 となっている。
大脳の奥深くには尾状核、被殻からなる 大脳基底核があり、 大脳辺縁系 がその外側を取り巻いている。
大脳辺縁系は『たくましく生きていく』ための生の営み を担っている。この営みは個体の維持や、種族の保存といった 基本的生命活動 を推進するもので、 本能行動 と 情動行動 がある。
大脳辺縁系の重要な構成要素に、 海馬 と 扁桃体 がある。
『扁桃体』は本能行動や情動行動 に、 『海馬』は記憶の形成 に大きな役割を果たしている。
人類の心の働きには、大脳辺縁系が大きく関わっている 。
脳幹＝ 延髄 ；呼吸や血管の収縮拡張をつかさどる+ 橋 ；三叉神経、外転神経、顔面神経、前庭神経といった脳神経核があり、多くの伝導路が通過する他、大脳皮質からの運動性出力を小脳へと伝える+ 中脳 ；視覚や聴覚の情報を中継する。運動の制御に関連する。
小脳 ；空間的位置を保つ、抗重力筋を支配する。細かい動作の際に必要なブレーキの役割を果たす。
間脳 （視床；嗅覚以外の感覚情報を中継する、視床下部；体の自律機能、内臓機能、内分泌機能をつかさどる。
＜大脳辺縁系＞
扁桃体 ；食物摂取や外敵への攻撃、逃避などの個体保存のための本能行動をつかさどる。情動の発言にも関わる。
海馬 ；記憶の形成に重要な役割を果たす。
海馬傍回；記憶の形成に重要な役割を果たす。
脳弓；乳頭体と海馬をつなぐ。
乳頭体；視床下部の一部を構成する。
帯状回；海馬傍回とともに辺縁皮質の中核をなす。
参考文献：ニュートン別冊 脳力のしくみ 2018年7月15日発行
脳の進化と成長
『脳の構造』
脳を解剖してくわしく見てみよう
脳はどのような構造をしているのか
脊椎動物の進化の初期の段階では、脳は単なる神経細胞が集まった”こぶ”のようなものに過ぎなかった。
ヒトへの進化の過程で、”こぶ”は大脳、間脳、中脳、小脳、延髄、脊髄からなる複雑な構造となり、個体の意地だけではなく高度な精神活動をつかさどる鳩となった。
大脳の表面は、厚さ２〜４mmの層におおわれている。この層は、約140億個の神経細胞（ニューロン）と、それを支える約400億個のグリア細胞から構成されている。ここが大脳皮質。
大脳皮質の中でも新しい皮質（ 新皮質 ）は高等動物ほど発達しており、霊長類では、 認知や思考、判断といった知的活動の場 となっている。
大脳の奥深くには尾状核、被殻からなる 大脳基底核があり、 大脳辺縁系 がその外側を取り巻いている。
大脳辺縁系は『たくましく生きていく』ための生の営み を担っている。この営みは個体の維持や、種族の保存といった 基本的生命活動 を推進するもので、 本能行動 と 情動行動 がある。
大脳辺縁系の重要な構成要素に、 海馬 と 扁桃体 がある。
『扁桃体』は本能行動や情動行動 に、 『海馬』は記憶の形成 に大きな役割を果たしている。
人類の心の働きには、大脳辺縁系が大きく関わっている 。
脳幹＝ 延髄 ；呼吸や血管の収縮拡張をつかさどる+ 橋 ；三叉神経、外転神経、顔面神経、前庭神経といった脳神経核があり、多くの伝導路が通過する他、大脳皮質からの運動性出力を小脳へと伝える+ 中脳 ；視覚や聴覚の情報を中継する。運動の制御に関連する。
小脳 ；空間的位置を保つ、抗重力筋を支配する。細かい動作の際に必要なブレーキの役割を果たす。
間脳 （視床；嗅覚以外の感覚情報を中継する、視床下部；体の自律機能、内臓機能、内分泌機能をつかさどる。
＜大脳辺縁系＞
扁桃体 ；食物摂取や外敵への攻撃、逃避などの個体保存のための本能行動をつかさどる。情動の発言にも関わる。
海馬 ；記憶の形成に重要な役割を果たす。
海馬傍回；記憶の形成に重要な役割を果たす。
脳弓；乳頭体と海馬をつなぐ。
乳頭体；視床下部の一部を構成する。
帯状回；海馬傍回とともに辺縁皮質の中核をなす。
参考文献：ニュートン別冊 脳力のしくみ 2018年7月15日発行
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2019年02月12日
『神経回路の変化』
最終的には、心の働きの脳内メカニス?ムについて述べていきます。
脳の進化と成長
『神経回路の変化』
子どもの脳では、神経伝達物質の種類が変化する
乳幼児は、細やかな指の動きができない。
これは指を動かすための神経細胞のネットワーク（神経回路）が必要以上に広くつながりあっているため。
成長とともに不要な回路がなくなって必要な回線だけが残り 、細かい指の動きができるようになる。
成長中の脳では、神経細胞のつながり方だけではなく、神経細胞自体の性質もたくみに変化する。
具体的には二つの変化が起きる。
一つは、神経伝達物質に対する反応変化だ。ある神経細胞は、 神経伝達物質 として 『GABA（γアミノ酪酸）』 という物質を放出する。
GABA を受け取った別の神経細胞は、最初のころは電気信号が発生する反応（ 『興奮』 ）を示す。
ところが、 成長とともに、電気信号の発生がおさえられる反応（『抑制』） を示すようになる。
成長とともに正反対の反応 になる。
この変化が起こることで、 神経細胞に余計な興奮がおきなくなり、必要以上に情報が広がるのを防げる ようになる。
もう一つの変化は、 成長にともなって、使用する神経伝達物質が変わる のだ。
生理学研究所 鍋倉淳一教授らは、マウスの聴覚に関わる神経細胞で、成長とともに神経伝達物質が 『GABA』から『グリシン』へと切り替わる 現象を発見した。 グリシンはGABAより反応時間が短い神経伝達物質 だ。「反応時間が短いグリシンを使うことで、ネットワークが活動するタイミングの精度が上がると考えられる（鍋倉教授）」。
参考文献：ニュートン別冊 脳力のしくみ 2018年7月15日発行
脳の進化と成長
『神経回路の変化』
子どもの脳では、神経伝達物質の種類が変化する
乳幼児は、細やかな指の動きができない。
これは指を動かすための神経細胞のネットワーク（神経回路）が必要以上に広くつながりあっているため。
成長とともに不要な回路がなくなって必要な回線だけが残り 、細かい指の動きができるようになる。
成長中の脳では、神経細胞のつながり方だけではなく、神経細胞自体の性質もたくみに変化する。
具体的には二つの変化が起きる。
一つは、神経伝達物質に対する反応変化だ。ある神経細胞は、 神経伝達物質 として 『GABA（γアミノ酪酸）』 という物質を放出する。
GABA を受け取った別の神経細胞は、最初のころは電気信号が発生する反応（ 『興奮』 ）を示す。
ところが、 成長とともに、電気信号の発生がおさえられる反応（『抑制』） を示すようになる。
成長とともに正反対の反応 になる。
この変化が起こることで、 神経細胞に余計な興奮がおきなくなり、必要以上に情報が広がるのを防げる ようになる。
もう一つの変化は、 成長にともなって、使用する神経伝達物質が変わる のだ。
生理学研究所 鍋倉淳一教授らは、マウスの聴覚に関わる神経細胞で、成長とともに神経伝達物質が 『GABA』から『グリシン』へと切り替わる 現象を発見した。 グリシンはGABAより反応時間が短い神経伝達物質 だ。「反応時間が短いグリシンを使うことで、ネットワークが活動するタイミングの精度が上がると考えられる（鍋倉教授）」。
参考文献：ニュートン別冊 脳力のしくみ 2018年7月15日発行
