神経細胞 neuron の概要: 分類、機能、神経系など

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このページの最終更新日: 2022/05/16

  1. 概要: 神経細胞とは
  2. ニューロンの分類
    • 機能による分類
    • 形態による分類
    • 神経伝達物質による分類
  3. ニューロンの分裂
  4. 神経系
  5. 別ページ: 電極による神経活動の記録 (電気生理)

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概要: 神経細胞とは

神経細胞 neuron は、情報処理と情報伝達に特化した多細胞動物に特有の細胞である。下の図 (Public domain) のように、

  1. 核のある 細胞体 (cell body or soma)
  2. 長い 軸索 axon
  3. 樹状突起 dendrite

から構成される。 このサイトでは、日本語の「神経細胞」と英語の「ニューロン」はとくに区別せず、同じ意味で用いることにしている。


ニューロンの模式図

樹状突起は他のニューロンから情報を受け取る役割 (入力)を、軸索は他の細胞に情報を伝える役割 (出力)を果たす。軸索の末端と樹状突起の間には、シナプス synapse と呼ばれる隙間がある。

円口類以外の脊椎動物では、軸索は 髄鞘 (ミエリン鞘) と呼ばれる絶縁体で覆われている。髄鞘には一定の間隔で ランビエ絞輪 node of Ranvier と呼ばれる隙間がある。電気信号はここを跳躍伝導によって伝わっていく。


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ニューロンの分類

機能による分類

ニューロンは、機能に応じて以下の 3 種類に分類される。

  1. 感覚器 (目、鼻など)からの刺激を中枢 (脳、脊髄など)に伝える 感覚ニューロン sensory neuron
  2. 中枢においてニューロン同士を繋げている 介在ニューロン intermediate neuron
  3. 中枢からの命令を末梢 (筋肉など)に伝える 運動ニューロン motor neuron

介在ニューロンには多くの種類が存在し、マーカー分子の発現と投射様式で分類されている。パルブアルブミン parvalbumin (PV) を発現する PV neuron が約 25% を占める (1)。


形態による分類

髄鞘に覆われたものを有髄神経、覆われていないものを無髄神経という。有随神経では、跳躍伝導 saltatory conduction によって信号が伝わる。これは無随神経の伝達より速い。体内の状況をモニターする神経の多くは無随神経である (2)。たとえば、迷走神経 vagus nerve の80%はミエリン鞘がなく、残りの20%も少ない。

最も一般的なニューロンの形態は、図 (6) に示すような錐体細胞 pyramidal neuron である。大脳皮質 cortex および海馬 hippocampus の主要な神経細胞であり、上記の模式図に示されたような軸索や樹状突起をもつ。


Pyramidal cell

神経伝達物質による分類

ニューロンはシナプスから神経伝達物質を放出する。その種類によって分類することもできる。

  • グルタミン作動性ニューロン Glutamatergic neuron
  • GABA 作動性ニューロン GABAergic neuron
  • ドーパミン作動性ニューロン Dopamatergic neuron

などが有名である。

この「作動性」という言葉はよく混乱のもととなるが、「放出」の意味である。つまり Glutamatergic neuron は グルタミン酸 を放出するニューロンである。

なお、一般に Glutamatergic neuron は興奮性、GABAergic neuron は抑制性であるとされる。これは、神経伝達物質を受け取ったニューロンの膜電位が脱分極の方向へ向かうか、過分極の方向へ向かうかを表している。興奮性の神経伝達は活動電位を発生させる方向に働く。

神経伝達物質の種類によっては、興奮および抑制が受容体によって決定される場合がある。たとえばドーパミンには複数の受容体があり、D1 受容体は興奮性の刺激を、D2 受容体 は抑制性の刺激を伝える。

ニューロンの分裂

ニューロンは、一般に成長過程でのみ分裂するとされている。つまり、成体になってからは分裂することがなく、それゆえにニューロンが死亡する アルツハイマー病 などの病気の治療が難しいわけである。

これは、ニューロンが 細胞周期 の G0 期に入ることによる。Rb ファミリータンパク質の欠損によって、一部のニューロンが増殖を始めることから、このタンパク質がニューロンの分裂に関わっていると考えられている (4)。

神経系

神経系 nervous system は、

The system of cells and tissues in multicellular animals by which information is conveyed between sensory cells and organs and effectors (such as muscles and glands)

と定義されている (5)。

  • 中枢神経系 central nervous system: 脊椎動物では脳 brain、脊髄 spinal cord から成る。無脊椎動物では nerve cord および ganglion から成る。
  • 抹消神経系 peripheral nervous system: 中枢神経以外の神経と定義される。体の各所に存在する神経系。

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References

  1. 橋本ほか 2010a (Review). 統合失調症と大脳皮質GABA神経伝達異常. 精神神経学雑誌 112, 439-452.
  2. Damasio and Carvalho 2013aR (Review). The nature of feelings: evolutionary and neurobiological origins. Nat Rev Neurosci 14, 143-152.
  3. 銅谷 2005a (Review). ニューロンのデータ解析. 数理科学 507, 1-8.
  4. なぜニューロンは増えないのか? ~脳梗塞などで脱落するニューロンを分裂させて補充する革新的な再生医療への期待~ Link: Last access 2021/07/04.
  5. A Dictionary of Biology (Oxford Paperback Reference).
  6. By The original uploader was Cahass at English Wikipedia - Transferred from en.wikipedia to Commons., CC BY-SA 3.0, Link

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