情報伝達の元

脳の仕組み ⇒ 脳とは何か ⇒ 情報伝達の元


脳とは何か



シナプス

脳の神経細胞 ←|→ 情報伝達の仕組み




◆ 神経細胞間の接続部



シナプスとは神経細胞間の接続部。脳の神経細胞間の情報伝達の要。
樹状突起と軸索が他の神経細胞と接続して情報を受け渡ししているが、完全には接続していない。


軸索の先端は枝分かれして他の神経細胞と繋がっている様に見える。
が、実際には繋がっていなくて20〜30ナノメートルの隙間がある。


では一体どうやって情報交換するのか?答えは神経伝達物質がこの隙間を飛んで行く事で伝達される。
この仕組みについては後述。


このシナプスは1個の神経細胞に平均1万個ほど有る。神経細胞同士のネットワークがいかに密で有るかが解る。


ネットワークは3歳位までに完成されるが、シナプスの数自体は生後1年目位が最も多い。


シナプス




臨界期


◆ 3歳位までにネットワークが完成


シナプスを介しての神経細胞ネットワークは、人によって違っている。


神経細胞が樹状突起や軸索を伸ばしてシナプスを作り、特定の機能を果たすネットワークを集中的に作る時期がある。


この時期のことを「臨界期」と言う。


また、神経細胞がシナプスを作って他の神経細胞とネットワークを作る時に、特定の刺激が無いと、その刺激に対応する機能のネットワークは作られない。


人間の場合、3歳位までにネットワークを完成させるので、その間の生活環境がどうだったかによって、後々の脳の働きに影響を及ぼしてしまうと考えられている。


例えば、子猫に縦縞まだけを見せて育てると、成長しても横縞を認識出来なくなってしまう。
横縞の視覚情報が目から脳に伝わっても脳は無地と認識する。


臨界期に横縞の刺激が与えられなかった為、横縞を認識するネットワークが作られなかったからだ。


臨界期


情報は電気信号で伝えられる


◆ 情報は電気信号として伝達


目の物を見たり、音楽を聞いたりしても、画像や音声がそのまま脳に行って画像処理や音声処理をしている訳では無い。


実は全ての情報は電気信号として伝達されている。
では電気信号がどの様にして生まれているのか?


細胞を取り巻く膜の内側と外側にはイオンが存在していて、外側ではプラスイオンのナトリウムイオンが多くプラスのカリウムイオンが少ない。


内側はその反対でカリウムイオンが多く、ナトリウムイオンが少ない。


神経細胞が他の神経細胞から情報を受取ると、膜の内側と外側のナトリウムイオンやカリウムイオンがセッセと行き来する。


すると、内外のイオン状態がプラスになったりマイナスになったりして、その変化が電気信号を生む。


情報伝達は電気信号


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神経細胞を走る電気情報


◆ ナトリウムイオンとカリウムイオン


神経細胞の膜にはナトリウムイオンだけを通す穴、カリウムイオンだけを通す穴がある。
何もしていない状態の神経細胞ではカリウムイオン穴が開いていて、ナトリウムイオン穴は閉じている。


イオンは濃度が濃い方から薄い方へ流れる性質がある。


その為、開いている穴からプラスのカリウムイオンが外側で出ようとして内側がマイナスになっている。
ここで、他の神経細胞から情報が入ると、カリウムイオン穴が閉じ、ナトリウムイオン穴が開く。


この結果内側がプラスになる。
この直ぐ後にカリウムイオン穴が開いてイオンが外に出て、またマイナスに戻る。


この変化は1000分の1秒で行われる。
この様に神経細胞の内と外のイオン変化によって電気信号が生まれる。


この信号を活動電位(インパルス)と言う。情報の内容によって電位は異なる。
活動電位は連鎖的に軸索を進み、先端で他の神経細胞に伝えられる。


電線を電気が伝わる場合は途中で減衰するが、軸索を伝わる活動電位は減衰すること無くスーっと進む。


走る電気情報


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