神経系の構造と機能
・神経系の区分
神経系■ |
中枢神経 |
脳 脊髄 |
末梢神経■ |
体性神経■ | 運動神経 感覚神経 |
自律神経■ | 交感神経 副交感神経 |
・中枢神経系の機能区分
・大別すれば、
大脳、間脳、中脳、小脳、延髄からなる。
・延髄、橋(きょう)、小脳(間脳)、をまとめて脳幹という。
・間脳とは、視床、視床下部のことである。
<各部位の機能> |
脳幹 | 脊椎動物に共通して存在し、基本的な生命活動を担う。 (覚醒・睡眠、呼吸、心血管などの調節) |
延髄・橋 | 頭部と頚部の運動と知覚、味覚、聴覚の特殊化した感覚を担当。 脊髄からの知覚情報を中継。小脳や大脳からの運動情報を中継。 |
中脳 | 視覚や聴覚入力の中継と調整。 |
小脳 | 運動機能の調整および運動的な手続き記憶など。 |
間脳 | 視床→末梢から大脳皮質に至る知覚神経の中継点。情報の調整。 視床下部→自律神経系と脳下垂体を支配。 |
大脳 | 大脳皮質→知覚、記憶、言語、判断、認知など高次の知的機能を担当。 大脳辺縁系→系統発生的に古い部分で、情動や本能の働きに関わる。(扁桃体、海馬など) |
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■■ | 反射が主要な機能。 └→感覚情報を元に、すぐさま体を動かすこと。 ■■高次の処理を経ず、運動神経にダイレクトに伝わる。 ■■(すぐに危険から遠ざかるため) |
脳の下請け的な機能。 |
・ニューロン・シナプスと情報伝達
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脳はニューロン(神経細胞)とグリア細胞が多数集まって作られている。
※グリア細胞は、ニューロンを空間的に支えたり、栄養を与えたり、老廃物を処理する細胞である。 |
■ | ・樹状突起 dendrite |
■ | 神経細胞の細胞体から比較的短く枝状に伸びている細胞突起で、数本から数十本存在する。
樹状突起には多くのシナプス結合部位があり、他の神経細胞の神経終末からの信号を受け取り、シナプス電位を発生する。
情報を受けるための神経線維である。 |
・軸索 axon (神経線維) |
■ | 神経細胞の細胞体から発する1本の長い突起。
軸策の末端は分枝し、神経終末となり、他の神経細胞または筋とシナプス結合し、神経細胞あるいは筋に信号を伝達する。
情報を送り出すケーブルのようなものである。 |
・細胞体 |
■ | ニューロンの本体(エネルギー消費etc.) |
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ニューロンは情報を伝えるのに、電気的な活動(活動電位)を行うが、軸策から次のニューロンのつなぎ目であるところにくると、今度は化学的な伝達物質を分泌して情報を伝達する。
情報を受け取る側のニューロンは、分泌された伝達物質を受け取る受け皿としての「受容体(レセプタ)」を持っている。このレセプタが伝達物質を受け取ると、受けたニューロンに電気的活動が生じて、伝達されていく。 |
・大脳皮質の機能
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・脳葉 |
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前頭葉 | 感覚や記憶を元に行動を組み立て実行する。運動性言語(ブローカ野)を扱う。 (プランニング、ワーキングメモリー) |
側頭葉 | 聴覚と形態の視覚情報の処理。 |
頭頂葉 | 対象の位置や動きなど、空間的な視覚情報と体性感覚。感覚性言語(ウェルニッケ野)を扱う。 |
後頭葉 | 視覚情報の処理。 |
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・連合野 |
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大脳新皮質の中で感覚野、運動野に属さない部位の総称。
第一次感覚野からの情報を組み合わせたり、記憶として貯えたりする。
連合野の中でも最も高度な処理に関わるのが前頭連合野で、他の連合野からの情報・記憶を組み立てる(プランニング)働きを担う。
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・大脳皮質の区分とカラム構造 |
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・Brodmannの脳地図 Brodmann's brain map |
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ヒトの大脳皮質は大部分6層構造をなしているが、脳部位によりその構造は異なっている。(細胞構築)。
大脳皮質を細胞構築の違いにより52の領野に分け、各部位に番号を振ったもののことである。(1〜52までの48の領野) |
・カラム構造 columnar structure |
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同じ特性をもつ細胞が並んでいる構造のこと。
カラム:大脳皮質の基本的な機能単位。モジュールを構成。 |
出力ニューロン | 脳の他の部分へ情報を送り出す。 |
内在ニューロン | 皮質内で情報をやり取りする。 |
求心線維 | 脳の他の部分から大脳皮質に情報を伝える。 |
カラムではこれら3つが一定の規則で互いに結合して単位となっている。
1つのカラムは数万個のニューロンを含み、円柱ないし直方体の形をしている。
カラム構造は、第一次体性感覚野や第一次視覚野(V1; 第17野)などで見られる。
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※大脳皮質 cerebral cortex |
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大脳半球の外套の表層に見られる1.5mmから4mmの灰白質(ニューロンの集まり)の部分のこと。(白質−軸索の束)
系統発生的に古い古皮質・原皮質と新しい新皮質に分けられる。
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・自律神経系
■ | ・交感神経系 sympathetic nervous system |
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主に「闘うか逃げるか」といった緊急事態への準備をさせる。
交感神経系が優位であると、ノルアドレナリンが神経系の末端から分泌され、心拍数や呼吸数の上昇や消化活動の抑制などが見られる。
異化作用(エネルギーを動員する準備をする)をもち、拡散的・持続的である。 |
・副交感神経系 parasympathetic nervous system |
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リラックス時や普段にエネルギーを蓄える。
副交感神経系が優位であると、アセチルコリンが神経系の末端から分泌され、心拍数や呼吸数の低下や消化活動の促進などが見られる。
同化作用(エネルギーを蓄える)をもち、局所的・短期的である。 |
自律神経系 | 瞳孔 | 呼吸 | 心臓の拍動 | 末梢血管 | 立毛筋 | 消化活動 | 血糖値 |
交感神経系 | 拡大 | 促進 | 促進 | 収縮 | 収縮 | 抑制 | 上昇 |
副交感神経系 | 縮小 | 抑制 | 抑制 | 分布せず | 分布せず | 促進 | 低下 |
多くの臓器は交感神経系と副交感神経系の二重支配を受けており、その作用は拮抗的である。
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