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身体のネットワーク、神経系の15の大事なお話

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本記事は、15 Mind-boggling Facts About The Nervous System
翻訳・再構成したものです。
配信元または著者の許可を得て配信しています。

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読了時間 : 約6分2秒

神経系は、動物の臓器と神経線維の複雑なネットワークであり、環境の変化を感知し、体のさまざまな部分との間で信号を送受信することによってその作用を調整するために連携して機能します。

 

神経系は、私たちを含むほとんどすべての多細胞生物に見られますが、複雑さのレベルは大きく異なります。スポンジ、平板動物門、および中生動物は、神経系がないか単純化されている唯一の多細胞生物です。

 

神経系は、特に人間の場合、複雑であるため、医学で最も広く研究されている分野の1つです。以下に、最も興味深い事実のいくつかをまとめました。

 

興味深い事実

1.神経系は2つの部分で構成されています。中枢神経系と末梢神経系。

 

2.脊髄は脳と連携して働き、脳との間で信号を体のさまざまな部分に伝達します。

ただし、場合によっては、脊髄が独立して作用することがあります。言い換えれば、脊髄は脳の同意なしに直接筋肉に信号を送ることができます。

 

3.人間の脊髄は31の神経セグメントに分割され、そのうちの12は胸椎、8つの頸椎、5つの腰椎、5つの仙骨、1つの尾骨です。

比較すると、牛には37個、馬には42個の脊髄セグメントがあります。

脊髄のセグメント| 画像提供:Cancer Research UK

 

4.神経細胞によって伝導される電気インパルスは、毎秒100メートルの最大速度で移動します。

 

5.成人の脳の平均体重は約1400gまたは3ポンドです。しかし、それはあなたの総血液と酸素供給の約20パーセントを必要とします。

 

6.おそらく、平均的な人体で最も長いニューロンは、実際には、つま先から脊椎まで走る坐骨神経(最大の神経)の一部です。

 

7.中枢神経系と末梢神経系の違い

脊椎動物では、神経系は2つの部分に分かれています。中枢神経系(CNS)と末梢神経系(PNS)。中枢神経系は主に脳と脊髄で構成されています。

 

一方、末梢神経系は神経と神経細胞で構成されています。言い換えれば、脳と脊髄の外側にあるものはすべて末梢神経系の一部です。

 

私たちが知っているように、脳は人間(または動物)の体の他の器官に対して最も重要な制御を行使します。それは、感覚および運動情報を処理し、ほとんどの場合、脊髄を介して協調応答を引き起こすことを任務としています。

 

神経と神経節で構成される末梢神経系は、さまざまな臓器、手足、および体の他の部分を中枢神経系に接続します。その目的は、脳と脊髄との間で情報を中継することです。

 

8.PNSには体性神経系と自律神経系の2つのセグメントがあります。

末梢神経系の広大なネットワークは、体性神経系と自律神経系の2つのセクションに分かれており、それぞれに特定の機能セットがあります。

 

体性神経系は、体の自発的な動きに責任があります。それは、体のさまざまな部分から中枢神経系に感覚情報を運ぶ感覚神経で構成されており、運動神経はCNSから筋肉にフィードバック信号を送信します。

 

自律神経系は、不随意筋を制御し、咳、くしゃみ、心拍数、排尿、瞳孔反応などの生理学的および反射的行動に影響を与えます。自律神経系はさらに3つの部分に分けることができます。交感神経系、副交感神経系、腸管神経系。

 

9.約6億年前に生命体に最初に現れた神経組織

神経系を持つ単純相称動物の体| 画像提供:ウィキメディアコモンズ

 

人間と地球上のほとんどの動物は左右相称動物であり、左右対称の種、または簡単に言えば、鏡のような反対側(左右と前後)を持っています。

 

科学的理解によると、左右相称動物は、約5億5000万年から6億年前のエディアカラ生物群(エディアカラ生物群)の間に出現した初期の虫のような生物から進化したものです。

 

最も単純な左右相称動物は、口から肛門までまっすぐに走る中空の腸を持つ管状の体を持っています。その神経系は、「脳」と呼ばれる、口の近くにある神経節、ニューロン細胞のグループを備えた単一の神経索で構成されています。

 

10.ニューロンにはさまざまな種類があります

人体のニューロンや神経細胞は、さまざまな形や大きさで存在します。それらは、それらの機能および構造または形態に基づいて大まかに分類することができます。ニューロンの最も初期の既知の分類は、イタリアの病理学者Camillo Golgiによって行われ、ニューロンは2つのタイプに分類されました。1つは長い軸索(タイプI)を持ち、もう1つは小さな軸索(タイプII)を持ちます。

 

ニューロンは、感覚ニューロン、運動ニューロン、介在ニューロンなど、その機能に基づいて最も広く分類されています。構造に基づいて、ニューロンは次のように分類できます。

構造に基づいたさまざまな種類のニューロン。1.ユニポーラ、2。バイポーラ、3。マルチポーラ、および4.疑似ユニポーラ| 画像提供:ジョナサンハース/ウィキメディアコモンズ

 

単極:単一の神経突起(樹状突起または軸索のいずれか)が細胞体から伸びています。

双極:細胞体からの2つの伸長、1つの軸索と1つの樹状突起を持つニューロン。人間のほとんどの感覚ニューロンは双極ニューロンです。

多極:樹状突起が2つ以上あるが、軸索が1つしかないニューロン。中枢神経系のニューロンの大部分は多極ニューロンです。それらは周辺にも見られます。

疑似単極:疑似単極ニューロンには軸索が1つしかなく、2つの枝に分かれています。ニューロンの一方の端は末梢神経系に接続されており、もう一方の端は中枢神経系に接続されています。

 

11.典型的なニューロンは4つの異なる部分で構成されています

画像提供:BruceBlaus

 

私たちがすでに学んだように、人体にはさまざまな種類のニューロンがあり、それらはさまざまな形とサイズで提供されます。ただし、典型的なニューロンまたは神経細胞は4つの主要な部分で構成されています。相馬、軸索、樹状突起、および軸索終末です。

 

ニューロンの体細胞領域には核が含まれており、そこでタンパク質合成のほとんどが行われます。軸索は、接続されたニューロンと筋肉に電気インパルスを送信する神経細胞の拡張です。軸索のもう一方の端には、シナプスを含む軸索終末があります。これは、ニューロンが他のニューロンに電気信号を送信できるようにする特殊な構造です。

 

12.神経系は多くの病気にかかりやすい

末梢神経系と比較して、CNSは物理的および化学的損傷または障害を防ぐより堅固な防御機構を持っています。しかし、中枢神経系に関連する病気ははるかに深刻で破壊的です。

 

末梢神経への損傷の一般的な用語は、ニューロパシーまたは末梢ニューロパシーです。さらに、影響を受ける神経の数(単神経障害または多発神経障害)、種類(自律神経、運動、または感覚)などに基づいて分類できます。身体的損傷とは別に、末梢神経障害は急性ビタミン欠乏症、重金属中毒、およびさまざまな遺伝的および代謝的状態です。

健康な人の脳代謝と麻薬中毒者の脳代謝を比較するPETスキャン| 画像提供:国立衛生研究所

 

中枢神経系疾患は、脳と脊髄の損傷または損傷を意味します。CNS障害は、依存症(通常は薬物)からADHD、自閉症、うつ病にまで及ぶ可能性があります。脳炎、てんかん(発作)、多発性硬化症などのより重篤な症状は致命的となる可能性があります。

 

特定の神経学的状態では、個人は、完全に亡くなる前にニューロン機能が徐々に失われ、認知症、失見当識、運動障害、および振戦を引き起こします。そのような病気は神経変性疾患として分類されます。

 

13.視神経は中枢神経系の一部です

網膜から脳に視覚情報を中継する視神経は、12対の脳神経と末梢神経系の構成要素の1つに分類されます。しかし、視神経の構造的性質により、視神経は中枢神経系の不可欠な部分になっています。

 

視神経線維は、電気インパルスのより速い伝達を可能にする脂肪絶縁物質であるオリゴデンドロサイトミエリン鞘で覆われています。それは脳と脊髄に存在します。

 

人間の視覚系の概略図| 画像提供:MiquelPerellóNieto

 

視神経といえば、人間の脳内でのその位置や経路も非常に魅力的です。網膜から受け取った視覚情報は、脳のいずれかの半球の視覚野に到達する前に、外側膝状体(視床内)として知られるリレーセンターを介して最初に処理されます。

 

右半球にある視覚野は、目の左視野から情報を受け取ります(図を参照)。同様に、左の視覚野は右の視野から信号を受け取ります。

 

14.ミラーニューロンの奇妙な事例

生まれたばかりのサルは舌の表情を模倣します

 

1980年代後半から1990年代初頭にかけて、パルマ大学の神経生理学者のチームは、運動機能を専門とする脳ニューロンを研究するためにアカゲザルを研究しました。

 

驚いたことに、チームは、サルの脳ニューロンの特定のグループが、特定の活動を実行したときだけでなく、たとえば食べ物を拾うときだけでなく、誰かが彼らの前でその行動を模倣したときにも活性化することを発見しました。

 

その後の研究では、言語理解とさまざまな認知課題に関連する前頭葉の小さな領域であるブローカ野は、そのようなニューロンが最初に発見されたサルの腹側運動前野と相同であるという考えが提唱されました。

 

それは、人間や他の霊長類の手、口、顔のジェスチャーへのミラーニューロンの関与についての憶測につながりました。さらに、この分野の多くの専門家は、ミラーニューロンシステムをリンクして、人間の共感と自閉症を説明しました。

 

最近の研究では、以前に予想されていたよりもはるかに広いネットワーク上にミラーニューロンが存在することが確認されています。これには、運動前野、一次体性感覚野、および下頭頂小葉が含まれます。

 

15.人間の脳は860億個のニューロンで構成されています

人間の脳に存在するニューロンの数に関する一般的な信念は、それが天の川の星の総数である約1,000億に等しいというものです。かなりの期間、神経内科医はそのような類推に多かれ少なかれ同意してきましたが、どちらの前置詞も経験的に支持されていません。

 

しかし、最近の研究によると、人間の脳のニューロンの総数は約860億になる可能性があります。これは、以前に予想された量よりもかなり少ないです。研究者は、脳の単一部分のニューロンの総量を集計し、脳の体積に基づいて最終的な数を推定することによって、この数を取得しました。

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