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2011年2月 5日 (土)

脳内情報伝達の新たな調節機構を発見

脳内情報伝達の新たな調節機構を発見
~活動電位が軸索の伝導中に
アナログ変調される~

平成23年2月4日
東京大学
科学技術振興機構(JST)

詳細は、リンクを参照して下さい。

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<発見の大意>
 脳の中の情報は、活動電位による神経伝導
と化学物質によるシナプス伝達によって
伝えられます。

 私たちは今回、これまでの通説と異なり、
伝導中の活動電位がアナログ的に変調される
ことを見いだしました。

 現在の教科書的な理解では、神経細胞は
アナログ入力をデジタル出力する
「アナログ→デジタル変換素子」です。

 つまり、軸索起始部で発生した活動電位
は、その後、減衰することなく軸索の終末
まで均一に伝播し、シナプス出力に直結
します。

 この原理は「all-or-noneの
法則(悉無(しつむ)則)」注1)と
呼ばれ、広く知られている基本法則です。

 ところが東京大学 大学院薬学系研究科の
池谷 裕二 准教授らは今回、こうした
古典的な構図に反し、「活動電位が
軸索伝導中に変形されうる」こと、そして、
「その変形によってシナプス出力が
アナログ的に変調され」、「この調節に
おそらくアストログリア注2)が関わる」
という驚くべき現象を見いだしました。

 神経細胞によってデジタル変換された
信号が、アストログリアの働きで、
アナログ的に変調されるという、
従来考えられていた以上に、はるかに高精度
な情報処理が脳細胞で行われている可能性が
あると考えられます。

 本研究は、JST 戦略的創造研究推進
事業 個人型研究(さきがけ)「脳情報の
解読と制御」研究領域における研究課題
「神経回路網が示す自発的可塑性のルール
抽出と制御」(研究者:池谷 裕二)の一環
として行われ、本研究成果は、
2011年2月4日(米国東部時間)発行
の米国科学雑誌「Science」に
掲載されます。
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>all-or-noneの法則
(悉無(しつむ)則)
>生体において、刺激が閾値(いきち)以下
>では反応は全く起こらないが、
>それを超えると一定の反応が現れる、
>しかも それ以上刺激を強めても
>その反応が大きくなることはない
>という法則。
があったのだが、

>こうした古典的な構図に反し、
>「活動電位が軸索伝導中に変形さ
>れうる」こと、そして、
>「その変形によってシナプス出力が
>アナログ的に変調され」、
>「この調節におそらくアストログリア
>が関わる」という驚くべき現象
>を見いだしました。

>今回見つかった活動電位幅の調節能は、
>出力線維の“配線構造”が局所的演算の
>基盤となり、選択的な出力調節が可能
>であることを示しています。
とのことです。

印象的な事情は強く記憶に残るという
ようなこともこのことに関連している
のでしょうか?

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