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？