240 生物学 | 人間 241 神経系神経細胞と情報伝達脳と脊髄を統御し、また心臓の動き、呼吸、循環の調節に役立っている。外部から受けた刺激は、神経細胞によって脳へと送られる。この情報が脳で処理されると、必要に応じて、神経を経由して筋肉の収縮などの反応が促される。人間の脳は、驚異的なまでに複雑な器官で、体内に入ってくるすべての情報の統合を担っている。脊髄では、体と脳の間の情報のやりとりが行われる。神経系の機能と構造を担う最小単位は神かなすき間（シナプス間隙）がある。このた神経生物学者たちは長年にわたり、人間積を増やし、その機能を向上させている。維の束が伸び、脊柱内ではこれらが合流し経細胞（ニューロン）だ。人間の体には、約めに、刺激を受けた神経細胞の活動電位の脳を理解するためにさまざまな努力を続大脳皮質は、意識、知覚、思考、感情、行て脊髄神経を形成している。脊髄の神経細 1000 億個以上のニューロンがある。は、隣の静止状態にある神経細胞に直接はけてきた。脳という臓器は極めて高性能で、動をつかさどる大脳の一部だ。大脳はいく胞は、全身各所や中枢神経系から送られる神経系を通じて届けられるあらゆる知覚情信号の転送を担っている。中枢神経系の一部をなす脊髄は、脳幹から出て脊柱を通り、腰まで続いている。脊髄からは、等しい間隔をおいて多数の神経繊 H 大脳皮質のニューロン。ニューロンは大きな細胞体を持ち、細胞体からは数本の長い突起が伸びている。報の処理を担っている。脳の組織は、神経気的な信号を、いったん化学ぶ。神経細胞が刺激を受けると、細胞膜内やその内側を覆う膜、また髄液などによ的な信号へ変換して情報伝に存在する細孔の構造が変化し、2ミリ秒間って守られている。呼ばれる化学物質によって細胞とグリア細胞からなる。脳は、頭蓋骨行われる。つまりここでは電神経細胞 | 情報伝達 | 脳 | 脊髄神経系達を行っていることになる。神経系は、体内の生命機能を統制するだけでなく、刺激を感じ取り、判断し、記憶することによって、人間と周囲の世界との仲立ちをつとめている。神経系には、脳と脊髄からなる中枢神経系と、全身にくまなく張りめぐらされた神経繊維からなる活動電位と静止電位末梢神経系とがある。だけNa ＋を通す。結果、一時べてプラスの状態となる（脱分極）。続いてK ＋が再び外半球と右半球の間は神経繊維によへ流出し、Na ＋の拡散によっって接続されている。脳の左半球は生じるなどの、膜電位の変化をき＋う。こうしてNa の流入とK ＋の流出が言語や分析的な思考をつかさどり、っかけとして起こる。こうした起きている間に、手の小指ほどの厚さの大脳皮質で、ここに作用に不可欠な要素が、細胞膜電位が +30mV はニューロンが最も密に集まっている。大脳皮質に見られる多くのしわは、脳の表面膜の選択的なイオン透過性と、に達し、神経イン細胞膜上に局在するイオンポパルスが生じる。る役割を担い、周囲にさや（髄鞘）を持つもンプと呼ばれるタンパク質だ。この一瞬の膜電のもある。髄鞘は絶縁体として働くほか、軸イオンポンプは、カリウム索に栄養を供給する。イオン（K ）、ナトリウムイニューロンは、シナプスという結合部を介、塩化物イオンオン（Na＋）活動電位とば、熱いコンロに触れた手をすばやく引っこめると可欠なこうした痛みの伝達システムを備えている。保つ。神経細胞＋内の K とA の濃度 H 神経系は、人間の運は高くなり、細胞外では Na ＋と動能力をつかさどる。神経系がひどく傷つけられると、麻痺が起こる場合もある。 Cl の濃度が高くなる。細胞の内外でイオンの濃度勾配が髄鞘いった行動だ。脊椎動物の多くは、生命維持に不濃度を不均等に生じていても、刺激を受けていない細軸索細胞体（左から右へ）大脳皮質、脊髄神経節、 H さまざまな神経細胞：自律神経系、嗅粘膜の感覚細胞。 p.421（21 世紀の数学）参照スになった状態（ 70 ∼ 90 mV ）で平衡に達する。この状態を静止電位と呼 basics やがて電位は、細胞の内側がマイナ万個。神経インパルス速度は、最高で秒速 120m だ。い落として脳の負担を軽減し日周リズムなどの調節も、間脳の役割だ。間脳の一部では、重要な体内機能を担うホ報転送を担っている。頭の後部に位置する小脳は、体の動きを調節する役割を担い、内耳と共に体の平衡を保っている。小脳につながっているのが延髄だ。延髄は H 痛みを感じた人は、体に受けるダメージを和らげようと、普段とは違った行動をとる場合がある。脳の性差成人女性の脳は約 1200g で、成人男性の脳は約 1300g だ。ただし、脳のひだ（脳回）の数は女性の方が多い。脳の重さ人間の脳の重さは体重の 2 ％ほどだが、使用する血液量は全体の 20 ％にのぼる。ている。体内の水分量、体温、部位で、脳の各部位への情数は1本に最大1 増加する。覚器官と大脳との仲立ちとして働き、不必要な情報をふる脳の下には中脳がある。中脳超まで、シナプスでは正電荷が、細胞内では負電荷が樹状突起間脳と呼ばれる部位は、感は脳の交換台とも呼ぶべき長さ 1μm から 1m オンだけが細胞外へと拡散し、細胞外を担っている。ルモンがつくられている。間ニューロン胞中では、膜を通過できるカリウムイ断面図運動皮質は骨格筋を統御する。感覚皮質は見る、聞くといった感覚を処理する。大脳連合野は情報を統合する部位で、すべての情報を集めて高次の処理を行う。を受けるとその情報を脳と脊髄に伝達する。これに in focus 受容器官（レセプター）側面図より、体を痛みから守るための反射が起こる。例え膜の内外のイオン小脳 H 大脳皮質を構成する灰白質には深いしわが刻まれ、機能別にまとまって配置されている。存在する痛点などの神経系の受容システムは、刺激呼ぶ。士は直接には触れあわず、2 nm ほどのわず（A ）などを輸送して、樹状突起呼吸中枢小脳脳幹痛みは体が発する警告シグナルだ。皮膚に多数してつながっている。ただし、ニューロン同（Cl ）、有機陰イオン皮膚脳下垂体側頭葉痛み位の変化を、＋前頭葉理する。脳の外側を覆っているのが、短くて通常は非常に細い数本の樹状突起軸索と呼ばれる細長い突起は、他の細胞後頭葉右半球は直感的・視覚的な情報を処が、周囲に向かって伸びている。に電気的な信号（神経インパルス）を伝達す頭頂葉脳は左右対称の構造を持ち、左刺激の受け取りと伝達て生じた電気的勾配を補大脳皮質脳の構造的に細胞の内側が外側に比は、例えば神経細胞の内部と外部で荷電に差がつかの葉に分かれ、それぞれが特定の機能 basics ニューロンの中心をなす細胞体からは、伝わらない。刺激の伝達は神経伝達物質とものを飲み込む、吐き出すといった反射にかかわる神経 H 骨髄は、灰白質と白質からできている。中央部の灰白質は神経細胞からなり、チョウのような形をしている。その周囲を神経繊維からなる白質が包んでいる。