生体の科学65巻5号

2014年10月発行

増大特集 生命動態システム科学 Ⅱ．数理生物学 6．組織・多細胞社会

（6）脳・神経システムの情報科学

著者： 寺前順之介¹

所属機関： ¹大阪大学大学院情報科学研究科 バイオ情報工学専攻

ページ範囲：P.480 - P.481

■神経細胞集団の情報表現

　中枢神経系は大脳新皮質，海馬，大脳基底核，視床，小脳など構造の異なる幾つもの部位からなるが，すべての部位が多数の神経細胞からなるネットワークとして構成されている。これら大規模なネットワーク上での神経細胞間の信号伝達が，脳・神経システムの情報処理の実体である。

　各神経細胞の状態は主にその膜電位で記述できる。ネットワークから切り離された神経細胞では，膜電位は約70mV程度の安定した静止膜電位に減衰するが，ネットワーク中では他の神経細胞からのシナプス入力によって増減し，その値が約50mVの発火閾値に到達すれば，急速かつ一過的な膜電位上昇（スパイク発火）が発生する（図A）。スパイク発火が神経細胞の出力であり，シナプスを介して結合する他の神経細胞へ入力し，受け手側神経細胞（後シナプス神経細胞）の膜電位をわずかに変化させる。このような入力が多数積算して，後シナプス神経細胞の膜電位が発火閾値に達すれば，今度はそこでスパイク発火が発生し，シナプスを介して再びネットワークへと伝播する。これが神経細胞間の基礎的な情報伝達メカニズムである。

参考文献

. 62：413-425, 2009

. 2：485, 2012

. 23：293-304, 2013

. 10：113-125, 2009

. 84：051908, 2011