ニューロンの電気的信号の伝達と興奮伝導 – 生物の課題解説

ニューロンは、神経系での情報伝達において重要な役割を担っています。今回の課題で求められているのは、ニューロンがどのようにして刺激を電気的な信号に変換し、その信号がどのように軸索を伝わっていくかを理解することです。この解説では、ニューロンの活動電位、興奮の伝導、また有髄神経線維における跳躍伝導について詳しく説明します。

1. ニューロンの電位と活動電位の発生

ニューロンは静止電位を持ち、細胞外と細胞内でイオンの分布が異なることにより、電位差が生じます。刺激を受けると、イオンチャネルが開閉し、これによって電位が急激に変化し、活動電位が発生します。活動電位は、電気的な信号としてニューロンを通じて伝達されます。

2. 軸索での興奮の伝導

ニューロンの軸索では、発生した活動電位が隣接する部分に伝わることによって、興奮が伝導されます。活動電位は「全か無か」の法則に従い、一定の閾値を超えると完全に伝わります。この過程は連続的に行われ、ニューロンの末端まで電気的信号が伝わります。

3. 有髄神経線維の跳躍伝導

有髄神経線維では、ランビエール絞輪という間隔を空けた部分において、活動電位が飛び跳ねるように伝わります。この跳躍伝導によって、信号伝達速度が速くなり、効率的に情報が伝達されます。髄鞘が電気的な絶縁体として働くため、伝達速度が大幅に向上します。

4. まとめ

ニューロンの活動電位は、刺激を受けてイオンチャネルの開閉を引き起こし、電位変化によって電気的信号に変換されます。信号は軸索を伝導し、有髄神経線維では跳躍伝導により伝達速度が速くなります。このように、ニューロンは効率的に情報を伝達するために高度に組織化された構造を持っています。