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神経系 — 全体像

全体像

神経系は 中枢神経系 (CNS = 脳 + 脊髄)末梢神経系 (PNS) に大別され、PNS はさらに 体性神経 (随意・感覚-運動) と 自律神経 (ANS = 交感・副交感・腸管) に分かれる。約 860 億ニューロンと同数のグリアでシナプス回路を形成する。

中枢神経系 (CNS) ⇄ 末梢神経系 (PNS) ⇄ 末梢臓器 大脳 / 小脳 / 脳幹 / 間脳 ~860 億ニューロン 脊髄 31 対の脊髄神経 (C8/T12/L5/S5) 体性神経 (随意) 運動 (前角) + 感覚 (DRG) 骨格筋・皮膚 自律神経 (不随意) 交感 T1-L2 副交感 CN+S2-S4 腸管神経系 (ENS) ~5 億ニューロン (半独立) 交感 (Fight-or-Flight) • 心拍 ↑ / 心収縮 ↑ • 気管支 拡張 • 瞳孔 散大 / 立毛筋 ↑ • 消化 抑制 / 唾液 ↓ • 副腎髄質 → カテコール • 末梢血管収縮 節後伝達: ノルアドレナリン (汗腺は ACh) 副交感 (Rest-and-Digest) • 心拍 ↓ / 心収縮 ↓ • 気管支 収縮 • 瞳孔 縮小 / 調節 • 消化 促進 / 唾液 ↑ • 排尿・排便 促進 • 性的興奮 節後伝達: ACh (Muscarinic) 主に迷走神経 X 細胞構成 ニューロン: ~860 億 グリア: ほぼ同数 - アストロサイト (BBB) - オリゴデンドロ (CNS髄鞘) - ミクログリア (免疫) - エペンドマ (脳室) - シュワン (PNS髄鞘) シナプス: ~10¹⁴
神経系 全体像 — CNS + PNS + ANS の階層構造
神経系の情報処理フロー — 感覚 → 統合 → 運動 + 反射 感覚入力 • 視覚 (網膜) • 聴覚・平衡 (内耳) • 嗅覚 (嗅球) • 味覚 (孤束核) • 体性感覚 (DRG) • 内臓感覚 (迷走) 脳幹・視床 中継・覚醒 脳神経核 大脳皮質 一次感覚野 → 連合野 (統合) 高次処理 • 前頭前野: 実行 • 大脳辺縁系: 情動 • 海馬: 記憶 • 言語 (B/W) / 計算 • 大脳基底核: 運動選択 • 小脳: 協調・学習 運動出力 • 一次運動野 M1 → 皮質脊髄路 • 脳幹網様体路 • α運動ニューロン → NMJ → 骨格筋 → 随意運動 / 反射 反射弓 (Reflex Arc) — 脳を介さない最短経路 受容器 求心性 DRG 感覚 N 脊髄 介在 N (1+) 遠心性 前角 α運動 N NMJ 効果器 → 応答 例: 膝蓋腱叩打 → 1a → 脊髄 → α運動 → 大腿四頭筋 → 伸展 (~50 ms) 自律神経の効果 (例) 交感 (β/α) 心拍↑ 気管支拡張 瞳孔散大 汗 (ACh!) 立毛 末梢血管収縮 糖新生↑ 腸蠕動↓ 副交感 (Muscarinic ACh) 心拍↓ 気管支収縮 瞳孔縮小 消化分泌↑ 排尿/排便促進 神経伝達物質と疾患標的 主要伝達物質 グルタミン酸 (興奮) / GABA (抑制) ACh / DA / 5-HT / NE / オピオイド 主要疾患標的 DA: パーキンソン / 統合失調 5-HT: 抑うつ / 偏頭痛 (CGRP も)
情報処理フロー — 感覚入力から運動出力まで + 反射弓ショートカット

機能区分

役割
感覚系外界・内界の情報を CNS に伝達
運動系CNS の指令を筋へ
自律神経不随意臓器調節
高次脳機能認知・情動・記憶・言語・実行機能

細胞構成

  • ニューロン: 約 860 億(大脳皮質 160 億、小脳 690 億、脳幹他)
  • グリア: ほぼ同数(旧説 10:1 は誤り、Azevedo 2009)
    • アストロサイト: 代謝・グルタミン酸再取込・BBB
    • オリゴデンドロサイト: CNS の髄鞘
    • ミクログリア: 免疫
    • エペンドマ細胞: 脳室壁
    • シュワン細胞: PNS の髄鞘

5 階層への入り口

  • organ: 脳の分画と脊髄、脳神経
  • tissue: 大脳皮質の層構造、白質/灰白質、脊髄索路
  • cell: ニューロン形態、グリア細胞種
  • organelle: シナプス、Nissl 体、ミトコンドリア軸索輸送
  • dna: 神経幹細胞 TF、APP/MAPT、SYN/SHANK、グリンパティック
  • updates: optogenetics、コネクトミクス、脳オルガノイド、BCI、AI 脳画像