神経は、ケーブル状の神経線維(軸索と呼ばれる)の束で、内部が覆われています。神経は、歴史的に末梢神経系の基本単位と考えられてきました。神経は、活動電位と呼ばれる電気化学的な神経インパルスが各軸索に沿って末梢器官へ、あるいは感覚神経の場合は末梢から中枢神経系へと伝達される共通の経路を提供します。各軸索は個々のニューロンの延長であり、軸索をミエリンで覆うシュワン細胞などの他の支持細胞も含まれています。
各軸索は、内神経膜と呼ばれる結合組織の層に囲まれています。軸索は束になって神経束と呼ばれ、各神経束は神経周膜と呼ばれる結合組織の層に包まれています。神経全体は、神経外膜と呼ばれる結合組織の層に包まれています。神経細胞(ニューロンと呼ばれることが多い)は、さらに感覚神経と運動神経に分類されます。
各神経は外側を密な結合組織の鞘である神経外膜で覆われています。その下には脂肪細胞の層である神経周膜があり、軸索の束を完全に包み込んでいます。神経周膜中隔は神経内に伸びて、神経をいくつかの線維束に分割します。このような線維のそれぞれを囲んでいるのが神経内膜です。これは脊髄の表面から軸索が筋線維とシナプスを形成するレベル、または感覚受容体で終わるレベルまで途切れない管を形成します。神経内膜はグリコカリックスと呼ばれる物質の内側の鞘と、外側の繊細なコラーゲン線維の網目から構成されています。[ 2 ]神経は束になっていて、神経ニューロンはかなり高いエネルギーを必要とするため、血管と一緒に走行することがよくあります。
神経内膜内では、個々の神経線維は神経内膜液と呼ばれる低タンパク質の液体に囲まれています。これは中枢神経系の脳脊髄液と同様の働きをし、血液脳関門と同様の血液神経関門を構成します。[ 3 ]これにより、分子が血液から神経内膜液に侵入するのを防ぎます。神経刺激(または損傷)による神経浮腫が発生すると、刺激部位で神経内膜液の量が増加する可能性があります。この液量の増加は磁気共鳴(MR)神経画像法で可視化できるため、MR神経画像法は神経刺激や損傷を特定することができます。
神経は、信号が伝達される方向に基づいて3つのグループに分類されます。
神経は、中枢神経系への接続部位に基づいて、2つのグループに分類できます。
神経とその働きを説明するために、特定の用語が用いられます。身体のある部位から脳へ情報を送る神経、あるいは身体の働きを制御する神経は、その身体の部位または臓器を神経支配していると言われます。その他の用語は、その神経が、脳のどの部位に分布しているか、つまり、身体の同じ側(「同側性」)か反対側(「対側性」)かに関係しています。
神経の成長は通常思春期に終わりますが、「ノッチシグナル伝達」と呼ばれる分子メカニズムによって再刺激されることがあります。 [ 4 ]ニューロンの軸索が損傷しても、ニューロンの細胞体が損傷していなければ、軸索は再生し、ガイドポスト細胞の助けを借りてニューロンとのシナプス結合を再構築することができます。これは神経再生とも呼ばれます。[ 5 ]神経は、損傷部位より遠位の神経を破壊することによってプロセスを開始し、損傷部位付近のシュワン細胞、基底膜、および神経鞘が再生管を生成し始めます。神経成長因子が生成され、多くの神経芽が芽生えます。成長過程の1つが再生管を見つけると、再生管によって常に誘導されながら、元の目的地に向かって急速に成長し始めます。神経再生は非常に遅く、完了するまでに数ヶ月かかることがあります。このプロセスによって神経の一部は修復されるものの、修復が完全ではないため、機能的な障害が残る。[ 6 ]
神経は、神経を構成する個々のニューロンによって伝達される電気化学的インパルス(活動電位として知られる神経インパルス)の形で情報を伝達します。これらのインパルスは非常に速く、有髄ニューロンの中には最大 120 m/s の速度で伝導するものもあります。インパルスはシナプスを介してニューロンからニューロンへと伝わり、シナプスではメッセージが電気信号から化学信号に変換され、その後再び電気信号に戻されます。[ 2 ] [ 1 ]
神経系は、動物の体のさまざまな部分との間で信号を伝達することによって、その行動を調整する部分です。 [ 7 ]脊椎動物では、中枢神経系(CNS)と末梢神経系(PNS)の 2 つの主要な部分から構成されています。CNS は脳と脊髄から構成されています。PNS は主に神経から構成されており、神経は長い線維または軸索の束で、CNS を体の残りのすべての部分に接続しています。頭蓋骨から出る神経は脳神経と呼ばれ、脊髄から出る神経は脊髄神経と呼ばれます。
神経科医は通常、反射、歩行やその他の方向付け動作、筋力低下、固有受容感覚、触覚などの検査を含む身体検査によって神経障害を診断します。この初期検査に続いて、神経伝導検査、筋電図検査(EMG)、コンピュータ断層撮影(CT)などの検査が行われることがあります。 [ 8 ]
神経は、物理的な損傷だけでなく、手根管症候群(CTS)や反復性ストレス損傷などの疾患によっても損傷を受ける可能性があります。神経への外傷(通常は外科手術によるもの)は、外傷性神経腫を引き起こす可能性があります。ギラン・バレー症候群などの自己免疫疾患、神経変性疾患、多発性神経障害、感染症、神経炎、糖尿病、または神経周囲の血管の機能不全はすべて神経損傷を引き起こし、その重症度は様々です。神経圧迫は、通常は怪我や妊娠による腫れによって神経に圧力がかかったときに発生し、痛み、脱力感、しびれ、麻痺を引き起こす可能性があり、CTS はその一例です。症状は、実際の損傷部位から遠く離れた領域で感じられることがあり、これは関連痛と呼ばれる現象です。関連痛は、損傷によって他の領域への信号伝達が変化した場合に発生する可能性があります。
がんは神経周囲の空間に浸潤することで広がる可能性があります。これは特に頭頸部がん、前立腺がん、大腸がんでよく見られます。多発性硬化症は、広範囲にわたる神経損傷を伴う疾患です。これは、患者自身の免疫系のマクロファージが、神経軸索を覆うミエリン鞘を損傷することで発症します。
ニューロンは、同じ動物内の他のすべてのニューロンと区別できる特性(位置、神経伝達物質、遺伝子発現パターン、接続性など)を持ち、かつ同じ種に属するすべての個体が同じ特性セットを持つニューロンをちょうど1つ持っている場合に、識別されていると呼ばれます。[ 9 ] 脊椎動物の神経系では、この意味で「識別されている」ニューロンはごくわずかです。研究者たちは、人間には識別されているニューロンは存在しないと考えていますが、より単純な神経系では、一部またはすべてのニューロンがこのように固有のものである可能性があります。[ 10 ]
脊椎動物において最もよく知られているニューロンは、魚類の巨大なマウトナー細胞である。 [ 11 ]: 38-44すべての魚類は、脳幹の下部に左右に1つずつ、計2つのマウトナー細胞を持っている。各マウトナー細胞は軸索が交差し、同じ脳レベルのニューロンを神経支配(刺激)し、その後脊髄を下って多数の接続を形成する。マウトナー細胞によって生成されるシナプスは非常に強力で、単一の活動電位が大きな行動反応を引き起こす。数ミリ秒以内に魚は体をC字型に曲げ、その後まっすぐに伸ばし、それによって急速に前進する。これは、魚の側線器官に強い音波や圧力波が当たると最も容易に引き起こされる、素早い逃避反応である。マウトナー細胞は魚類で確認されている唯一の神経細胞ではなく、脊髄分節核ごとに一対の「マウトナー細胞類似体」を含む約20種類の神経細胞が存在する。マウトナー細胞は単独で逃避反応を引き起こす能力を持つが、通常の行動においては、他の種類の細胞が反応の振幅と方向を形成するのに寄与するのが一般的である。
マウトナー細胞は指令ニューロンとして記述されてきた。指令ニューロンは、特定の行動を単独で引き起こすことができるニューロンとして定義される、特定されたニューロンの特殊なタイプである。[ 11 ] : 112このようなニューロンは、さまざまな種の高速逃避システムに最もよく見られる。巨大なサイズのため神経生理学の先駆的な実験に使用されたイカの巨大軸索とイカの巨大シナプスは、両方ともイカの高速逃避回路に関与している。しかし、当初は説明に合致するように見えたニューロンの中には、実際には限られた状況でのみ反応を引き起こすことができるものがあることを示す研究があったため、指令ニューロンの概念は議論の的となっている。[ 12 ]
放射対称の生物では、神経網が神経系の役割を果たします。脳や中心となる頭部領域はなく、代わりに神経網に相互接続されたニューロンが広がっています。これらは刺胞動物、有櫛動物、棘皮動物に見られます。
ヘロフィロス(紀元前335年~280年)は、視覚における視神経の機能と眼球運動における動眼神経の機能について記述した。頭蓋内の神経を分析することで、彼は血管と神経(古代ギリシア語:νεῦρον(neûron) 「紐、植物繊維、神経」)を区別することができた。
現代の研究では、精神状態と身体の神経を関連付けるウィリアム・カレンの1785年の仮説は確認されていませんが[ 13 ] 、民間医学や素人医学では、心理的な心配やためらいを診断したり非難したりする際に「神経」という言葉が使われることがあり、例えば「私の神経がおかしくなりそう」 [ 14 ] 、 「神経質」、「神経衰弱」[ 15 ]といった一般的な伝統的な表現があります。
{{cite book}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)[...]ウィリアム・カレン[...]は1785年にはすでに[...]特定の精神障害は神経の未知の物理的変化の結果であると仮定し、神経症という用語を作り出した。この用語はその後意味が大きく変わり、現在では神経の状態ではなく神経状態を指すようになっている。
「ベネットさん、どうして自分の子供たちをそんな風に虐待できるのですか?あなたは私を困らせるのが楽しいのでしょう。私の神経の弱さに少しも同情してくれません。」[...]「誤解しているよ、君。私は君の神経を高く評価している。それは私の古くからの友人だ。少なくともこの20年間、君が神経について慎重に話しているのを耳にしてきた。」
[...] 日常英語では、[...] 精神疾患全般に関連する「神経衰弱」などの俗語が見られます。[...]