ニューロピル

ニューロンは脳内のすべての接続に必要であり、脳の「配線」と考えることができます。コンピューティングと同様に、配線が最適化されているときに実体は最も効率的になります。したがって、何百万年にもわたる自然選択を経てきた脳は、最適化された神経回路を持っていると予想されます。最適化された神経系を持つには、4つの変数のバランスを取る必要があります。すなわち、「軸索の伝導遅延、樹状突起の受動ケーブル減衰、回路構築に使用される「配線」の長さ」を最小化し、「シナプスの密度を最大化する」必要があります^{[ 5 ]}。これは本質的に神経網を最適化することです。コールド・スプリング・ハーバー研究所の研究者は、4つの変数の最適なバランスを定式化し、軸索と樹状突起の体積（つまり「配線」の体積または神経網の体積）と灰白質の総体積の最適な比率を計算しました。この式は、体積の3/5（60%）が神経網によって占められている最適な脳を予測しました。3匹のマウスの脳から得られた実験的証拠は、この結果と一致しています。 「ワイヤーの割合は、視覚野の第 IV 層で 0.59 ± 0.036、梨状皮質の第 Ib 層で 0.62 ± 0.055、海馬 CA1 野の放射層で 0.54 ± 0.035 です。全体の平均は 0.585 ± 0.043 であり、これらの値は最適な 3/5 と統計的に有意な差はありません。」^{[ 5 ]}

統合失調症患者では、シナプトフィジン^{[ 6 ]}という特定のタンパク質が失われ、情報処理、注意、記憶、秩序だった思考、計画立案といった統合失調症患者で低下する機能において重要な役割を果たす新皮質の一部である背外側前頭前野の樹状突起と棘が劣化することが示されています。この皮質の神経網の劣化は、統合失調症の病態生理に寄与する要因として提唱されています。

アルツハイマー病は、患者の前頭葉および側頭葉皮質における樹状突起スパインの喪失および/またはこれらのスパインの変形に起因すると仮説されている神経病理学的疾患です。研究者らは、この疾患を、長期増強に関与すると考えられているタンパク質であるドレブリンの発現低下と関連付けており、これはニューロンが可塑性を失い、新しい接続を形成するのが困難になることを意味します。この機能不全は、神経網内で絡み合うらせん状のフィラメントの形で現れます。この同じ現象は高齢者にも起こるようです。^{[ 7 ] [ 8 ]}

ヒト以外の動物における重要な神経網領域は、ヒゲを持つ哺乳類（ネコ、イヌ、げっ歯類など）に見られるバレル皮質である。皮質内の各「バレル」は、1本のヒゲからの入力が終結する神経網領域である。^{[ 9 ]}

節足動物の 視葉、節足動物の脳の神経節、および腹側神経索の神経節は髄鞘を持たないため、神経網に分類される。

より一般的に言えば、ミエリンや軸索の同様の鞘は神経系の後期の発達であるため、神経系が何らかの程度集中している動物のほぼすべての門は最終的に神経網を持つことになる。これは左右相称動物だけでなく刺胞動物にも共通するテーマである。^{[ 10 ]}

チンパンジーとヒトでは、神経網は主に樹状突起、軸索、シナプスで構成されているため、局所領域内の総接続性の代理指標となる。^{[ 11 ]}

昆虫では、中枢複合体は高次脳機能において重要な役割を果たしている。ショウジョウバエEllipsoidの神経網は4つの下位構造から構成されている。各部分は複数の昆虫で観察されており、行動への影響も確認されているが、この神経網の正確な機能は解明されていない。異常な歩行行動や飛行行動は主に中枢複合体によって制御されており、この構造を破壊する遺伝子変異は、中枢複合体神経網が行動制御の部位であるという仮説を支持している。しかし、遺伝子変異によって影響を受けたのは行動の特定の要素のみであった。例えば、歩行の基本的な脚の協調は正常であったが、速度、活動、旋回は影響を受けた。これらの観察結果は、中枢複合体が運動行動だけでなく、微調整にも役割を果たしていることを示唆している。また、神経網が嗅覚連合学習や記憶にも関与している可能性を示す証拠もある。^{[ 12 ]}

研究では、統合失調症患者の9野における神経網の減少が示されており^{[ 13 ]} 、側頭葉および前頭葉皮質の第III層錐体ニューロンにおける棘密度の減少も一貫して認められている。