ニューロピル

ニューロピル
ニューロピル
詳細
システム	神経系
識別子
ラテン	神経毛
メッシュ	D019581
TH	H2.00.06.2.02005
	微細解剖学の解剖学用語 [Wikidataで編集]

ニューロパイル（または「ニューロパイル」）は、主に無髄の軸索、樹状突起、グリア細胞突起から構成される神経系の領域であり、比較的少数の細胞体を含むシナプス密度の高い領域を形成します。ニューロパイルの最も一般的な解剖学的領域は脳であり、完全にニューロパイルで構成されているわけではありませんが、体内で最も大きく、最もシナプスが集中しているニューロパイル領域があります。たとえば、大脳新皮質と嗅球の両方にニューロパイルが含まれています。^[1]

白質は主に髄鞘化した軸索（そのため白色）とグリア細胞で構成されており、一般的に神経網の一部とは考えられていない。^[要出典]

ニューロピル（複数形はneuropils）はギリシャ語のneuro（腱、筋、神経）とpilos（感じる）に由来する。^[2]この用語の起源は19世紀後半にまで遡る。^[3]

位置

ニューロピルは、外新皮質層、バレル皮質、内網状層と外網状層、後葉、小脳糸球体で発見されています。バレル皮質を除いて、これらはすべてヒトに見られますが、多くの種にはヒトのニューロピル領域に類似した対応物があります。ただし、類似性の程度は、比較するニューロピルの構成によって異なります。特定の領域内のニューロピルの濃度を決定することは重要です。なぜなら、単に異なるシナプス後要素の割合を使用するだけでは、必要な決定的な証拠を検証できないためです。濃度を比較することで、異なるシナプス後要素の割合が特定の軸索経路に接触したかどうかを判断できます。相対的な濃度は、ニューロピル内の異なるシナプス後要素の反映を意味するか、軸索が特定のシナプス後要素を探し出してシナプスを形成したことを示す可能性があります。^[4]

関数

ニューロピルは神経系において多様な役割を担っているため、すべてのニューロピルに共通する特定の機能を定義することは困難です。たとえば、嗅球は嗅覚受容ニューロンから嗅覚皮質に流れる情報の中継地点として機能します。網膜の内網状層はもう少し複雑です。桿体または錐体へのシナプス後双極細胞は、双極細胞が符号反転シナプスを持つか符号保存シナプスを持つかによって、脱分極または過分極のいずれかになります。^[1]

脳の効率

ニューロンは脳内で作られるすべての接続に必要であり、したがって脳の「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、エンティティは配線が最適化されているときに最も効率的です。したがって、何百万年もの自然淘汰を受けた脳は、最適化された神経回路を持っていると予想されます。最適化された神経システムを持つには、4 つの変数のバランスをとる必要があります。つまり、「軸索の伝導遅延、樹状突起の受動ケーブル減衰、および回路の構築に使用される「配線」の長さを最小限に抑える」とともに、「シナプスの密度を最大化する」必要があります。 ^[5]基本的にニューロピルを最適化する必要があります。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」の体積またはニューロピルの体積) 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、脳の体積の 3/5 (60%) がニューロピルで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、視覚皮質の第IV層では0.59 ± 0.036、梨状皮質の第Ib層では0.62 ± 0.055、海馬CA1野の放射状層では0.54 ± 0.035です。全体の平均は0.585 ± 0.043で、これらの値は最適な3/5と統計的に差はありません。」^[5]

臨床的意義

統合失調症

統合失調症患者では、シナプトフィシン^[6]という特定のタンパク質が失われ、それが大脳新皮質の一部である背外側前頭前皮質の樹状突起と棘の劣化を引き起こすことが示されています。この皮質は情報処理、注意、記憶、秩序ある思考、計画に重要な役割を果たしており、これらはすべて統合失調症患者で低下する機能です。この皮質の神経網の劣化が統合失調症の病態生理学に寄与していると考えられています。^[^要出典^]

アルツハイマー病

アルツハイマー病は、患者の前頭葉および側頭葉皮質の樹状突起棘の喪失および/またはこれらの棘の変形に起因すると仮定される神経病理学的疾患である。研究者は、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いる。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に困難をきたすことを意味する。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る。これと同じ現象は高齢者にも発生すると思われる。^[7]^[8]

その他の動物

その他の哺乳類

ヒト以外の重要な神経網領域は、ひげを持つ哺乳類（猫、犬、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本のひげからの入力が終了する神経網の領域である。^[9]

節足動物

節足動物の視葉と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がないため、神経網のクラスに属します。

研究

研究は、神経網の重要性の範囲や考えられる機能を明らかにするために、さまざまな種における神経網の発見場所に焦点を当ててきました。

参照

引用

この記事には、 グレイの解剖学 （1918年）第20版の1016ページからパブリックドメインのテキストが組み込まれています。

^ ab Dale Purves、George J. Augustine、David Fitzpatrick、William C. Hall、Anthony-Samuel LaMantia、Leonard E. White 編 (2012)。「1」。Neuroscience (第 5 版)。マサチューセッツ州サンダーランド: Sinauer Associates, Inc. ISBN 978-0-87893-695-3。^{[ページが必要]}
^ フリーマン、ウォルター J.脳はどのように心を形成するのか、2000 年、47 ページ
^ Pearsall, Judy. 「Neuropil」。オックスフォード辞書オンライン。オックスフォード大学出版局。2011年6月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2012年4月20日閲覧。
^ White, Edward L.; Keller, Asaf; Thomas A. Woolsey による序文 (1989)。皮質回路大脳皮質のシナプス組織構造、機能、および理論ボストン: Birkhäuser Boston。ISBN 978-0-8176-3402-5。
^ ab Chklovskii, Dmitri B.; Schikorski, Thomas; Stevens, Charles F. (2002年4月25日). 「皮質回路の配線最適化」. Neuron . 34 (3): 341–347. doi : 10.1016/s0896-6273(02)00679-7 . PMID 11988166. S2CID 1501543.
^ Osimo, Emanuele Felice; Beck, Katherine; Reis Marques, Tiago; Howes, Oliver D (2019). 「統合失調症におけるシナプス喪失：シナプスタンパク質およびmRNA測定のメタ分析および系統的レビュー」。分子精神医学。24 ( 4 ): 549–561。doi :10.1038/s41380-018-0041-5。PMC 6004314。PMID 29511299。
^ Braak、Heiko、Eva (1986)。「老人性脳およびアルツハイマー病における神経網糸の発生：神経原線維変化および神経斑外の対らせん状フィラメントの3番目の位置」。Neuroscience Letters。65 ( 3 ) : 351–355。doi : 10.1016/0304-3940(86)90288-0。PMID 2423928。S2CID 38340590。
^ スマイシーズ、ジョン（2004）。シナプス可塑性の障害と統合失調症。カリフォルニア州サンディエゴ：エルゼビアアカデミックプレス。pp.6-7。ISBN 978-0-12-366860-8。
^ Wollsey, Thomas. 「Barrel Cortex」(PDF) . 2012年4月21日閲覧。^{[永久リンク切れ‍ ]}
^ Spocter, Muhammad A; Hopkins, William D.; Barks, Sarah K.; Bianchi, Serena; Hehmeyer, Abigail E.; Anderson, Sarah M.; Stimpson, Cheryl D.; Fobbs, Archibald J.; Hof, Patrick R.; Sherwood, Chet C. (2012). 「大脳皮質における神経索の分布はヒトとチンパンジーで異なる」. The Journal of Comparative Neurology . 520 (13): 2917–2929. doi :10.1002/cne.23074. ISSN 1096-9861. PMC 3556724 . PMID 22350926.
^ Renn, Susan CP; Armstrong, J. Douglas; Yang, Mingyao; Wang, Zongsheng; An, Xin; Kaiser, Kim; Taghert, Paul H. (1999年11月5日). 「ショウジョウバエ楕円体神経網の遺伝学的解析: 中心複合体の構成と発達」. Journal of Neurobiology . 41 (2): 189–207. CiteSeerX 10.1.1.458.8098 . doi :10.1002/(sici)1097-4695(19991105)41:2<189::aid-neu3>3.3.co;2-h. ISSN 0022-3034. PMID 10512977.
^ Buxhoeveden D, Ror E, Switala A (2000). 「統合失調症における神経間スペースの縮小」生物精神医学. 47 (7): 681–682. doi :10.1016/s0006-3223(99)00275-9. PMID 10809534. S2CID 33719925.

出典

神経網: ロシュ医学百科事典、ディクショナリーバーン。
ガッザニガ、リチャード B. イヴリー; マンガン、ジョージ R.; スティーブン、ミーガン S. (2009)。認知神経科学: 心の生物学(第 3 版)。ニューヨーク: WW ノートン。ISBN 978-0-393-92795-5。
Eric R. Kandel、James H. Schwartz、Thomas M. Jessell編 (2000)。神経科学の原理(第4版)。ニューヨーク：McGraw-Hill、医療専門家部門。ISBN 978-0-8385-7701-1。
ラリー・R・スクワイア、スティーブン・M・コスリン編（1998年）。認知神経科学における知見と現在の見解。Current Opinion in Neurobiology。マサチューセッツ州ケンブリッジ：MIT Press。ISBN 978-0-262-69204-5。

外部リンク

組織学画像: 04104loa – ボストン大学の組織学学習システム - 「神経組織と神経筋接合部: 脊髄、前角細胞の細胞体」
Neuropil—細胞中心のデータベース
組織学画像: オクラホマ大学健康科学センターの 3_08
「ニューロピル - 神経回路」 -神経科学。第 2 版、編集者: Dale Purves、George J Augustine、David Fitzpatrick、Lawrence C Katz、Anthony-Samuel LaMantia、James O McNamara、および S Mark Williams。サンダーランド (MA): Sinauer Associates、2001 年。ISBN 0-87893-742-0。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK11158/

[Purves-1] Dale Purves、George J. Augustine、David Fitzpatrick、William C. Hall、Anthony-Samuel LaMantia、Leonard E. White 編 (2012)。「1」。Neuroscience (第 5 版)。マサチューセッツ州サンダーランド: Sinauer Associates, Inc. ISBN 978-0-87893-695-3。^{[ページが必要]}

[2] フリーマン、ウォルター J.脳はどのように心を形成するのか、2000 年、47 ページ

[3] Pearsall, Judy. 「Neuropil」。オックスフォード辞書オンライン。オックスフォード大学出版局。2011年6月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2012年4月20日閲覧。

[White-4] White, Edward L.; Keller, Asaf; Thomas A. Woolsey による序文 (1989)。皮質回路大脳皮質のシナプス組織構造、機能、および理論ボストン: Birkhäuser Boston。ISBN 978-0-8176-3402-5。

[Dmitri-5] Chklovskii, Dmitri B.; Schikorski, Thomas; Stevens, Charles F. (2002年4月25日). 「皮質回路の配線最適化」. Neuron . 34 (3): 341–347. doi : 10.1016/s0896-6273(02)00679-7 . PMID 11988166. S2CID 1501543.

[6] Osimo, Emanuele Felice; Beck, Katherine; Reis Marques, Tiago; Howes, Oliver D (2019). 「統合失調症におけるシナプス喪失：シナプスタンパク質およびmRNA測定のメタ分析および系統的レビュー」。分子精神医学。24 ( 4 ): 549–561。doi :10.1038/s41380-018-0041-5。PMC 6004314。PMID 29511299。

[7] Braak、Heiko、Eva (1986)。「老人性脳およびアルツハイマー病における神経網糸の発生：神経原線維変化および神経斑外の対らせん状フィラメントの3番目の位置」。Neuroscience Letters。65 ( 3 ) : 351–355。doi : 10.1016/0304-3940(86)90288-0。PMID 2423928。S2CID 38340590。

[8] スマイシーズ、ジョン（2004）。シナプス可塑性の障害と統合失調症。カリフォルニア州サンディエゴ：エルゼビアアカデミックプレス。pp.6-7。ISBN 978-0-12-366860-8。

[9] Wollsey, Thomas. 「Barrel Cortex」(PDF) . 2012年4月21日閲覧。^{[永久リンク切れ‍ ]}

[Spocter-10] Spocter, Muhammad A; Hopkins, William D.; Barks, Sarah K.; Bianchi, Serena; Hehmeyer, Abigail E.; Anderson, Sarah M.; Stimpson, Cheryl D.; Fobbs, Archibald J.; Hof, Patrick R.; Sherwood, Chet C. (2012). 「大脳皮質における神経索の分布はヒトとチンパンジーで異なる」. The Journal of Comparative Neurology . 520 (13): 2917–2929. doi :10.1002/cne.23074. ISSN 1096-9861. PMC 3556724 . PMID 22350926.

[Renn-11] Renn, Susan CP; Armstrong, J. Douglas; Yang, Mingyao; Wang, Zongsheng; An, Xin; Kaiser, Kim; Taghert, Paul H. (1999年11月5日). 「ショウジョウバエ楕円体神経網の遺伝学的解析: 中心複合体の構成と発達」. Journal of Neurobiology . 41 (2): 189–207. CiteSeerX 10.1.1.458.8098 . doi :10.1002/(sici)1097-4695(19991105)41:2<189::aid-neu3>3.3.co;2-h. ISSN 0022-3034. PMID 10512977.

[12] Buxhoeveden D, Ror E, Switala A (2000). 「統合失調症における神経間スペースの縮小」生物精神医学. 47 (7): 681–682. doi :10.1016/s0006-3223(99)00275-9. PMID 10809534. S2CID 33719925.

位置

関数