イカの巨大な軸索

イカの巨大軸索は、イカの水ジェット推進システムの一部を制御する非常に大きな（直径最大1.5 mm、通常は約0.5 mm）軸索です。これは 1909年にLWウィリアムズ^{[1]によって初めて記述されましたが、}^[2]この発見は、1930年代にイギリスの動物学者で神経生理学者のJZヤングがナポリのStazione Zoologica、プリマスの海洋生物学協会、ウッズホールの海洋生物学研究所で研究中に軸索の機能を実証するまで忘れられていました。^[3]^[4]イカはこのシステムを主に水中での短時間で非常に速い移動を行うために使用します。

イカの体の下側、頭と外套膜の間には、体壁の筋肉が急速に収縮して水を急速に排出できるサイフォンがあります。この収縮は、巨大軸索の活動電位によって開始されます。活動電位は、直径の大きい軸索の方が小さい軸索よりも速く伝わります。^[5]イカは逃避反応の速度を向上させるために巨大軸索を進化させました。イカの軸索の半径が大きくなると、軸索の内部抵抗が減少します。抵抗は物体の断面積に反比例するためです。これにより空間定数( ) が増加し、局所的な脱分極が速くなり、活動電位伝導が速くなります ( )。^[6] $\lambda ={\sqrt {(r\times \rho _{m})/(2\times \rho _{i})}}$ $E=E_{o}e^{-x/\lambda} である。$

アラン・ホジキンとアンドリュー・ハクスリーは、活動電位のイオン機構を解明したノーベル賞受賞研究で、モデル生物としてナミイカを用いてイカの巨大軸索の実験を行った。^{[7]この賞は}ジョン・エクルズと共同受賞した。軸索の直径が大きいことで、ホジキンとハクスリーは軸索の内腔内に電圧クランプ電極を挿入することができ、実験上大きな利点を得た。

イカの軸索は直径が非常に大きいが、髄鞘がないため伝導速度が大幅に低下する。典型的な0.5mmのイカの軸索の伝導速度は約25m/sである。イカの セピアジャイアント軸索の典型的な活動電位の間、3.7pmol/cm ^{2 （}¹平方センチメートルあたりピコモル）のナトリウムの流入は、その後の4.3pmol/cm ²のカリウムの流出によって相殺される。^[8]

参照

参考文献

^ キングスリー、JS (1913)。「死亡記事。レナード・ウースター・ウィリアムズ」。解剖学記録。7 :33–38。doi : 10.1002 /ar.1090070202 。
^ ウィリアムズ、レナード・ウースター（1909年）。一般的なイカの解剖学：Loligo pealii、Lesueur。ライデン、オランダ：図書館および印刷所、後期EJブリル。p. 74。OCLC 697639284 – インターネットアーカイブ経由。
^ Young, JZ (1938年4月)。「イカの巨大神経線維の機能」。実験生物学ジャーナル。15 (2): 170–185。doi : 10.1242/jeb.15.2.170 – The Company of Biologists Ltd. 経由。
^ Young, JZ (1985年6月). 「頭足動物と神経科学」.生物学速報. 168 (3S): 153–158. doi :10.2307/1541328. JSTOR 1541328.
^ パーブス、デール; オーガスティン、ジョージ J.; フィッツパトリック、デビッド; カッツ、ローレンス C.; ラマンティア、アンソニーサミュエル; マクナマラ、ジェームズ O.; ウィリアムズ、S. マーク (2001)。「髄鞘形成の結果としての伝導速度の増加」。神経科学。第 2 版。サンダーランド、マサチューセッツ州。{{cite book}}: CS1 メンテナンス: 場所が見つかりません発行者 (リンク)
^ホームズ、ウィリアム (2014)。「ケーブル方程式」。イェーガー、ディーター 、ユング、ラヌ (編)。計算神経科学百科事典。ニューヨーク、NY: シュプリンガー。doi :10.1007 / 978-1-4614-7320-6。ISBN 978-1-4614-7320-6. S2CID 29482994 . 2020年8月30日閲覧。
^ Hodgkin AL, Huxley AF (1952 年 8 月). 「膜電流の定量的記述と神経伝導および興奮への応用」. The Journal of Physiology . 117 (4): 500–44. doi :10.1113/jphysiol.1952.sp004764. PMC 1392413. PMID 12991237 .
^ Plonsey, Robert; Barr, Roger C. (2007).バイオエレクトリシティ: 定量的アプローチ(第 3 版). ニューヨーク、NY: Springer. p. 109. ISBN 978-0-387-48864-6。

[1] キングスリー、JS (1913)。「死亡記事。レナード・ウースター・ウィリアムズ」。解剖学記録。7 :33–38。doi : 10.1002 /ar.1090070202 。

[2] ウィリアムズ、レナード・ウースター（1909年）。一般的なイカの解剖学：Loligo pealii、Lesueur。ライデン、オランダ：図書館および印刷所、後期EJブリル。p. 74。OCLC 697639284 – インターネットアーカイブ経由。

[3] Young, JZ (1938年4月)。「イカの巨大神経線維の機能」。実験生物学ジャーナル。15 (2): 170–185。doi : 10.1242/jeb.15.2.170 – The Company of Biologists Ltd. 経由。

[4] Young, JZ (1985年6月). 「頭足動物と神経科学」.生物学速報. 168 (3S): 153–158. doi :10.2307/1541328. JSTOR 1541328.

[neuro-5] パーブス、デール; オーガスティン、ジョージ J.; フィッツパトリック、デビッド; カッツ、ローレンス C.; ラマンティア、アンソニーサミュエル; マクナマラ、ジェームズ O.; ウィリアムズ、S. マーク (2001)。「髄鞘形成の結果としての伝導速度の増加」。神経科学。第 2 版。サンダーランド、マサチューセッツ州。{{cite book}}: CS1 メンテナンス: 場所が見つかりません発行者 (リンク)

[6] ^ホームズ、ウィリアム (2014)。「ケーブル方程式」。イェーガー、ディーター 、ユング、ラヌ (編)。計算神経科学百科事典。ニューヨーク、NY: シュプリンガー。doi :10.1007 / 978-1-4614-7320-6。ISBN 978-1-4614-7320-6. S2CID 29482994 . 2020年8月30日閲覧。

[HH-7] Hodgkin AL, Huxley AF (1952 年 8 月). 「膜電流の定量的記述と神経伝導および興奮への応用」. The Journal of Physiology . 117 (4): 500–44. doi :10.1113/jphysiol.1952.sp004764. PMC 1392413. PMID 12991237 .

[8] Plonsey, Robert; Barr, Roger C. (2007).バイオエレクトリシティ: 定量的アプローチ(第 3 版). ニューヨーク、NY: Springer. p. 109. ISBN 978-0-387-48864-6。

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