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このように、あるニューロンと別のニューロンとがナノメートルの隙間をはさんで対峙し、伝達物質を介して情報を伝達するためには、シグナルを出す側、受け取る側の双方が特殊な舞台装置をそれぞれに持たなければならない。
たとえば出す側には伝達物質小胞とそれを操作する仕組みがなければならないし、受け取る側は受容体を組み立てて、シグナルを待ち受ける必要がある。
実際この継ぎ目＝シナプスは、形（構造）のうえでも働き（機能）のうえでもニューロンの他の場所、たとえば軸索とは明らかに異なっている。
電子顕微鏡でシナプスを観察すると、「かみて」側の細胞膜と「しもて」側の細胞膜が寄り添って並んでいる。
「かみて」側には小胞を運ぶためのたくさんの格子構造が見え、「しもて」には受容体やイオンチャネル、それに酵素が束になって黒っぽい（電子密度の高い）帯ができている。
伝達物質を放出したりそれを受け取ったりする働きを持つ場所も、ニューロン広しと言えどもここだけなのだ。
そのためこの部分を他から区別してシナプスとわざわざ呼ぶのである。
これまで説明してきたシナプスは、化学伝達物質をシグナルとして使っているので「化学シナプス」といい、このタイプがシナプスの大方を占める。
一方、二つのニューロンの膜がぴったりと貼りついて、片方に起こった電気現象を他方にいきなり伝えるシナプス「電気シナプス」も、少数派ながら存在している。
ここでは。
一方のニューロンに生じた電流が、直接隣のニューロンに流れ込む。
化学シナプスでは、伝達物質を出す側から受け取る側へ、という一方向のシグナルの流れしか起こらないが、電気シナプスの場合はそうはいかない。
多方向に流れが生じる。
言い方を換えれば、「漏電」を利用してシグナルをあちこちに伝えているようなものだ。
その意味では、微妙な調節を行うには化学シナプスの方が便利と言える。
反対に、少しでも速く伝達できれば多少不正確でもよいという場合、電気シナプスが有利だろう。
伝達物質は神経のホルモン ところで、シナプスという神経に特有の構造は、どのようにして生まれてきたのだろうか。
化学シナプスについて考えてみると、その仕組みは、おそらく内分泌細胞のホルモン放出メカニズムにその起源を持つのであろう。
内分泌細胞にはニューロンとよく似た性質があり、インパルスの発生によってホルモンを放出することが知られている。
ただし内分泌の場合、ホルモンが血液中に放出されるため、その効果は広い範囲に及ぶ。
それと同時に、実際に作用が発揮される部位、つまり作用点に達するまで距離があるので、影響が現れるのに時間がかかる。
一刻を争う神経伝達では、この難点を解決するため、放出部位と作用部位を極限近くまで縮小したのだろう。
またぎっしりとつまったニューロン間で情報が自由にやりとりされてはたちまち混線してしまう。
それを避けるため、まわりから隔絶されたシナプスという特殊構造を発達させたのではないかと想像される。
化学シナプスを利用すると、前に述べた理由から、さらに情報の混線を減らすことができる。
情報のルートごとに違った伝達物質を利用すれば、それぞれの物質が専用の受容体にしかくっつかないおかげで、となりの情報ルートと場所的に近接していても情報がこんがらがることはないのである。
ここまでは、感覚ニューロンが直接運動ニューロンにつながる場合を想定して話を進めてきた。
つまりその回路は、感覚ニューロンと運動ニューロンというたった二つのニューロンからできているわけで、断線箇所はその二つのニューロンの境目一ヵ所だけにしかない。
つまり回路の中にシナプスが一個しか挟まっていないので、「単シナプス性の神経接続」という。
こうした単シナプス性の神経接続は、脊髄によく見られる。
たとえばごく単純な、足の運動の例を考えてみよう。
足の動きを脊髄がコントロールするときには、単シナプス接続が使われている。
足の骨には足をけり出すための伸筋と後ろに曲げるための屈筋とが付いている。
この二種の筋肉は、互いに反対方向の足の動きを起こす働きがある。
伸筋の筋繊維の中には、筋紡錘といって、筋肉の引っ張られ具合を測るための感覚ニューロンが含まれている。
つまり筋肉のど真ん中にニューロンがまるごとコロンとはまりこんでいるのだ。
この感覚ニューロンは、自分を包んでいる伸筋を動かす運動ニューロンに対しては単シナプス性の接続をし、措抗筋、つまり屈筋を動かす運動ニューロンに対してはもう一個別のニューロンを介して接続している。
すなわち、伸筋が引っ張られたという情報は、筋紡錘の感覚ニューロンから脊髄内の別のニューロンに伝わり、そのニューロンから目的地である屈筋運動ニューロンに渡される。
この回路の中の断線箇所は二カ所なので、二シナプス接続と呼ばれる。
この真ん中に割って入ったニューロンは、屈筋運動ニューロンにシナプスをつくっているが、このシナプスは、屈筋ニューロンの働きを抑える方向に作用する。
その結果、仲筋に興奮のシグナルが送られるタイミングより少し遅れて屈筋が抑えられ、よりスムーズな動きが保証される。
感覚ニューロンと運動ニューロンの間を取り持つこのようなニューロンを介在ニューロンと呼ぶ。
通常の行動は、多数の介在ニューロンの仲立ちで成立する。
脳の大半はさまざまなタイプの介在ニューロンでうずまっているのだ。
いくつもの介在ニューロンに中継されていくうちに、情報は次第に洗練され、そしてそのエッセンス同士が組み合わされ、抽象的な認識や判断を生むもとになる。
記憶の中身も、いくつものエッセンスに分解されて、別々のニューロンに蓄えられ、取り出されるときには必要な要素が組み立てられ利用されるのだ。
こうした情報の組み立て、分解は、シナプスにおいて、先にも触れたように「興奮性」と「抑制性」の二種類の電位を使って足し算、引き算をすることによって成立している。
シナプスのうち、情報を受け取る側のニューロン（シナプス後ニューロン）の活動を促進するものは興奮性シナプス、活動を低下させるものは抑制性シナプスという。
またそのときに実際に生ずる電位変化を、それぞれ興奮性シナプス後電位（ＥＰＳＰ）、抑制性シナプス後電位（ＩＰＳＰ）と呼ぶ。
先はどの反射回路を例にとってみよう。
介在ニューロンが屈筋運動ニューロンにつくっているシナプスは抑制性シナプスで、ＴＩＰＳＰを発生させる。
その他のシナプスはどれも興奮性シナプスなので、ＥＰＳＰを発生させるというわ廿だ。
介在ニューロンの説明をするにあたって、記憶とは何の関係もなさそうな脊髄での反射の例を出したのには、わけがある。
まず、反射が運動のもっとも単純な形態であることだ。
前章で見てきた通り、この「反射」なしには記憶もなにも考えられないからである。
前章に紹介した実験の中に、「条件づけ」がたびたび登場したが、そこで研究対象とされた「すくみ反応」（ラットの恐怖条件づけ）やＳＣＲ（ヒトの皮膚電気反射）は、他でもないこの反射のことなのだ。
そして反射のもとになっているシナプスを介した情報伝達、これこそが神経系のあらゆる情報処理の基盤なのである。
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