人は食べた物で創られる⑧ 感覚器・他編

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体のパーツ

感覚器系

感覚器(かんかくき、英: Sensory system)とは、動物の体を構成する器官のうち、何らかの物理的または化学的刺激を受け取る受容器として働く器官である。

各器官は感覚器系と呼ばれ、それぞれが繋がる末梢神経系を通し、受け取った情報はニューロンを介して中枢神経系へと伝えられる。感覚器には光に対する視覚器、音に対する聴覚器、化学物質に対する嗅覚器・味覚器、温度や機械刺激に対する触覚器などが挙げられる。ヒトの場合、その代表的な感覚器には、目、耳、鼻、舌、皮膚などがある。また、動物の種類によって独自の感覚器が様々に発達している場合がある。これらの感覚器をまとめて感覚器系という1つの器官系として扱う場合がある。生理作用と知覚作用を統一的に考察する場合には、感覚器とその知覚作用を感官と呼ぶ場合がある。

ある感覚器は、特定の種類の情報を受け取るように特化されている。感覚器で受容された何らかの情報は、多くの場合、その動物の神経系に受け渡されるようになっている。感覚器で得られた情報を脳などの中枢神経系に伝える働きをする神経のことを感覚神経(感覚性神経)と呼ぶ。

感覚器の1つ1つは独自の機能を担っており、これらの機能は神経系を介して相互に調節される。

視覚器

目(眼球)は視覚情報の受容器で、”光を感知する”ための器官である。眼球に入ってくる可視光の量と波長、およびその時間的変化の情報を空間的な各点について採取し、視神経に伝える。

聴覚器

耳は聴覚情報の受容器で、”音を聞く”ための器官である。ある範囲の波長の空気振動(音波)を感知し、その波長と時間的な変化パターンを内耳神経(蝸牛神経)に伝える。

嗅覚器

鼻は嗅覚情報の受容器で、”においを嗅ぐ”ための器官である。鼻の穴の奥の最上部にはにおい細胞の並ぶ鼻粘膜嗅部がある。空気中を漂い、鼻に吸い込まれたにおい物質を感知する。ただし、鼻腔は咽頭とつながっているために、口腔から嚥下した直後の物から揮発したにおい物質も感知する場合がある。いずれも、嗅神経に伝える。

味覚器

舌は味覚情報の受容器で、”味”を感じる器官である。舌表面各部を中心に存在する味蕾(みらい)は、味物質の受容器である。舌神経を介して、顔面神経、舌咽神経に伝える。なお、舌以外にも少ないながら味物質の受容器が存在することが知られている。

触覚器

皮膚は皮膚感覚情報の受容器である。皮膚の各部には、いくつかのタイプの受容器が埋め込まれており、それぞれに感覚神経が接続されている。皮膚感覚には、触覚(何かが接触している)、圧覚(押されている)、痛覚(痛い)、温度覚(熱い、冷たい)などいくつかの種類が存在し、それぞれに異なった種類の受容器が対応していると考えられている。皮膚以外の表面(鼻腔、口腔など)にもそれぞれの感覚受容器が存在する。三叉神経(頭部前面)や各脊髄神経の皮枝(それ以外)がこれを伝える。皮膚の感覚受容器の例としては、マイスネル小体、パチニ小体、ルフィニ終末、クラウゼ終棍、自由神経終末などが挙げられる。

平衡覚や回転覚に関する感覚器

三半規管は、平衡覚や回転覚の受容器である。耳の内部にある内耳には、体の受ける加速度や回転などの情報を受け取る3本の半規管が3軸別々の方向を向いた部分がある。三半規管からの情報は、内耳神経(前庭神経)を介して中枢神経に伝えられる。ただし、これらは視覚などの他の感覚器からの情報によっても修正される。

神経

筋紡錘は体を構成する各筋肉に存在する、その筋肉の伸展状態をモニタする受容器である。

神経系

神経系(しんけいけい、英: nervous system)とは、主に神経細胞(ニューロン)の連鎖によって作られる神経を通して、外部の情報の伝達と処理を行う動物の器官。

内容的には、一つの動物体における神経全体の配置のあり方を指す場合と、同一個体内での、神経の系統の大きな区別を指す場合がある。前者は動物の分類において、上位分類群を特徴付ける重要な特徴と見なされる。

また、神経系が情報を受け渡しする対象である「外部」にも2つの意味があり、ひとつは生体の外部を指す場合と、もうひとつは生体の内部ながら神経系の外部を指す場合の両方がある。

一般にヒトの神経系は、大きく中枢神経系末梢神経系の2つに分けられている。

中枢神経系

中枢神経系は脳と脊髄部分を指し、ヒトでは特に大脳が大きく発達している。組織は、神経組織と呼ばれ、 実際に情報の伝達を行うニューロンと、その間を埋めながら数倍が存在するグリア細胞(神経膠細胞)やオリゴデンドログリア、アストログリアなどから構成される。

の中でヒトの場合80%を占める大脳は、表面に曲がりくねった大脳溝構造を持った灰白質の大脳皮質が数cmあり、その下には白質という神経線維の集合を成し、さらに奥には灰白質の大脳基底核がある。大脳皮質は脳幹周囲を中心に扁桃腺などと大脳辺縁系を形成する古皮質と、ヒトでは大脳皮質の90%に相当する新皮質に分けられる。前者は本能行動や情動行動を制御し、後者は運動や感覚また意識や思考など精神活動を営む場となる。

また大脳にはいくつかの「野」がある。中心溝の前にあり顔面や全身の運動を支配する運動野は、右脳が左半身を、左脳が右半身という逆転状態がある。中心溝後ろの体性感覚野は感覚情報を判断する場所であり、ここも左右逆転がある。特殊感覚野はいくつかの場所にあり、視覚を司る視覚野とそれを取り巻き映像の意味を解する第二視覚野、体性感覚野の下にある味覚野、側頭葉内面の嗅覚野、運動性言語中枢と感覚性言語中枢を持つ言語野、さまざまな感覚を各野やら取り入れ高次の精神機能を発揮する連合野などである。

小脳は大脳の後下部にあるこぶし大の大きさで、脳重量の10%程度を占める。ここは大脳からの指令を受けて体位や平衡など、運動の方向や大きさ等を的確に制御する機能を持つ。中脳は大脳と小脳に隠れた中心部にある脊髄への伝達経路の束であり、また意識しない骨格筋眼球または聴覚に連動する反射運動などの制御に関与する。間脳は視床と視床下部からなり、松果体が付随する。視床は大脳皮質に向かう求心性伝道路が必ず経由する中継点である。視床下部は自律機能の統合中枢として自律神経を制御するとともに、ホルモンの分泌を通して内分泌系をコントロールする。

大脳を支える幹のように見えるため脳幹と呼ばれる部位は、延髄で形成される。橋は横に走る繊維が左右の小脳を繋ぐように見えるために言う。長さ3cm程の延髄は、錐体で大脳皮質からの伝達路を、オリーブで中脳・小脳を脊髄と連結させる。また背面にある菱形窩の灰白質部分は、基本的な生命維持のための自律性および運動性部分の中枢を担う。

脊髄は、椎骨の連なりの中にある脊柱管の中におさまった長さ約40cm、太さ約1cmの円柱状器官であり、下部では錐のように細くなる。断面はH型の灰白質の周囲を白質が覆っており、中心には穴がある。前方(前角)は骨格筋を制御する遠心性の運動神経が集まり、後ろは逆に求心性の感覚神経細胞が情報を延髄に伝える。

脊髄からは左右31対の脊髄神経を伸ばす神経束(根)があり、それぞれの神経が全身に伝わる。根は椎間孔に応じて分類され、顎神経(C8対)、胸神経(T12対)、腰神経(L5対)、仙骨神経(S5対)、尾骨神経(1対)がある。

発生の過程では、中枢神経系は、まず神経管と呼ばれる中空の管状構造として形成され、体の前後軸に沿ってのびる。この神経管は外胚葉性である。この管の壁は、神経細胞とグリア細胞のもとになる細胞、神経幹細胞で構成される。この細胞の分裂は、神経管の前部で他の部位よりも激しい。その結果、神経管の前部だけが膨れることになる。その膨れた部分が将来の脳であり、それ以外の部分が脊髄になる。神経管の内側の空洞は、成体になっても残され、脳の中の脳室、脊髄の中の脊髄中心管となる。 神経系の発生を特徴づける次の段階は、神経細胞が本来あるべき正しい位置に配置され、それぞれの神経細胞が正しくシナプスで結合することである。大脳などの皮質構造をなす場所では、神経細胞は層状に配置され、また神経核においては、細胞が集合する。神経細胞からは、軸索および樹状突起が伸長し、神経回路形成が行われる。

末梢神経系

主に神経線維束や、局所的に神経細胞体が集まって存在する神経節などから構成される。神経線維束は、神経細胞体からのびる神経線維(軸索)が多数集まって束になって走るものである。中枢神経系と体の各部位を結ぶ働きをする。末梢神経が中枢神経とつながる場所は全て決まっている。また、束になった神経は体内での走行パターンが決まっており、全て名前がついている。

運動器系(骨、関節、靭帯、筋肉)

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