プリンキピア

第36章感覚系

Encoding and Transmission of Sensory Information感覚情報の符号化と伝達

Four aspects of sensory information are encoded by sensory systems: the type of stimulus, the location of the stimulus in the receptive field, the duration of the stimulus, and the relative intensity of the stimulus. Thus, action potentials transmitted over a sensory receptor’s afferent axons encode one type of stimulus, and this segregation of the senses is preserved in other sensory circuits. For example, auditory receptors transmit signals over their own dedicated system, and electrical activity in the axons of the auditory receptors will be interpreted by the brain as an auditory stimulus—a sound.
感覚系は、刺激の種類、受容野内での刺激の位置、刺激の持続時間、刺激の相対的な強さという四つの情報を符号化する。したがって、一つの感覚受容器の求心性軸索を伝わる活動電位は、一種類の刺激を符号化する。この感覚ごとの分離は、ほかの感覚回路でも保たれる。たとえば聴覚受容器は、専用の系を通して信号を伝える。その軸索で起こる電気的活動を、脳は聴覚刺激、すなわち音として解釈する。
The intensity of a stimulus is often encoded in the rate of action potentials produced by the sensory receptor. Thus, an intense stimulus will produce a more rapid train of action potentials, and reducing the stimulus will likewise slow the rate of production of action potentials. A second way in which intensity is encoded is by the number of receptors activated. An intense stimulus might initiate action potentials in a large number of adjacent receptors, while a less intense stimulus might stimulate fewer receptors. Integration of sensory information begins as soon as the information is received in the CNS, and the brain will further process incoming signals.
英語のヒント
刺激の強さは、感覚受容器が生み出す活動電位の発生頻度として符号化されることが多い。強い刺激は、より頻繁な活動電位の連続を生じさせる。刺激が弱まると、同じように活動電位の発生頻度も低下する。もう一つは、活性化される受容器の数による符号化である。強い刺激は、隣り合う多数の受容器に活動電位を起こすことがある。弱い刺激では、刺激される受容器が少なくなる。感覚情報の統合は、中枢神経系で受け取られるとすぐ始まり、脳は入ってくる信号をさらに処理する。

Perception知覚

Perception is an individual’s interpretation of a sensation. Although perception relies on the activation of sensory receptors, perception happens not at the level of the sensory receptor, but at higher levels in the nervous system, in the brain. The brain distinguishes sensory stimuli through a sensory pathway: action potentials from sensory receptors travel along neurons that are dedicated to a particular stimulus. These neurons are dedicated to that particular stimulus and synapse with particular neurons in the brain or spinal cord.
英語のヒント
知覚は、感覚に対する個人の解釈である。感覚受容器の活性化に依存するが、受容器の段階ではなく、神経系のより高次の段階、つまり脳で起こる。脳は感覚経路によって刺激を区別する。感覚受容器からの活動電位は、特定の刺激を担当するニューロンを伝わる。これらのニューロンは、その刺激に専用のもので、脳や脊髄内の特定のニューロンとシナプスをつくる。
All sensory signals, except those from the olfactory system, are transmitted through the central nervous system and are routed to the thalamus and to the appropriate region of the cortex. Recall that the thalamus is a structure in the forebrain that serves as a clearinghouse and relay station for sensory (as well as motor) signals. When the sensory signal exits the thalamus, it is conducted to the specific area of the cortex (Figure 36.3) dedicated to processing that particular sense.
英語のヒント
嗅覚系からの信号を除くすべての感覚信号は、中枢神経系を通って視床へ、さらに適切な大脳皮質の領域へ送られる。視床は前脳の構造で、感覚信号と運動信号を整理し、中継する場所であることを思い出そう。視床を出た感覚信号は、その感覚を専門に処理する大脳皮質の領域へ伝えられる(図36.3)。
How are neural signals interpreted? Interpretation of sensory signals between individuals of the same species is largely similar, owing to the inherited similarity of their nervous systems; however, there are some individual differences. A good example of this is individual tolerances to a painful stimulus, such as dental pain, which certainly differ.
英語のヒント
神経信号は、どのように解釈されるのだろうか。同じ種の個体間では、遺伝によって神経系が似ているため、感覚信号の解釈もおおむね似ている。ただし個人差はある。歯痛のような痛みの刺激への耐性は、確かに人によって異なり、そのよい例である。
図Aはヒトの脳の側面を示す。視床は内部の中央付近にある。図Bは感覚処理領域の位置を示す。視覚処理領域は後方、聴覚処理領域は中央付近にある。体性感覚処理領域は、上部から側面の中ほどまで伸びる細長い領域にある。

OpenStax, Rice University; Biology 2e. (credit b: modification of work by Polina Tishina) · CC BY 4.0 · Source出典

Figure 36.3図 36.3
In humans, with the exception of olfaction, all sensory signals are routed from the (a) thalamus to (b) final processing regions in the cortex of the brain. (credit b: modification of work by Polina Tishina)
ヒトでは、嗅覚を除くすべての感覚信号が、(a)視床から(b)大脳皮質の最終的な処理領域へ送られる。(bの出典:Polina Tishinaの作品を改変)