感覚信号変換の段階

🧠 感覚受容sensory reception 感覚受容（sensory reception）sensory reception（感覚受容） は「物理・化学刺激 → 受容器電位receptor potential受容器電位（receptor potential）receptor potential（受容器電位） → 神経出力」の変換である。 一次感覚ニューロン sensory neuron 感覚ニューロン（sensory neuron） sensory neuron（感覚ニューロン） では受容器電位 receptor potential 受容器電位（receptor potential） receptor potential（受容器電位） から活動電位が生じるが、視細胞photoreceptor視細胞（photoreceptor）photoreceptor（視細胞）・有毛細胞・味細胞gustatory cells 味細胞（gustatory cells）gustatory cells（味細胞） などでは段階電位 graded potential 段階電位（graded potential） graded potential（段階電位） が神経伝達物質放出を調節し、後続ニューロンが活動電位を担う。^{1 2}

刺激から生じた受容器電位 receptor potential 受容器電位（receptor potential） receptor potential（受容器電位） は、振幅と持続時間 duration 持続時間（duration） duration（持続時間） による符号化 encoding符号化（encoding） encoding（符号化）を経て、活動電位列action-potential train 活動電位列（action-potential train）action-potential train（活動電位列） による情報表現へ変換される。ここでは、その入口にあたる刺激エネルギーから膜電位への変換を整理する。

感覚変換の共通経路

flowchart TD
  A["外界・体内の刺激"] --> B["受容器が適刺激を受容"]
  B --> C["受容体または刺激依存性イオンチャネルを活性化"]
  C --> D["段階的な<span class='jp-term jp-term-diagram' title='receptor potential'>受容器電位</span>"]
  D --> E["一次<span class='jp-term jp-term-diagram' title='sensory neuron'>感覚ニューロン</span>：<span class='jp-term jp-term-diagram' title='trigger zone'>トリガー帯</span>で<span class='jp-term jp-term-diagram' title='action-potential train'>活動電位列</span>"]
  D --> F["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='sensory reception'>感覚受容</span>細胞：段階的なシナプス放出"]
  F --> G["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='afferent neuron'>求心性ニューロン</span>の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='action-potential train'>活動電位列</span>"]
  E --> H["中枢神経系で知覚"]
  G --> H

受容器には、一次感覚ニューロン sensory neuron 感覚ニューロン（sensory neuron） sensory neuron（感覚ニューロン） 自身が刺激を受け、活動電位を発生する型がある。一方、視細胞photoreceptor 視細胞（photoreceptor）photoreceptor（視細胞） や有毛細胞は段階電位 graded potential 段階電位（graded potential） graded potential（段階電位） によって神経伝達物質の放出量を変え、次の求心性ニューロン afferent neuron 求心性ニューロン（afferent neuron） afferent neuron（求心性ニューロン） を駆動する。

💡 刺激そのものが脳へ届くのではない。異なる刺激エネルギーはいったん共通の電気信号 PSP, postsynaptic potential 電気信号（PSP, postsynaptic potential） PSP, postsynaptic potential（電気信号） へ変換され、どの経路を通ったかと発火パターン pattern of impulses 発火パターン（pattern of impulses） pattern of impulses（発火パターン） によって区別される。

刺激が持続したときの応答変化は感覚順応sensory adaptation感覚順応（sensory adaptation）sensory adaptation（感覚順応）で扱う。したがって、感覚系sensory system 感覚系（sensory system）sensory system（感覚系） の出力は刺激強度だけでなく、時間変化と受容器の順応 adaptation 順応（adaptation） adaptation（順応） 速度にも依存する。

まとめ

• 感覚変換sensory transduction 感覚変換（sensory transduction）sensory transduction（感覚変換） は刺激を受容器電位 receptor potential 受容器電位（receptor potential） receptor potential（受容器電位） へ変換する。
• 受容器電位receptor potential 受容器電位（receptor potential）receptor potential（受容器電位） は段階的信号 graded signal 段階的信号（graded signal） graded signal（段階的信号） で、一次感覚ニューロン sensory neuron 感覚ニューロン（sensory neuron） sensory neuron（感覚ニューロン） では活動電位列 action-potential train 活動電位列（action-potential train） action-potential train（活動電位列） へ、感覚受容sensory reception 感覚受容（sensory reception）sensory reception（感覚受容） 細胞では段階的シナプス出力へ変換される。
• 中枢は経路、発火率、時間パターン、線維集団から刺激の種類・強さ・時間・場所を復元 restoration 復元（restoration） restoration（復元） する。