受容器電位による情報符号化

🧠 受容器電位receptor potential 受容器電位（receptor potential）receptor potential（受容器電位） は全か無かではなく、刺激に応じて振幅が変わるアナログ信号 analog signal アナログ信号（analog signal） analog signal（アナログ信号） 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） では活動電位の発火率・時刻へ、視細胞photoreceptor 視細胞（photoreceptor）photoreceptor（視細胞） や有毛細胞ではまず段階的なシナプス放出へ変換される。¹

感覚信号変換で生じた受容器電位 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） に刺激情報を保持し、のちに活動電位の頻度と時間パターンへ変換される。

段階電位としての性質

• 刺激が強いほど一般に振幅は大きくなるが、高強度では変換チャネル transduction channel 変換チャネル（transduction channel） transduction channel（変換チャネル） や膜応答が飽和しうる。
• 局所電位なので距離とともに減衰する。
• 時間的・空間的加重spatial summation 空間的加重（spatial summation）spatial summation（空間的加重） が可能である。
• 脱分極だけでなく、網膜視細胞retinal photoreceptor 網膜視細胞（retinal photoreceptor）retinal photoreceptor（網膜視細胞） のように過分極する場合もある。

flowchart TD
  A["刺激強度↑"] --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='receptor potential'>受容器電位</span>の振幅↑"]
  B --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='trigger zone'>トリガー帯</span>の閾値を大きく超える"]
  C --> D["活動電位の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='firing rate'>発火頻度</span>↑"]

活動電位の振幅はほぼ一定なので、刺激強度をスパイク spike スパイク（spike） spike（スパイク） の高さでは表せない。アナログ量である受容器電位 receptor potential 受容器電位（receptor potential） receptor potential（受容器電位） は、発火率だけでなく発火時刻・位相固定・動員された線維集団へ変換され、感覚受容sensory reception 感覚受容（sensory reception）sensory reception（感覚受容） 細胞では段階的な神経伝達物質放出も情報を運ぶ。^{1 2}

この原則の応用として、網膜の視細胞 photoreceptor視細胞（photoreceptor） photoreceptor（視細胞）は光で過分極する。電位変化の向きが逆でも、刺激に応じて神経伝達物質放出を連続的に変える点は同じである。

⭐ 「刺激強度 → 受容器電位receptor potential 受容器電位（receptor potential）receptor potential（受容器電位） の振幅 → 神経出力」という対応が基本であり、その神経出力には頻度・時間・集団・段階的シナプス放出が含まれる。

まとめ

• 受容器電位receptor potential 受容器電位（receptor potential）receptor potential（受容器電位） は振幅が連続的に変化する段階電位 graded potential 段階電位（graded potential） graded potential（段階電位） である。
• 刺激の強度と時間情報を保持する。
• 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） ではトリガー帯 trigger zone トリガー帯（trigger zone） trigger zone（トリガー帯） で活動電位列 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） 細胞ではシナプス出力へ変換される。