生物物理学 · 22.03
感覚順応
Sensory adaptation
🧠 感覚順応sensory adaptation 感覚順応(sensory adaptation)sensory adaptation(感覚順応) は、入力履歴に応じて感度と応答範囲を再設定する現象である。 持続刺激中の応答低下として現れることが多く、飽和を防ぎながら定常状態より「変化」を強調する。
順応adaptation 順応(adaptation)adaptation(順応) は、受容器電位receptor potential 受容器電位(receptor potential)receptor potential(受容器電位) による情報符号化 encoding符号化(encoding) encoding(符号化)の時間変化として理解すると、持続刺激と刺激変化のどちらを強調する受容器かを整理しやすい。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)の頻度・時間パターンが変化し、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も変化する。
応答の時間変化
持続刺激では、受容器電位receptor potential 受容器電位(receptor potential)receptor potential(受容器電位) や発火頻度 firing rate 発火頻度(firing rate) firing rate(発火頻度) が速い成分と遅い成分を伴って低下しうる。原因は受容器分子・チャネル、機械構造、スパイクspike スパイク(spike)spike(スパイク) 開始帯、細胞内Ca²⁺など受容器ごとに異なる。特に哺乳類 mammal 哺乳類(mammal) mammal(哺乳類) 蝸牛有毛細胞 cochlear hair cell 蝸牛有毛細胞(cochlear hair cell) cochlear hair cell(蝸牛有毛細胞) では、最速の機械電気変換 mechanotransduction 機械電気変換(mechanotransduction) mechanotransduction(機械電気変換) 順応 adaptation 順応(adaptation) adaptation(順応) はCa²⁺流入に依存しないとされ、Ca²⁺を一般機序として扱えない。1 2
flowchart TD
A["一定刺激を開始"] --> B["大きな<span class='jp-term jp-term-diagram' title='receptor potential'>受容器電位</span>"]
B --> C["高頻度発火"]
C --> D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='sensory transduction'>感覚変換</span>系が<span class='jp-term jp-term-diagram' title='adaptation'>順応</span>"]
D --> E["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='receptor potential'>受容器電位</span>が低下"]
E --> F["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='firing rate'>発火頻度</span>低下"]
| 型 | 応答 | 得意な情報 | 例 |
|---|---|---|---|
| 相動性/速順応 adaptation 順応(adaptation) adaptation(順応) 型 | 開始・終了時に強く発火 | 変化、振動、速度 | パチニ小体Pacinian corpuscleパチニ小体(Pacinian corpuscle)Pacinian corpuscle(パチニ小体)、嗅覚 |
| 緊張性/遅順応 adaptation 順応(adaptation) adaptation(順応) 型 | 刺激中も発火を保つ | 絶対値、姿勢、持続圧 | 筋紡錘muscle spindle筋紡錘(muscle spindle)muscle spindle(筋紡錘)、痛覚の一部 |
💡 衣服の接触をすぐ意識しなくなる一方、姿勢や組織損傷 tissue injury 組織損傷(tissue injury) tissue injury(組織損傷) の情報が消えにくいのは、受容器ごとに適応速度が違うためである。
順応adaptation 順応(adaptation)adaptation(順応) は受容器の感度消失ではなく、時間情報の選択である。たとえば蝸牛の能動増幅は小さな振動への感度を保ちながら広い音圧 sound pressure 音圧(sound pressure) sound pressure(音圧) 範囲を扱うため、単純な「応答低下」だけでは説明できない。
まとめ
- 持続刺激では受容器電位 receptor potential受容器電位(receptor potential) receptor potential(受容器電位)・シナプス出力・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) が系ごとの時定数 time constant 時定数(time constant) time constant(時定数) で再設定される。
- 速順応型受容器rapidly adapting receptor 速順応型受容器(rapidly adapting receptor)rapidly adapting receptor(速順応型受容器) は変化を、遅順応型受容器slowly adapting receptor 遅順応型受容器(slowly adapting receptor)slowly adapting receptor(遅順応型受容器) は持続量を伝える。
- 順応adaptation 順応(adaptation)adaptation(順応) は情報の差分を強調する効率的な符号化 encoding 符号化(encoding) encoding(符号化) である。
出典
- 1.Adaptation of mammalian auditory hair cell mechanotransduction is independent of calcium entry(Neuron・2013)哺乳類蝸牛有毛細胞の機械電気変換順応がCa2+流入に依存しないこと閲覧 2026-08-20
- 2.Hair Bundle Stimulation Mode Modifies Manifestations of Mechanotransduction Adaptation(The Journal of Neuroscience・2019)有毛束刺激法が順応の見え方を変え、最速順応がCa2+流入非依存であること閲覧 2026-08-20