神経系の器官：中枢神経系

🧠 中枢神経系の肉眼的な色分け（灰白質＝ニューロン細胞体、白質＝有髄 myelinated 有髄（myelinated） myelinated（有髄） 軸索）は臓器ごとに配置が逆転する、と覚える——大脳・小脳は「外側が灰白質（皮質）、内側が白質」、脊髄は「内側が灰白質、外側が白質」。 この配置の逆転を軸に、大脳皮質・小脳皮質cerebellar cortex小脳皮質（cerebellar cortex）cerebellar cortex（小脳皮質）・脊髄という3つの部位を対比しながら整理する。

灰白質と白質

大脳皮質

大脳皮質は灰白質が表層を覆い、深部に白質が続く（皮質が外側）。皮質の主要な出力ニューロンは錐体細胞pyramidal neurons錐体細胞（pyramidal neurons）pyramidal neurons（錐体細胞）で、多極性ニューロンmultipolar neurons 多極性ニューロン（multipolar neurons）multipolar neurons（多極性ニューロン） （05-1-neurons）の代表例として6層構造の中に配置される。

小脳皮質：3層構造

flowchart TD
  A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='stratum moleculare'>分子層</span>：<span class='jp-term jp-term-diagram' title='outer layer'>外層</span>、細胞体が少ない"]
  A --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='Purkinje cell layer'>プルキンエ細胞層</span>：中間、大型の特徴的なニューロンが<span class='jp-term jp-term-diagram' title='single-file'>単列</span>に並ぶ"]
  B --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='granular layer'>顆粒層</span>：<span class='jp-term jp-term-diagram' title='inner layer'>内層</span>、小型の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='granule cell'>顆粒細胞</span>が密集"]

⭐ プルキンエ細胞は小脳皮質 cerebellar cortex 小脳皮質（cerebellar cortex） cerebellar cortex（小脳皮質） からの唯一の出力経路であり、平行線維parallel fiber 平行線維（parallel fiber）parallel fiber（平行線維） （顆粒細胞granule cell 顆粒細胞（granule cell）granule cell（顆粒細胞） の軸索）や登上線維 climbing fibre 登上線維（climbing fibre） climbing fibre（登上線維） からの入力をすべて統合し、小脳深部核へ抑制性の出力を送る——「小脳皮質cerebellar cortex 小脳皮質（cerebellar cortex）cerebellar cortex（小脳皮質） のすべての情報はプルキンエ細胞という単一のボトルネックを通る」という点は小脳の情報処理を理解する軸になる。

脊髄：灰白質が内側

脊髄では大脳・小脳と逆に白質が外側、灰白質が内側に位置し、断面は特徴的なH字型を呈する。

• 前角：運動ニューロン（大型多極性 multipolar多極性（multipolar） multipolar（多極性）、05-1-neurons）を含む
• 後角：感覚線維 sensory afferents 感覚線維（sensory afferents） sensory afferents（感覚線維） （脊髄神経節dorsal root ganglion 脊髄神経節（dorsal root ganglion）dorsal root ganglion（脊髄神経節） 由来の偽単極性ニューロン pseudounipolar neuron 偽単極性ニューロン（pseudounipolar neuron） pseudounipolar neuron（偽単極性ニューロン） の中枢突起, 05-5-supporting-structures）を受け取る
• 中心に中心管central canal中心管（central canal）central canal（中心管）があり上衣細胞 ependymal cell 上衣細胞（ependymal cell） ependymal cell（上衣細胞） （05-3-neuroglia）に裏打ちされ脳脊髄液で満たされる

💡 「大脳・小脳は灰白質が外側、脊髄は灰白質が内側」という配置の違いは、発生学的な神経管の分化の違いを反映する——大脳・小脳では表層の外套層 mantle layer 外套層（mantle layer） mantle layer（外套層） からニューロンが移動して層状の皮質を形成するのに対し、脊髄ではより単純な神経管の基本構造 basic structure 基本構造（basic structure） basic structure（基本構造） （内側に細胞体、外側に軸索が伸びる）が保たれたまま成体になる、という発生学的背景がある。

髄膜と脳脊髄液

CNSは外側から硬膜・くも膜（arachnoid mater）・軟膜pia mater軟膜（pia mater）pia mater（軟膜）の3層の髄膜に包まれる。

• くも膜下腔subarachnoid space くも膜下腔（subarachnoid space）subarachnoid space（くも膜下腔） には脳脊髄液が満ち、CNSを衝撃から保護する
• 脈絡叢choroid plexus脈絡叢（choroid plexus）choroid plexus（脈絡叢）は血管に富む軟膜 pia mater 軟膜（pia mater） pia mater（軟膜） のひだが脳室壁から突出し、上衣細胞ependymal cell 上衣細胞（ependymal cell）ependymal cell（上衣細胞） （05-3-neuroglia）に覆われた構造で、CSFCSF（cerebrospinal fluid）を産生する

⚠️ 「髄膜は3層」「脳にリンパ管は無い」という2つの定型句は、どちらも近年書き換わっている。

①層の数。 2023年、マウスとヒトの脳でくも膜下腔subarachnoid space くも膜下腔（subarachnoid space）subarachnoid space（くも膜下腔） をさらに区画化 compartmentation 区画化（compartmentation） compartmentation（区画化） する第4の膜（SLYM、くも膜下リンパ管様膜）が記載された。末梢臓器や体腔を裏打ちする中皮 mesothelium 中皮（mesothelium） mesothelium（中皮） に形態・免疫表現型Immunophenotype 免疫表現型（Immunophenotype）Immunophenotype（免疫表現型） がよく似た薄い膜で、血管を包み免疫細胞 immune cell 免疫細胞（immune cell） immune cell（免疫細胞） を宿す。髄膜静脈洞の内皮と密着しており、脳脊髄液と静脈血のあいだで小分子を直接やりとりする——マウスにおいてはヒトのくも膜顆粒 arachnoid granulations くも膜顆粒（arachnoid granulations） arachnoid granulations（くも膜顆粒） に相当する働きをする¹。硬膜・くも膜・軟膜pia mater 軟膜（pia mater）pia mater（軟膜） という3分法は依然として基本の枠組みだが、くも膜下腔subarachnoid space くも膜下腔（subarachnoid space）subarachnoid space（くも膜下腔） は単一の空間ではなく仕切られているという理解が加わった。

②排出路。 古い教科書はCNSを「リンパ管を欠く器官」の代表に挙げるが、2015年に硬膜静脈洞dural venous sinuses 硬膜静脈洞（dural venous sinuses）dural venous sinuses（硬膜静脈洞） に沿って走る硬膜リンパ管が記載された。リンパ管内皮のマーカーをすべて発現し、髄液由来の液と免疫細胞 immune cell 免疫細胞（immune cell） immune cell（免疫細胞） を運んで深頸リンパ節deep cervical lymph nodes深頸リンパ節（deep cervical lymph nodes）deep cervical lymph nodes（深頸リンパ節）へつながる²³。実質側では、髄液が貫通動脈 perforating arteries 貫通動脈（perforating arteries） perforating arteries（貫通動脈） 周囲の血管周囲腔 perivascular space 血管周囲腔（perivascular space） perivascular space（血管周囲腔） から脳実質 brain parenchyma 脳実質（brain parenchyma） brain parenchyma（脳実質） へ入り、間質液interstitial fluid 間質液（interstitial fluid）interstitial fluid（間質液） が静脈周囲の経路へ抜ける（グリンパティック系）。アストロサイトの水チャネル ion/water channel 水チャネル（ion/water channel） ion/water channel（水チャネル） AQP4を欠くマウスでは間質溶質のクリアランスが約70%低下し、アミロイドβamyloid beta アミロイドβ（amyloid beta）amyloid beta（アミロイドβ） の除去も抑制される⁴。つまり髄液の役割は「衝撃からの保護」だけではなく、脳の老廃物 waste product 老廃物（waste product） waste product（老廃物） の運び出しでもある。順路は「実質の間質液 interstitial fluid 間質液（interstitial fluid） interstitial fluid（間質液） →血管周囲腔 perivascular space 血管周囲腔（perivascular space） perivascular space（血管周囲腔） →髄液→硬膜リンパ管→深頸リンパ節 deep cervical lymph nodes深頸リンパ節（deep cervical lymph nodes） deep cervical lymph nodes（深頸リンパ節）」で、脳実質brain parenchyma 脳実質（brain parenchyma）brain parenchyma（脳実質） そのものにリンパ管が走っているわけではない点は区別する。

💡 脳の毛細血管は血液脳関門を作るが、その主役は内皮である。 主たる物理的障壁は中枢神経系の内皮細胞にあり、連続した密着結合 tight junction 密着結合（tight junction） tight junction（密着結合） と小胞輸送 vesicular transport 小胞輸送（vesicular transport） vesicular transport（小胞輸送） （トランスサイトーシスtranscytosisトランスサイトーシス（transcytosis）transcytosis（トランスサイトーシス））の抑制の2つで成り立つ。そこに内皮の基底膜・周皮細胞pericyte周皮細胞（pericyte）pericyte（周皮細胞）・アストロサイトの足突起 pedicel 足突起（pedicel） pedicel（足突起） が加わって関門が完成する。周皮細胞pericyte 周皮細胞（pericyte）pericyte（周皮細胞） を欠く成体マウスではバリアの透過性が上がり、周皮細胞pericyte 周皮細胞（pericyte）pericyte（周皮細胞） は「内皮の血液脳関門特異的な遺伝子発現の制御」と「アストロサイト足突起 pedicel 足突起（pedicel） pedicel（足突起） の極性化 polarization 極性化（polarization） polarization（極性化） の誘導」という2つの経路でバリアを成立させていた⁵。「アストロサイトの足突起 pedicel 足突起（pedicel） pedicel（足突起） が関門を作る」という単純化は不正確で、足突起pedicel 足突起（pedicel）pedicel（足突起） は関門の構成要素であり誘導因子だが、密着結合tight junction 密着結合（tight junction）tight junction（密着結合） そのものは内皮がもつ。

まとめ

• 大脳皮質・小脳皮質cerebellar cortex 小脳皮質（cerebellar cortex）cerebellar cortex（小脳皮質） は灰白質が外側、脊髄は灰白質が内側というように配置が逆転する。
• 小脳皮質cerebellar cortex 小脳皮質（cerebellar cortex）cerebellar cortex（小脳皮質） は分子層 stratum moleculare分子層（stratum moleculare） stratum moleculare（分子層）・プルキンエ細胞層Purkinje cell layerプルキンエ細胞層（Purkinje cell layer）Purkinje cell layer（プルキンエ細胞層）・顆粒層granular layer 顆粒層（granular layer）granular layer（顆粒層） の3層からなり、プルキンエ細胞が唯一の出力経路となる。
• 脊髄はH字型の灰白質（前角＝運動、後角＝感覚）と中心管 central canal 中心管（central canal） central canal（中心管） をもつ。
• CNSは硬膜・くも膜・軟膜pia mater 軟膜（pia mater）pia mater（軟膜） の3層の髄膜に包まれ、脈絡叢choroid plexus 脈絡叢（choroid plexus）choroid plexus（脈絡叢） がCSFを産生する（2023年にくも膜下腔 subarachnoid space くも膜下腔（subarachnoid space） subarachnoid space（くも膜下腔） を区画化 compartmentation 区画化（compartmentation） compartmentation（区画化） する第4の膜SLYMが加わった）。
• 髄液は保護だけでなく老廃物 waste product 老廃物（waste product） waste product（老廃物） 排出も担い、血管周囲腔perivascular space 血管周囲腔（perivascular space）perivascular space（血管周囲腔） （グリンパティック系）→硬膜リンパ管→深頸リンパ節 deep cervical lymph nodes 深頸リンパ節（deep cervical lymph nodes） deep cervical lymph nodes（深頸リンパ節） という順路で脳から排出される。
• 血液脳関門の物理的障壁の本体は内皮の密着結合 tight junction 密着結合（tight junction） tight junction（密着結合） と小胞輸送 vesicular transport 小胞輸送（vesicular transport） vesicular transport（小胞輸送） の抑制で、基底膜・周皮細胞pericyte周皮細胞（pericyte）pericyte（周皮細胞）・アストロサイト足突起 pedicel 足突起（pedicel） pedicel（足突起） がこれを誘導・補強する。