神経細胞一個の記録と"神経にタッチさせて記録"

質問

神経細胞一個の内部の電位は通常状態で，細胞外に対して-70mV，興奮状態で，細胞外に対して+30mVになると知りました．一方で，よく神経活動を，小さな電極を使って神経へタッチさせて記録したというもので，スパイク上の信号がたくさん並んだものがありますが，それは上記のように数10 mVというものではなく数百μVという大きさです．

とても確認したいのですが，タッチさせた神経というのは，神経細胞が束になっているものということだと思うのですがどうでしょうか．よく神経というとシナプス周辺の図（１）が示されたり，神経系の図（血管のように体中を巡っているような図）（２）が現れたりしますが，（２）は（１）が集まったものということでよろしいでしょうか・・・？ 基本的なことですみません．

また，ここで知りたいのですが，上の2つの記録の違いはなんでしょうか．細胞外記録と細胞内記録の違いだと思いますが，どうでしょうか．細胞内記録は，細胞内外のイオン種とその濃度の相違により生じると理解できるのですが，細胞外記録は一体何を計測しているのでしょうか．神経にタッチさせたとすると，神経細胞が束状に集まったものの壁の電位が，記録されたということでしょうか．そして，この電位は神経束に含まれる神経細胞の信号が集約されて生じる電位ということでしょうか．とするとタッチする場所によって計測される値が全く変わりそうですが・・・．また，細胞外記録の方が電位が低いのはなぜでしょうか．

色々と質問が重なりましたが，宜しくお願いします．

回答No.1

cabinessence

＞よく神経活動を，小さな電極を使って神経へタッチさせて記録したというもので，

たぶん勘違いされていると思いますが、脳波計（EEG, electroencephalogram）のことですよね？
頭皮にたくさんの電極を貼り、脳波を測定しているあれです。

＞それは上記のように数10 mVというものではなく数百μVという大きさです．

脳波形は大脳の神経細胞が活動したときに（神経細胞の外部に）発生する電気を計測します。
したがって、神経細胞内部に電極を指して活動電位を直接測定するのではなく、
離れたところで間接的に電気を測定しているため、μV という単位になります。

ちなみに、脳波形はある2点間の電圧を測定しています。たとえば、頭頂と側頭の間の電位差等。

＞神経細胞が束になっているものということだと思うのですがどうでしょうか．

一つ一つの細胞で発生する電気は微小なので非常に多くの神経細胞がほぼ同時に活動しないと
電気を頭皮で測定することはできません。神経細胞の束というより神経細胞の集合の活動ですね。

＞よく神経というとシナプス周辺の図（１）が示されたり，神経系の図（血管のように体中を巡っているような図）（２）が現れたりしますが，（２）は（１）が集まったものということでよろしいでしょうか・・・？ 基本的なことですみません．

神経細胞は、樹状突起、細胞体、軸索からなっており、シナプスは樹状突起と軸索の接点です。
したがって厳密には、（２）は（１）の集まりではなく、神経細胞の集まりです。

＞細胞外記録と細胞内記録の違いだと思いますが，どうでしょうか．

だいたいそのとおり。

＞細胞外記録は一体何を計測しているのでしょうか．

上でも書きましたが、神経細胞が興奮するとシナプスに神経伝達物質が放出され、それにより次の神経細胞の受容体に
作用し、その神経細胞に(たとえば)Na+イオンが流れ込みます。それにより細胞外が若干マイナスになります。
この電気を測定しています。

＞タッチする場所によって計測される値が全く変わりそうですが・・・

そのとおり。2点間の電位差なので。電極を貼る場所に依存します。