側抑制の仕組みがよくわかりません。

質問

認知について勉強している大学生です。

試験が近いので、ノートを見直していたのですが、側抑制の仕組みがよく理解できません。

以下、講義ノートからです。

神経細胞が光を受けて興奮すると、その周辺の細胞が抑制されて明暗の違いが強調される。このことを側抑制という。

a)中心に光が当たる（周辺は暗い）場合、光が当たる部分の視細胞が光に反応して、－信号を双極細胞に送る（－応答)

b)周辺に光が当たる（中心は暗い）場合、光が当たる部分の視細胞が光に反応して－信号を水平細胞に送り、水平細胞が＋信号を双極細胞に送る（＋応答）

これについて次の質問があります。

１．「側抑制」の「抑制」とは、何が何を抑制するということなのでしょうか？
光が当たる部分の視細胞が興奮し、当たらない部分の視細胞が興奮しない、ということを指しているのですか？

２．＋信号を送る、－信号を送る、というのは、細胞内の電位の変化を指しているのですか？
もともと－の電気を帯びている（静止膜電位）細胞が興奮すると、＋に変化する（活動電位）と高校の生物で習ったような気がするのですが、「視細胞が光に反応して－の信号を送る」とは、細胞が興奮して、電位がさらに－になる、ということなのでしょうか？
ということは、活動電位が＋になるときと、－になるときがあるということなのでしょうか？

詳しい方、よろしくお願いします。

回答No.1

orrorin · ベストアンサー

1.について
ご自身でノートにお書きになっている通り、細胞がその周辺の細胞の反応を抑制するのです。
光が当たった細胞Aは自身が興奮すると同時に、周囲の細胞を抑制します。このとき周囲の細胞Bも光が当たっていれば、Bの出力は弱められますが、同時にBもAを弱めているので、結局出力に差はありません。
しかし、Bに光が当たっていない、もしくは弱い場合には、AからBへの抑制は依然として生じますが、BからAへの抑制は低下します。
その結果、A・Bともに刺激されている場合に比して、明るいAはより強く、暗いBはより弱く反応するのです。
上記が側抑制のメカニズムで、これにより急激な輝度変化（エッジ）がより強調され検出が容易になります。これが側抑制の機能です。

2.について
おそらく受容野の図に描いてあるのをそのまま文字化したためにごっちゃになっているのだと思います。
二つの同心円の図が近くにありませんでしたか？
見ていないので断言はできませんが、この場合＋信号は興奮性の信号、－信号は抑制性の信号と読み替えて問題ないと思います。
実際の細胞と電位の関係がどうだったかまでは把握できていませんが、具体的な変化を指しているというよりは、ある種のたとえです。

お礼

回答ありがとうございます。

疑問が解決しました！！どうやら中心周辺拮抗型受容野の説明と側抑制の説明を混同していたようです。

すなわち

同心円状の受容野を持つ中心周辺拮抗型受容野を持つ神経細胞には、
a)中心刺激で＋応答、周辺刺激で－応答のもの、と
b)中心刺激で－応答、周辺刺激で＋応答のもの、があり、
中心も周辺も刺激された場合、＋－でゼロということだったのですね。

回答者様の回答文をもとに、ノートをもう一度見返してみるとよく理解できました。

大学生のつたない理解による質問でしたが、丁寧に答えてくださって助かりました。

ありがとうございました。