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はてなキーワード:イオンチャネルとは
神経系による主観的経験と単なる生化学的反応は、情報伝達の「次元」が異なる
確かに、神経系による情報伝達も広義では「生化学的プロセス」に含まれます。神経細胞の活動はイオンチャネルの開閉、神経伝達物質の放出といった化学反応を伴います。しかし、それは単なる分子のやり取りではなく、「情報の統合・処理・意味付け」を行うシステムの一部です。
具体的に言えば：
神経系は、感覚入力・統合・意思決定・出力という「情報処理アーキテクチャ」を持つ
このアーキテクチャによって、痛みや恐怖といった**主観的・経験的な意識状態（qualia）**が生まれる
このプロセスは、単に信号を出すだけの植物のホルモン反応とは情報構造・機能・目的すべてが異なる
植物にも電気信号やホルモン伝達はありますが、それは**「事象に対する反応」以上のものではなく、「経験」「認知」「判断」「予測」といった高次機能は存在しない**とされています。植物は情報を蓄積・統合して、意識的に何かを選ぶわけではないからです（Trewavas, 2005）。
例えるなら：
神経系はコンピュータで、情報を分析し意味付けできるOSを持つ
植物の反応はサーモスタットや自動販売機のような単純なフィードバック制御に過ぎない
したがって、両者を「同じ生化学的情報伝達だから本質的に同じ」とする主張は、情報の階層性・複雑性・機能的意義を無視した不正確な還元主義です。
そうだそうだ
人間にとって必須元素であり積極的に吸収されまた植物では特異的に通過させるイオンチャネルを通って濃縮されることがわかっていて
放射能は１g辺り26万ベクレルで核燃料になるウラン１g辺り2万4000ベクレルの10倍以上ある
人間にとって必須元素であり積極的に吸収されまた植物ではカリウムを特異的に通過させるカリウムイオンチャネルを通って濃縮されることがわかっていて
放射能は１g辺り26万ベクレルで核燃料になるウラン１g辺り2万4000ベクレルの10倍以上ある
人間にとって必須元素であり積極的に吸収されまた植物ではカリウムを特異的に通過させるカリウムイオンチャネルを通って濃縮されることがわかっていて
放射能は１g辺り26万ベクレルで核燃料になるウラン１g辺り2万4000ベクレルの10倍以上ある
そうそう、あと熱さと辛さが連動して受容している詳しい仕組みが分かったってところも発見。もう一つのイオンチャネルは今回2種類発見されてて、細胞膜表面に存在し細胞膜が物理的な刺激（多分突っつかれたりとか物体で押されて細胞膜が曲がる）を受けると活性化する。そのうちの一つが、触覚や目をつむって腕を上げたときでもある程度の位置がわかる空間認知的な感覚？である”proprioception,”をつかさどってるということもわかった。proprioceptionの意味合いはよくわかんなくて調べたんだけど、学術的な用語の説明を見つけることができなかったので厳密には説明できない。
ノーベル医学賞 カプサイシンに反応する受容体と機械的な刺激で活性化するイオンチャネルの同定
熱や冷たさ、触覚を感知して感覚神経のインパルスへと変換する方法が分かってなくて、神経細胞を刺激することで知られているカプサイシンを細胞内標的として使って調べた。やり方は、神経細胞のたんぱく質をプリントするために必要な印刷盤であるmRNAを使ってmRNAの印刷盤を複製するための印刷盤であるDNAの断片（cDNA）を作る。このDNAの断片を一つ一つそれぞれカプサイシンに反応性を持ってない別の細胞に入れて、cDNAからmRNAを作ってたんぱく質をプリントさせる。それぞれの細胞にカプサイシンをかけて反応をするかどうか見る。反応していた場合、導入していたcDNAがカプサイシンに反応するたんぱく質をプリントするための印刷盤の原型といえるので、それで同定をする。DNAやmRNAは配列で印刷するインクであるアミノ酸の配列が決まっていて、アミノ酸の種類やくっつく順番によってアミノ酸間での反応で物理的に折りたたまれるのでどのようなたんぱく質なのかも調べることができる。今回見つかったカプサイシンに反応する受容体は、痛い！と感じる温度で活性化するので、温度と痛みを連動して反応する受容体であることが分かった。ちなみに、カプサイシンが神経細胞を刺激する詳しい仕組みもわかってなかったので、今回の研究でカプサイシンが神経細胞を刺激する仕組みも解明してる。
どっちも根治には遺伝子治療が必要かな。現在は技術的に不可能だけど。
細胞生理学レベルでは、活動能は主にイオンチャネルと受容体、神経伝達物質とそれを制御する分子群、
形態形成能は細胞骨格系の文字通り細胞の形作りをするための分子群が関わっていて、
前者は脳が発達しきった段階でも薬物でコントロールできる可能性は高いけど、後者は神経細胞同士がコネクションを作って脳が出来上がる段階に効いてくるから、
極端に言えば生まれて来る段階で手を打たないともうどうしようもない。
これはごく単純化した描像で、脳の発達には前者が、個々の神経細胞の活動には後者も絡んでくるから実際はより複雑だけど。
認知行動療法などの非薬物療法の生理学的な効果はまだ未知な点が多いけど、あくまでも「出来上がった脳の微調整」なので効果は薬物以上に個人差が大きいでしょう。
Physics の青色ダイオードの中村・赤崎・天野の受賞や私戦予備陰謀疑いのほうがさわがしいかもしれませんが，ノーベル生理学・医学賞に関して．
John O' Keefe,May-Britt Moser, Edvard Moser の三名が 2014 年のノーベル生理学・医学賞を受賞した．受賞理由は脳の位置定位系を構成する細胞の発見に対してである．“for their discoveries ofcells that constitute a positioning system in the brain”. 視覚や聴覚，触覚で得た物理的な環境のあるいは自己の位置に関する情報は脳内でどのように処理されているだろうか．力学的に考えると，質点と空間座標と時間の成分がありそうなものである．マウス生体での神経科学的な実験で，位置特異的に神経の活動（活動電位の頻度）が上昇する細胞が海馬でみつかった．最近の invivo の実験で placecell の特性や gridcell の特性，視覚系・運動系との placecell 回路の連絡等がさらに解明され始めている．少し古い神経生理学に関連する著名な科学者では，JamesGibson やDavidMarr が有名かもしれない．聴覚系での位相差からの音源位置推定，視覚系での網膜および外側膝状体 LGN，一次視覚野，高次視覚野の回路等感覚の認知の神経科学はよく調べられてきたが，受賞対象の位置定位系は脳内の感覚と運動を統合する上で重要な具体的な情報表現と情報処理にせまった分野になっている．
ごくごく戯画化した，脳の作動機構は，神経細胞は他の細胞と同様に細胞膜をもちその内外のイオン組成をポンプとチャネルとよばれる細胞膜にタンパク質で糖を燃焼してえたエネルギーを元に維持する．神経細胞が同士が突起を多数のばし接触点を多数つくりそこで，膜のイオンを電位差をより正にする化学分子を放出したり，より負にする化学分子を放出したりする．電位差が十分小さくなると多くの神経細胞では電位依存的なナトリウムイオンチャネルが活発に作動し突起を一次元的に減衰せずに伝わっていく活動電位をおこす．多くの神経系での通信と計算の実体は，この化学伝達と電気伝導の組合せで，静的な記憶は細胞の結合（シナプス synapses）が構成する回路に，シナプスの化学伝達特性や回路水準の論理演算やより高度な情報処理の結果であると作業仮説がたっており，具体的な情報処理の神経回路の機構を解明することは重要である．
位置定位系の回路を構成する要素の placecell は，脳の大脳の海馬とよばれる短期記憶や長期記憶化に重要な部位にあるアンモン角 (Cornu Ammonis)の錐体（神経）細胞 pyramidal neuronである．特定の場所で活動が上昇することが証明されている．脳内の空間情報処理で他の細胞とともにどのような回路をなしているか調べるには，placecell への入力と出力，placecell 間の直接的な結合をさらに調べることになる．O'Keefe, Moser 以後も熱心に研究されている神経科学の重要な問題である．海馬に出力する嗅内皮質 entorhinalcortex の格子細胞 gridcell（環境のスケールに応じた格子を表現するようなユークリッド空間中の格子のような役割を担う細胞）,各所の頭方位細胞 head directioncell，時間細胞timecell も発見されている．物理学的な情報の表現と計算に必要な神経回路の構成要素がわかりその作動機構がわかってきそうな気がしてくる．21 世紀は，人体生理学のおそらく最大で最後の問題である脳の作動機構の同定にかなりせまってきており，先のことはよくわからないが脳のことは今世紀中にはだいたいのことがわかり，計算機でもっとよい知能が実装できそうな勢いである．
ノーベル賞は「物理学、化学、医学生理学、文学、平和、経済（ただし経済分野はスウェーデン国立銀行賞）」の分野で重要な業績を残した個人に贈られる．Physiology or Medicine の分野ではカロリンスカ研究所が選考にあたる．ノーベル賞は，ダイナマイトの開発生産でノーベルが残した遺産を基金としはじまった．現代では，数学のFields Medal や計算機の Turing Award とならびたつような権威ある賞として，世界中で科学の営みに参加する人々・興味ある人々が注目する伝統儀式を続けるお祭りになっている．医学生理学の分野では生理学的に重要な機構の解明や臨床応用で人類の医学的な福利向上につながる発見などにおくられる．なかなか毎年趣味がよいとおもわれる．繰り返しであるが，選考委員会が示した，今回の授賞は，脳での空間認識の回路で重要な働きをする placecell場所細胞の発見が理由である．
匿名ダイアリーにこんな言い訳も不要かと思うのだけれど，ノーベル賞委員会の公式アナウンスメントとFundamental Neuroscience か Principles of Neural Science や関連論文や日本語の教科書・一般書等を読めばよい．高校生物に毛が生えた教養程度の神経科学の知識しかない劣等の学部生ながら，今回受賞の対象になった O’ Keefe と Moser 夫妻の神経系における自己位置の表現の神経回路の重要な細胞というテーマに興味があるので駄文を書いた．
脳科学辞典 場所細胞 http://bsd.neuroinf.jp/wiki/%E5%A0%B4%E6%89%80%E7%B4%B0%E8%83%9E
