「シナプスは生命にとって不可欠です」と、Mendell Rimer准教授（テキサスA&M大学医学部の脳科学・実験治療学部門、PhD）は述べています。 ライマー教授は、神経筋接合部という、その名のとおり運動ニューロンと骨格筋線維をつなぐ特定のシナプスを研究しています。 シナプスは、末梢神経系にある痛みや触覚を感知する感覚器官と脳をつなぐ回路の一部です。 シナプスは、脳の神経細胞を体の他の部分の神経細胞に、そしてそれらの神経細胞から筋肉につなぎます。 このようにして、例えば腕を動かそうという意志が、実際に腕の筋肉を動かすことにつながるのです。 シナプスは脳内でも重要であり、たとえば記憶の形成プロセスにおいて重要な役割を果たしています。
「神経系内の情報伝達は、ボールが向かってくるという事実のような情報を取り込んだり、ボールをキャッチするために腕を上げるというような出力を生成したりする回路で動作します」と、ライマー教授は述べています。 これらの回路のそれぞれには、ボールが近づいてくるという感覚情報を脳に伝える神経細胞と、腕を動かすという脳からの運動指令を実行する神経細胞をつなぐ、いくつものシナプスがあります」。「
同時に、これらの伝達はすべてミリ秒単位で非常に速く行われる必要があるため、すべてが同時に起こっているように見えますが、私たちはボールで顔を殴られてはいません。 より単純なタイプは電気的シナプスで、細胞間に基本的に隙間がありません。 その代わりに、イオンがギャップ結合と呼ばれるものを通過し、電荷を次のニューロンへ転送します。
How Do I Boost My Baby’s Brain Development? このように、「電気的なシナプスは、控えめな研究しかされていません」
これらのギャップ結合は、神経細胞に特有のものではないので、身体の他の領域で実際によく理解されるかもしれません。 一方、化学シナプスでは、活動電位と呼ばれるニューロン内の電気信号が、シナプスを介して回路の次のニューロンまで移動できる化学信号に変換されます。 「シナプスは、細胞間のリレーポストと考えることができ、その中で信号を変換する必要があります」とライマーは述べています。 神経伝達物質は、シナプスに活動電位が到達すると、小胞と呼ばれる小包の中に放出されます。 神経伝達物質が次の神経細胞に到達すると、化学信号は再び活動電位に変換され、その神経細胞を伝って次のシナプスに到達し、これが繰り返されます」
「脳では、システムが実際に良くなるように機能しています。 「私たちは、回路のニューロンが、より多くの神経伝達物質を放出したり、より多くの受容体を出したりして、私たちが新しいことを学び、新しい記憶を形成するにつれて、シナプス伝達が増強され、より効率的になると考えています」
記憶には、新しいシナプスの生成も関わっているかもしれない。 「脳内では、シナプスの数や種類は非常に動的だと考えています」とライマーは述べています。 “行動を良くしている、あるいは場合によっては悪くしているなど、様々な方法があるのです。” 言い換えれば、アルツハイマー病やパーキンソン病のような変性疾患によって、脳内のシナプスが失われると、そのシナプスがしたことに関連する機能が、相応に失われることになります。 実際、最近の研究では、これらの状態の影響を最初に示すのは、ニューロン自体ではなく、シナプスである可能性が示されています。
身体の他の部分のシナプスは、それほど脆弱ではないようです。 「神経筋接合部では、数個の神経伝達物質分子で、筋細胞の反応を引き起こすのに十分なのです」と、ライマーは言いました。 「このシステムは決して失敗しないようにできているのです」。 実際、ライマーの研究は、これらの神経筋接合部の受容体に影響を与え、眼瞼下垂のような比較的小さな問題から、横隔膜や呼吸に関わる他の筋肉の問題のようなもっと深刻な問題まで引き起こす、遺伝的、免疫的疾患に焦点を合わせています。 そのため、このような「曖昧さ」は、「曖昧さ」そのものであるとも言えます。