脳の秘密：神経科学の歴史を解き明かす

概要

この記事では、神経科学の歴史と神経細胞説の発見について探求します。19世紀末の科学者たちは、神経系が体内のすべての神経細胞を物理的につなげた巨大な組織のウェブであると信じていました。しかし、サンティアゴ・ラモン・イ・カハルという若い科学者兼芸術家は、信号が直線的な活性化の連鎖の中で細胞から細胞にジャンプしていると提唱し、この考え方は当時まったく聞いたことがなかったが、カハルの多数の図面が彼の仮説を支持した。神経細胞説は現代神経科学の基礎を築き、電気信号が神経細胞から神経細胞へと移動する際に常に化学的と電気的な信号に変換されることを研究者たちに発見することを可能にしました。

網状説

19世紀末、科学者たちは、脳の最大の秘密を解き明かそうとしていると信じていました。すでに脳が電気信号を通じて体を制御していることは知られていましたが、問題は、これらの信号が体内を変化や劣化することなくどのように移動するのかということでした。網状説のアイデアは、その優雅な単純さで分野を魅了しました。神経系を体内のすべての神経細胞を物理的につなげた巨大な組織のウェブと想像しました。しかし、この説は、サンティアゴ・ラモン・イ・カハルという若い芸術家によってすぐに挑戦されました。

カミッロ・ゴルジの黒反応

科学者たちは、脳の観察を改善するために、対比を通じて明確さを提供する特別な染色技術を実験し始めました。カミッロ・ゴルジの黒反応が最も効果的でした。カリウム二クロメートで脳組織を硬化し、銀突合剤で浸漬することによって、ゴルジは後に神経細胞と名付けられるものの細胞体全体を見ることができました。染色剤は、細胞から異なる方向に伸びる繊維状の枝を強調しました。ただし、これらの枝の画像は最後にかすんでしまい、それらがより大きなネットワークにどのように適合するかを正確に判断するのが難しくなりました。

サンティアゴ・ラモン・イ・カハルの仮説

14年後、サンティアゴ・ラモン・イ・カハルは、ゴルジの研究に基づいて研究を開始しました。特定の時間枠で組織を2回染色することによって、カハルは、より多くの神経細胞をより良い解像度で染色することができることを発見しました。そして、これらの新しいスライドが明らかにしたものは、網状説を覆すものでした。各神経細胞から伸びる枝は、物理的に他の組織に接続されていませんでした。では、これらの個々の細胞はどのようにして電気信号を伝達しているのでしょうか？カハルは、何度も研究し、スケッチし、大胆な新しい仮説を開発しました。繊維のネットワークを横断して電気信号が中断されずに移動するのではなく、信号が細胞から細胞にジャンプして直線的な活性化の連鎖を形成すると提唱しました。

神経細胞説

1888年にカハルが提唱した電気信号がこのように移動できるという考え方は、当時まったく聞いたことがなかったものでした。しかし、彼の多数の図面は、彼の仮説をあらゆる角度から支持しました。そして、1960年代半ばには、電子顕微鏡が、神経細胞ごとに膜を形成し、隣接する細胞から分離することを明らかにしました。これが神経細胞説の基礎を形成し、脳の組織が一つのつながった組織ではなく、多数の離散的な細胞で構成されていると提唱しました。神経細胞説は現代神経科学の基礎を築き、電気信号が神経細胞から神経細胞へと移動する際に常に化学的と電気的な信号に変換されることを研究者たちに発見することを可能にしました。