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軸索伝送のノイズ?

「知能の物理学」(D フォックス、日経サイエンス2011 10月)に、こんな事が書かれていた(p52):



...この細さになると、軸索に含まれるイオンチャネルはごくわずかとなり、ニューロンに発火するつもりがなくても、たった1個のチャネルが偶然に開いただけで軸索がシグナルを運んでしまう事がある(49ページ囲みを参照)。

脳内の最も細い軸索は、おそらく1秒間に6回ほどこうした偶発的な“しゃっくり”をしている。さらにもう少し細くすると、1秒間に100回以上も無駄口をたたくようになるだろう。「大脳皮質のニューロンは、物理的限界にかなり近い状態の軸索で稼動している」とラフリンは結論づける。

で、物理的限界と言うのは面白い視点だし、
いままで知らなかったのを意外に思って調べてみたら、以下の論文が該当すると思う。

Stochastic simulations on the reliability of action potential propagation in thin axons.
Faisal AA, Laughlin SB. PLoS Comput Biol. 2007 May;3(5):e79.

Ion-channel noise places limits on the miniaturization of the brain's wiring.
Faisal AA, White JA, Laughlin SB. Curr Biol. 2005 Jun 21;15(12):1143-9.

で、これらはシミュレーションの結果にすぎなかった。とすると確かな話という訳ではない。生体には意外なことが起こっていることがあるし、生物のシミュレーションには実験的にわかってない定数とかがよくあるので、シミュレーションだけでは信用せず、実験を待ったほうがよいと思う。

特に、電位感受性イオンチャンネルの反応は、ほかのチャンネルが開いたらこっちも開きやすくなるという相互に促進する、つまり非線形の過程だ。そして、数日前に書いたように生物の中には量子的な重ね合わせが効いている可能性があることも考えると、チャンネルの開閉が量子的な重ね合わせになり、古典的にかなり渋いチャンネルが、均等にそして古典的にかかる電位により意外と簡単に開くことができる可能性がある。すると古典的な渋さつまりノイズの少なさと、量子的ななめらかな遷移と開きやすさが両立できたりするかもしれない。

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