興奮性ニューロンと抑制性ニューロンの主な違いは、興奮性ニューロンが神経伝達物質を放出してシナプス後ニューロンに活動電位を発射させるのに対し、抑制性ニューロンは活動電位の発射を抑制する神経伝達物質を放出する点です。
大脳皮質には、興奮性ニューロンと抑制性ニューロンの2種類のニューロン集団が存在する。
興奮性神経伝達物質としてはグルタミン酸が、抑制性神経伝達物質としてはGABA（γ-アミノ酪酸）が代表的です。
興奮性神経細胞とは？
興奮性神経細胞とは、大脳皮質の神経細胞のうち、グルタミン酸などの興奮性神経伝達物質によって神経インパルスの伝達に関与している神経細胞のことである。
興奮性神経伝達物質には、シナプス後神経細胞のナトリウムチャネルを開き、ナトリウムイオンを流入させ、細胞内を陰性化させるという重要な役割があります。
これにより、シナプス後細胞の脱分極が促進されます。
この脱分極は、興奮性シナプス後電位（EPSP）とも呼ばれる。
脳内の興奮性神経細胞は、錐体細胞と有棘星状細胞の2種類で構成されている。
- 錐体細胞 – 多極性ニューロンの一種で、哺乳類の大脳皮質脊髄路と前頭前野の主要な興奮ユニットとして機能する。図1: GFPを発現するマウス大脳皮質の錐体細胞
- トゲ状星細胞 – 視覚野のV1領域のIVC層に存在する3種類の星細胞の一つ。
抑制性神経細胞とは？
抑制性神経細胞とは、大脳皮質において、興奮性神経細胞の作用を相殺する神経細胞です。
このニューロンから放出される神経伝達物質の主なものはGABAです。
GABAの主な働きは、シナプス後神経細胞上の塩化物チャネルを開き、神経細胞内の負電荷を増加させることである。
このため、シナプス後神経細胞は過分極状態となり、活動電位が発生しにくくなる。
抑制性神経細胞の過分極電位は、抑制性シナプス後電位(IPSP)とも呼ばれる。
図2：興奮と抑制
脳内の抑制性神経細胞は、星状細胞、シャンデリア細胞、バスケット細胞の3種類に大別される。
- 星状細胞 – 3種類の星状細胞のうち、2種類が抑制性神経細胞として機能する。小脳の分子層に存在する抑制性介在細胞と、抑制性アスピニー星状体介在細胞です。
- シャンデリア細胞 – 2種類のGABA作動性皮質介在ニューロンのうちの1つです。パルバルブミンを含むことと、高速スパイキングが可能であることが特徴です。
- バスケット細胞 – GABA-作動性皮質介在ニューロンのもう一つのタイプはバスケット細胞です。小脳にも存在する。
興奮性神経細胞と抑制性神経細胞の類似性
- 興奮性ニューロンと抑制性ニューロンは、大脳皮質に存在する2種類のニューロンです。
- 興奮性ニューロンと抑制性ニューロンは、大脳皮質に存在する2種類のニューロンで、シナプス後ニューロンに作用する神経伝達物質によって作用します。
- どちらも、脳の働きにおいて重要な役割を担っています。
- 興奮と抑制のバランスは、より良い行動や認知を維持するために重要です。
興奮性神経細胞と抑制性神経細胞の違い
定義
興奮性ニューロンは、シナプス後ニューロンに活動電位を発生させるために神経伝達物質を放出するニューロンであり、抑制性ニューロンは、シナプス後ニューロンに活動電位を発生させにくくするために神経伝達物質を放出するニューロンです。
これが、興奮性ニューロンと抑制性ニューロンの主な違いです。
神経細胞の種類
興奮性ニューロンと抑制性ニューロンのもう一つの違いは、その種類です。
大脳皮質の興奮性ニューロンは錐体ニューロンであり、大脳皮質の抑制性ニューロンは星状ニューロン、シャンデリアニューロン、バスケットニューロンの3種類です。
予想
さらに、興奮性ニューロンは局所的に投射するか、異なる皮質領域間の長距離投射を行うが、抑制性ニューロンは小さな局所的な領域内で投射する。
神経伝達物質の種類
神経伝達物質の種類は、興奮性神経細胞と抑制性神経細胞のもう一つの違いです。
グルタミン酸は主に興奮性の神経伝達物質であり、GABAは主に抑制性の神経伝達物質です。
その他の神経伝達物質
また、興奮性の神経伝達物質にはエピネフリン、ノルエピネフリン、一酸化窒素などがあり、抑制性の神経伝達物質にはグリシン、セロトニン、ドーパミンなどがあります。
脱分極/過分極
さらに、興奮性ニューロンはシナプス後神経細胞を脱分極させ、抑制性ニューロンはシナプス後神経細胞を脱分極させにくくする。
シナプス後電位
興奮性神経細胞から発生するシナプス後電位をEPSP、抑制性神経細胞から発生するシナプス後電位をIPSPと呼びます。
情報の流れ
興奮性ニューロンの情報の流れは一方向か双方向かのどちらかであり、抑制性ニューロンは双方向の興奮を制御する役割を担っている。
役割
興奮性ニューロンは神経信号の伝達を担い、脳を刺激し、抑制性ニューロンは興奮性ニューロンの作用を相殺する。
重要性
興奮性ニューロンは情報の流れを伝達し、抑制性ニューロンは興奮性ニューロンの活性化を調節する。
このことも興奮性ニューロンと抑制性ニューロンの重要な違いです。
アクションの例
興奮性神経細胞の神経伝達物質はナトリウムチャネルを開口させ、抑制性神経細胞の神経伝達物質はクロライドチャネルを開口させる。
結論
興奮性ニューロンは、グルタミン酸などの興奮性神経伝達物質を放出し、シナプス後神経細胞の活動電位を発生させる。
一方、抑制性ニューロンは、GABAなどの抑制性神経伝達物質を放出し、シナプス後神経細胞の活動電位を発生しにくくする。
したがって、興奮性ニューロンと抑制性ニューロンの主な違いは、それぞれのニューロンがシナプス後ニューロンに与える影響力です。
