感覚変換

感覚変換は、感覚受容器が特定の刺激エネルギーを検出し、イオンチャネルや細胞内シグナルを介して膜電位変化へ変換する過程である。刺激の種類、強さ、時間経過が発火頻度や神経活動パターンへ符号化される。

センサーが光や圧力を電気信号へ変換するのと同じである。受容器ごとに得意な入力形式があり、入力を共通言語である膜電位変化へ翻訳する。

機械受容器では膜張力が機械感受性チャネルを開き、光受容器では光受容蛋白質とG蛋白質経路が環状ヌクレオチド感受性チャネルを変化させ、化学受容器ではリガンド依存性チャネルやGPCRが働く。生じた受容器電位は刺激強度に応じた局所電位で、一次感覚ニューロンでは発火頻度へ、二次感覚細胞では伝達物質放出量へ変換される。順応は持続刺激に対する応答低下を生む。

皮膚への圧が強くなると機械受容器電位が大きくなり、求心性線維の活動電位頻度が増える。刺激が続くと一部受容器では発火が減り、変化に敏感になる。

受容器が最も感受性をもつ適刺激以外にも、十分強い刺激なら反応しうる。感覚の強さは単一活動電位の振幅ではなく、発火頻度、動員数、時間パターンで表される。