▼高木雅行『感覚の生理学』（1989.裳華房）
▼山内昭雄・鮎川武ニ『感覚の地図帳』（2001.講談社）
▼山口創『皮膚感覚の不思議』（2006，講談社）
▼佐野豊『神経科学形態学的基礎　間脳(2)』（医学書院,2007）
▼杉浦彩子『驚異の小器官　耳の科学』（講談社，2014）

■図の一部は『標準　生物�TB』（啓林館）に掲載または掲載予定だったもの

第１節　光の受容＝視覚器

●第１項　ヒトの目

　　目は表情を作る
　　例．目の周囲に白目が出るのは非人間的で奇妙．
　　（ヒトの黒目は目の上か下に接しているのが普通）　

　　ヒトの目は顔の前面に付いている　→　立体視できる範囲が広い。ヒトの両眼視野は120度で，視野は190度。
　　　　　　　　　　　　　　　【図：ヒトの顔と目の位置】

　　▲▼湖崎克『目のはたらきと子どもの成長』（築地書館）
　　（他にもサル・ネコなど）

　　ウマは側面に目が付くので真ん前の一部しか立体視できない．
　　しかし，眼球は大きく，真後ろを除く350度を見ることができる。

　【図：ウマの顔と目の位置．立体視は前65度】
　　　（競馬では騎手の手綱さばきが馬を安心して走らせるのに重要）

（１）ヒトの目の構造

構造	機能	特徴や異常
角膜	光を集める	表面が凸凹になる異常（乱視）
レンズ	遠近調節	タンパク質（クリスタリン）が栄養不良で レンズ硬化になると， 　　　 　　→焦点が決まったところにのみ合う＝老視 レンズ白濁　→白内障
こう（虹）彩	光量調節
ガラス体		（透明なコロイド状）
網膜	像を結ぶ	黄斑（黄点）や盲斑（盲点）がある

　【参考】レンズの遠近調節
　　ド−ナツ状の毛様体が収縮する →　チン小帯（医学部では毛様小帯と呼ぶ）がゆるむ→　　水晶体がふくらむ （近くにピントが合う）
　　　　
　　　　注記；馬や牛はレンズ自体を前後へくり出して調節している。

（２）網膜…視細胞からできた膜

　　　視細胞＝光を感ずる細胞
　　　　　　　かん体（桿体）細胞（＝棒細胞）　rod
　　　　　　　　　　…明暗覚（白黒写真に相当，高感度）
　 　　　　　　網膜の周辺部に多い

　　　　　　　錐体細胞（＝円すい細胞）　　cone
　　　　　　　　　…色覚（カラー写真に相当）
　 　　　　　　網膜の中心部に多い。
　　　　　　　　特に黄班（黄点）に多い。

▲棒細胞と円錐細胞の形態	▲カハルが描いた イヌの網膜の神経細胞図（1904） 　ニューロン説にもとづき、カハルは 　網膜の神経細胞層を10層に分類 している。現在も基本的にこれを 踏襲している。
【コメント】棒細胞はかん体（桿体）細胞，円錐細胞は錐体細胞と表記される （生物教育用語事典）。 　しかし，このかん体（桿体）という用語は漢字が特殊で良くない。 rodやconeは棒細胞や円錐細胞という訳語で良かったと思う。 【参考】棒細胞網膜 　多くの哺乳類の網膜は棒細胞のみなので，色覚がない（全色盲）。 哺乳類の祖先は夜行性動物であったためと思われる。 少ない光量を効果的に利用するため，タペータム（輝板）がある動物の目は夜光る。 夜間にストロボ撮影するとイヌやネコの目が反射しているのはこの反射層のためである

　　【実習】盲点（盲斑）検査１。左眼で●印を見てから，顔を動かさずに数字を見ていくと●印が消失する。
　　　そのときの数字は黄点上に，●印は盲点上に結像している。

　　　　●　１　２　３　４　５　６　７

　　　　　盲点検査２．右目で●印を見て図を目から離していくと右の＋が見えなくなる。
　　　　　　　このとき，●印は黄点上に，＋印は盲点上に結像している。

　　　　●　 　　　　　　＋

　　物を見る…大脳の視覚野が知覚する　　（目を開かなくとも，夢を見る事ができる）
　　ネコの片目をふさぐと，脳の一部に萎縮が起こり，弱視になる（ウイーゼルとヒューベルの研究→ノーベル賞受賞）

（３）明順応と暗順応
　　棒細胞のなかにロドプシン（視紅。紫色の色素タンパク質 490nmにピーク）
　　　　　 rhodo＋opsine　赤いオプシンの意
　　　
　　　明順応：
　　　　　　光↓
　　視紅　→→　視黄　→→　視白（ビタミンA＋オプシン）　→→　視紅に戻る　
　　　　　　　↓　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　↑
　　　　　　　エネルギー →　神経を興奮させる　　　暗順応：栄養やATPを補給

　　　脈絡膜からビタミンＡを供給される　
　　　ビタミンＡ欠乏症　→　鳥目（夜盲症）

（４）色覚の仕組み

　　円錐細胞に３種あり。
　　赤色細胞（赤錐体．ピーク波長565nm＝黄緑色）
　　緑色細胞（緑錐体．ピーク波長530nm＝緑色）
　　紫色（または青色）細胞（紫錐体．ピーク波長450nm＝紫色）

　赤色オプシン遺伝子と緑色オプシン遺伝子はX染色体上にある。（両遺伝子は遺伝子重複によって進化した）。青色オプシン遺伝子は起源が古い。

（５）脳との連携　　視交差

▼左眼に入った情報は右脳に入り、右眼に入った情報は左脳に入るという解説が 専門家の書いたものにも見られるが，それは間違っています。 　正しくは左右に関わらず眼の網膜の左側に入った情報は右脳に行き，網膜の右側 に入った情報は左脳に行くというのが正しい。 　ただし下等脊椎動物では違っている。下はカハルの図

●第２項　他の動物の視覚器　＝　光受容体の進化

　　ミドリムシは眼点を持つ。
　　腔腸動物クラゲの中には膜の周辺に眼をもつ種がある。
　　第３の眼＝トカゲの頭頂眼，カエルでは頭皮に隠されている。ヒトでは脳内の松果体となって光を感じている。
　　ホタテガイの眼（レンズがある）は外套膜に百個以上ある。
　　イカの眼では直径37cmという大きさが知られている。
　　昆虫の複眼
　　クモの８個の単眼（ハエトリグモの大きな前中眼は形態視可能）

　　目の進化を学習する＝進化を見る（２）　関東理科研究発表大会・茨城大会（2001年）より

第２節　音の受容＝聴覚器，重力の受容＝平衡感覚器

●第１項　音の受容＝聴覚器

（１）ヒトの耳の構造
　　＜内耳＞　　　　　　　＜中耳＞　　　　　　　＜外耳＞
　　半規管（回転覚）　　　耳小骨　　 　　　　　鼓膜　　外耳道　　耳殻（耳介）
　　前庭（平衡覚）　　　　　耳管
　　うずまき管（聴覚）

　　　耳介・・・外耳道へ音を集める役割。集音力を上げている。
　　　　　　　　　セーラー服は水兵がえりを立てて音を拾うのに利用。
　　　　　　　　　音源定位に役立っている。フクロウの耳は左右で耳孔の高さが違っている。
　　　　　　　　　鳥には外耳はないので、顔全体が集音の役割をしている。メンフクロウなどは顔全体がパラボラアンテナ。
　　　　　　　　　（杉浦、2014）

　音波の経路
　　音波の特性　　振動数が小さい＝低い音　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　大きい＝高い音
　　　　　　　 　　 　 振幅が 大きい　＝強い音
　　　　　　　　 　 　　　　　　 小さい　＝弱い音
　　　　　　　　　　　　　　波形　→　音色

【参考】耳小骨 　耳小骨は鼓膜の振動を内耳に伝える役割である。 振動の大きさはテコの原理で1.7倍になり，振動エネルギーの約60％を伝えることができる。（他にも鼓膜・卵円窓の面積比による増幅もされており、そのほうがずっと大きい。鼓膜の面積は約1cm2であり、卵円窓の17倍ほどである［杉浦，2014］） 　耳小骨はつち骨・きぬた骨・あぶみ骨と３種の骨から構成されている。 つちは槌でものを叩く道具である。砧は堅い布を打って柔らかくする道具。 あぶみ（足踏み）は乗馬の道具である。 　ヒトの耳小骨は魚の顎の骨（接続骨・方形骨・舌顎骨）が進化したものである。 あぶみ骨が舌顎骨に相当する。 　　　▲ウシの耳小骨

中耳は陸生となる過程で進化した。水中では音の振動の力が強く、頭蓋骨からの骨伝導で音を感知している。ところが空気中では音の振動が圧倒的に弱い。そこで中耳が誕生した。もともと内耳しかなかったところへ、他の構造、顎の構造を利用して出来たのである。原始両生類ではまず、あぶみ骨が出来ていて音を聞くのにもっとも重要なのは体のなかで最も小さい骨、あぶみ骨である。耳小骨は生まれたときから成人のサイズとほぼ同じ。（杉浦，2014） 　あぶみ骨の振動が悪くなる病気が耳硬化症。ベートーベンもこの病気だったと推測されている（杉浦，2014）。

　聴覚＝【うずまき管の断面図】　ヒトの可聴範囲　20Ｈｚから2000Ｈｚまで
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　これ以下の低い音が聞こえてしまうと血流や腸のぜん動運動
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　なども聞こえてしまう。

　　　リンパ液で満たされる。
　　　前庭階に音が入る（卵円窓に）
　　　　　　基底膜の振動　→　おおい膜の振動　→　有毛の聴細胞と接触して興奮
　　　鼓室階から音が出る（正円窓から）

　　　　（高音はうずまき管の太い部分で，低音は細い部分で感ずる）

（２）聴覚以外の耳の機能　　平衡覚

　回転覚＝半規管
　　　有毛細胞の上にクプラがある。リンパ液に満たされている。

　平衡覚＝前庭（器）
　　　有毛細胞がゼリー状の膜におおわれ，その上に平衡石（耳石）が載る。
　　　リンパ液に満たされている。

（３）他の動物の聴覚器
　
　　　　　コウモリの可聴範囲　　2000Hz　〜　10万Hz　　（ヒトは20　〜　2万Hz）　
　　　　　　ピアノの最低音は27Hz　最高音は4186Hz

第３節　化学物質の受容＝味覚器と臭覚器

▼栗原堅三『味と香りの話』（岩波新書，1998年）
▼高木雅行『味と匂い　よもやま話』（裳華房，1994年）
▼新村芳人『興奮する匂い　食欲をそそる匂い』（技術評論社、2012年）

●第１項　ヒトの舌

（１）味覚芽（味蕾）
　　　３分の２は舌に，他は軟口蓋・咽頭部・喉頭部にある。１０日ごとに新しい味蕾に更新されている。
　　→　味細胞の新生にはタンパク質合成酵素が関係
　　　　　　→　この酵素に関係する亜鉛が不足すると味覚障害が起こる　
　　→　加工食品には亜鉛と結合しやすい添加物（ポリリン酸）が含まれている

（２）基本味　（かつては四味と考えられたが，現在は五味に）

　甘味　sweet　糖のシグナル＝呼吸基質としてエネルギー源
　　甘味物質には構造関連性がない
　塩味　salty　　ミネラルのシグナル＝調節物質など。神経興奮にはＮａが重要。　
　酸味　sour　　腐敗物のシグナル＝　酸。未熟な果実に多い
　苦味　bitter　毒物のシグナル＝　多種多様な物質がある
　うま味　umami　taste　タンパク質や核酸のシグナル＝アミノ酸（特にグルタミン酸やイノシン酸）
　(英語には｢うま味｣を表す言葉が無い）

　　味覚受容体の発見　1999年　　タイプ1味覚受容体（taste receotor type 1）T1Rと称される
　　　　　　　　　　2001年　甘味受容体遺伝子を発見　Ｔ1Ｒ3
　　　　　　　　　　　　　　　Ｔ1Ｒ3とＴ1Ｒ2を発現→甘味物質に応答した

　　　　　　　　　　　　　　　Ｔ1Ｒ1とＴ1Ｒ3を発現→うま味物質に応答

　　　　　　　　　　甘味、苦味、うま味はGタンパク質共役7回膜貫通型受容体であり、
　　　　　　　　　　酸味と塩味の受容体はイオンチャネル型の受容体であろうとの予測があったが、
　　　　　　　　　　同定されてみると、正にその通りであった（日下部裕子，論文）。

【参考】うま味物質の発見(｢家庭｣科（食物）でも学習する） 　1908年　池田菊苗はコンブのだしから，うま味成分として グルタミン酸　塩を発見（タンパク質分解産物から）。 　チーズ，お茶，ノリ，イカ，トマト，ジャガイモ，白菜などに含まれる。 　　スペインのスープ、ガスパッチョの主成分はトマトである。 　　トマトにはうまみ成分のグルタミン酸が多量に含まれている。 　1913年　小玉新太郎はかつおぶしから，うま味成分として 　イノシン酸　塩を発見（ＡＴＰ分解産物から）。 　　　　魚介類に多く含まれる。 　1957年　シイタケのうま味成分として， 　グアニル酸　塩を発見（ＲＮＡ分解産物から）。 　　　キノコ類に多く含まれる。

【参考】人工的にカニ味を作る　100ml中のmg数 　Gly　（甘い）　600，　Ala　（甘い）　200，　Arg　（苦い）　600， 　Glu-Na　（うまい）　30，イノシン酸Na　20，　食塩　500， 　第２リン酸カリ　400 　うま味物質の相乗効果がある。 例えば湯豆腐ではコンブだし（グルタミン酸）で，カツオブシをかけて （イノシン酸）食べる。→うま味倍増 【参考】刺身のうま味とイノシン酸の量 　イノシン酸含量がピークになるのはと殺後，冷蔵してから何時間後か？ 　ハマチは8-10時間後，トリ肉　4-8時間後，豚肉　3日後，　牛肉　7-10日後

【参考】鶏肉のうま味 　（1999年3月3日放映，ＮＨＫためしてガッテン”鶏肉うま味100％活用術”） 　トリ肉や鶏卵を食べるようになったのは江戸時代。それ以前は時を知るために飼育されていた。焼き鳥の｢砂肝｣は胃の一部。世界での消費量は香港，アメリカと続く。 　焼き肉で牛肉と鶏肉を比較すると，焼きたての匂いをカットしてブラインドテストをすると鶏肉の勝ち。旨味成分も鳥肉に多い。 　水炊きでは昆布との相乗効果が大きい。熱湯から入れるとイノシン酸分解酵素が変性してイノシン酸は減らない。水炊きでは四角い肉が丸くなったときが食べ頃（筋繊維が収縮してスキマに肉汁が満ちる）。 　ダシ作り（昆布＋コンソメまたは鶏がら）とつけ汁（煮立ち酢＋オレンジしぼり汁＋こぶ茶）作りもコツ。

【参考】究極の豚汁 　（2005年11月2日放映，ＮＨＫためしてガッテン”豚汁”） 　ガッテン流豚汁のコツ。（１）野菜は切って湯通ししてから水からゆでる、 水からゆでるほうがうまみ成分が残る、 （２）みそを半量入れる＝みそにはグルタミン酸がある、 （３）バラ肉（霜降り肉）を95℃で１５秒湯がいてから（脂身から出る香り成分を生かす方法）入れる、 ブタ肉はイノシン酸を含む、 （４）残りのみそを少しずつ味見しながら入れる。必ずしも全部入れる必要はない。 うま味成分が多いと、うま味レセプターが飽和してしまい、苦味レセプターにうま味成分がはまり込んでしまい、 かえって、うま味を阻害してしまう。

●第２項　ヒトの鼻

　　嗅細胞　　嗅覚受容体と匂い物質は１対１対応ではないようだ。2003年に公表されたヒトゲノムの完全配列から
　　　　　　　　嗅覚受容体遺伝子の検索を行った。その結果、全部で802個の嗅覚受容体遺伝子が見つかった。
　　　　　　　　そのうち機能遺伝子は388個であり、残り414個が偽遺伝子だった。
　　　　　　　　（2010年の解析では全文で821個、そのうち機能遺伝子が396個、偽遺伝子が425個と改められた）
　　　

　　　新村芳人『興奮する匂い　食欲をそそる匂い』（技術評論社、2012）

第４節　皮膚感覚

●第１項　圧覚・触覚・痛覚

　　圧覚　　パチニ小体
　　触覚　　ルフィニ小体
　　痛覚　　神経終末

●第２項　温覚・冷覚 　　温覚　　マイスナー小体 　　冷覚　　クラウゼ小体