「セルアセンブリ」の版間の差分

|text=　1940年代後半にカナダの心理学者[[D.O.Hebb]]により定義された脳内（主として[[大脳皮質]]内）において単一の[[知覚]]・記憶対象の表現に関与する機能的な細胞の集団。Hebbの著作である”Organization of Behavior”の邦訳においては「[[細胞集成体]]」と命名された。異なる知覚対象の入力に対しては、発達前または学習前の構造化されていない細胞間の結合を反映してネットワークの統計的・物理的特性として異なる細胞集団の活動が生じる。Hebbは、互いに時間的相関を持って発火する細胞間には[[シナプス]]結合を強化する機構([[ヘッブシナプス]])が存在することを仮定し、[[知覚]]対象の繰り返しの入力により、同時に[[発火]]活動を上昇させる細胞集団の選択と固定化が自己組織化されると考えた。これは、初期には物理的特性として選択された細胞集団が、[[学習]]により特定の知覚・[[記憶]]対象と機能的に因果関係を形成すると言う情報[[符号化]]原理を提唱した点に大きな意義がある。セルアセンブリを構成する細胞は発火活動の相関により同定されるが、相関を定義する時間スケールにより、心理学的な時間スケール（数百ミリ秒）での平均発火率の相関に基づくセルアセンブリと数ミリ秒以下の[[スパイク]]発火タイミングの時間相関に基づくセルアセンブリに大別され、それぞれが独立に研究対象となっている。近年は、複数細胞のスパイク活動の同時計測([[多細胞活動同時記録]]、マルチニューロンレコーディング)の技術的発展により、セルアセンブリの実験的検証が可能となっている。

　脳で行われる情報処理の機能を単一細胞のレベルで検討するか、複数の細胞の集団（セルアセンブリ）のレベルで検討するかは、20世紀初頭の神経細胞の発見以来継続する議論である。歴史的には、脳科学の黎明期における脳の全体論と局在論の議論と共通する論理構造を持っていると思われる。記述レベルの変遷はあるが、全体論と局在論は常に交互に時代のパラダイムとして登場している。脳の構成要素（[[領野]]、[[ニューロン]]、[[イオンチャンネル]]、[[伝達物質]]、[[wikipedia:ja:遺伝子|遺伝子]]など）の詳細が不明な状態では、想像力が必要となるため全体論的な枠組みが必然となる。一方、脳の構成要素の詳細が実験的に明らかとなると、その物理的実体を中心として機能を議論するために局在論が主流となる。そして、この構成要素のレベルだけでは解明できない新たな現象が明らかとなり、新たな記述レベルでの全体論が再登場する。60年代の[[wikipedia:Vernon Benjamin Mountcastle|Mountcastle]]や[[wikipedia:David H. Hubel|Hubel]] & [[wikipedia:Torsten Wiesel|Wiesel]]の機能的に特殊化した単一細胞の発見により局在論が主流となり、Hebbのセルアセンブリの概念は忘れられていたが、近年の神経ネットワークを対象とする研究への移行に伴って再登場している。

　Hebbがセルアセンブリの概念を提唱した当時は、皮質内の単一細胞の[[細胞外記録]]が技術的限界であったため、セルアセンブリの存在の実験的検証は不可能であった。単一細胞の活動記録技術が確立し、脳の異なる領野において個々の細胞が外界刺激変数に対して高度に特殊化した反応特性を示すことが発見されると、情報処理の機能を単一細胞レベルで議論する研究が中心となった。例えば、[[Lettvin]]らの著名な論文”What frog’s eye tells to brain”やMountcastleやHubel & Wieselらの機能的に特化した細胞の構成による[[コラム構造]]などの発見である。