![[PukiWiki]](image/pukiwiki.png "[PukiWiki]")
[[履修]] *概要 [#l9a31ec7] -論文輪講 *Turvey論文単語 [#z221b64f] perspective：観点 medium：媒体 articulated：明確な media：媒体 diffusion：拡散 underpinning：基盤 conjunction：連動 continuum：連続体 homogeneous：均質な isotropic：等方性の biophysical：生物物理学 formulation：立式（？？？） derivative：派生 phenomena：現象 attendant to：〜のお供に amputation：切断 anesthesia：麻酔 neuropathy：神経障害 microgravity：微小重力（？？？） basement：基底，地下室 tone：口調，調子 proficiency：習熟，能力 mechanoreceptor：機械受容器 infuse：注入 ligament：靭帯 fascia：筋膜 kinesthesis=kinesthesia：運動感覚 proprioception：固有受容 in age to：時代の comparable to：同等な laying hold of：つかむ designation：指定 extension beyond exteroception：体外の刺激による感覚 elaboration：推敲 stem：幹 relative to：に比較して organism：生体 inclination：傾き equate：同等とみなす algebraic：代数の reflexivity：反射性 considerable：かなりの specificity：特異性 exhibit：示す migration：移動，移行 attenuate：減衰 continua：連続体 the forgoing：前述 instantiate：具体化する foremost：何よりも synonymous：同意語 extant：現存 articulate：明確に述べる conception：構想 heterogeneity：異質性 Fibroblasts：線維芽細胞 extracellular matrix：細胞外気質 form of connective tissue：結合組織の携帯 inquiry：問い合わせ conducting：導電性の contracting：収縮 expansive：広大な chondroblast：軟骨芽細胞 osteoblast：骨芽細胞 regulatory：規定する epithelium：上皮 basal lamina：基底膜 secretion：分泌する macromolecule：高分子 predominantly：主に comprise：以下を含む fibrous proteins：繊維状蛋白 collagen elastin fibronectin：コラーゲン，エラスチン，フィブロネクチン polysaccharide chain：多糖鎖 yield：産する embed：埋め込む compressive force：圧縮力 fibril：原繊維 tensile：引張 elastic：弾力ある resilience：回復力 recoil：反動 transient：一過性 interwove：織り込まれた aggregate：集計する indices：指標 turbulence：乱流 typify：典型となる ligaments：靭帯 tendon：腱 aponeuroses：腱膜 strands：本鎖 fascia：筋膜 dermis：真皮 epidermis：表皮 moderately：適度に presaging：全長 permeate：浸透する arguably：間違いなく crudely：粗野に in terms of：〜という観点で，〜の面で macroscopic：巨視的 underscore：強調する（下線を引く） mammalian adhere integrin viable all of apiece focal bear on substrate motility migration determinant morphology subserve crawling mammalian：哺乳類 adhere：接着する integrin：インテグリン viable：実行可能な all of apiece：個々別かつ全てに focal：焦点の bear on：圧迫する，のしかかる substrate：基盤 motility：運動性 migration：移動 determinant：決定要因 morphology：形態学 subserve：補助する crawling：巡回 enact：制定する presumably：おそらく so as to：〜するために render：与える reliably：確実に seemingly：一見したところ modus：様式 operandi：手口 albeit：とはいえ foster：育てる alter：変える relative：相対的な interrelate：相互に関係づける implication：意義 extensive：広範囲な cytoplasmic：細胞質の exemplary：典型的な struts：支柱 specificity：特異性 highlight：強調表示する animalia：動物界 anchored：肯定された entailed：伴う consequent：結果 unify：統合する cytoplasm：細胞質 molecular：分子 consonant：子音 intuited：直感 strut：支柱 conceptualization：概念化 favor：支持する bundle：束 contractile：伸縮性の microtubules：微小管 prestress（初期応力？） tether：テザー patently：明らかに membrane：膜 nucleus：核 induce：誘発する thermodynamic：熱力学的な contiguous：隣接する reductionism：要素還元主義 entities：実体 orthodox：正統派の heterodox：異端の contend：争う commendable：賞賛に値する foundational：基礎 epimysium：筋外膜 endomysium：筋内膜 perimysium：筋周膜 immerse：浸す fascial：筋膜 thoracolumbar：胸腰部の latissimus dorsi：広背筋 gluteus maximus：大殿筋 dorsiflexion：背屈 plantar：足底の elastic：弾性 viscoelasticity：粘弾性 thixotropy：チクソ性 mediate：介在する multifarious：多種多様な sustained inquiry：持続的な疑問 dissection：解剖 juxta-articular：傍関節 spindle：筋紡錘 adjustive-receptive：調節と需要 antebrachial：前腕の neurovascular tract：神経血管内 extrafusal fibers：錐外繊維 extensor：伸筋 preferential：優先的な icosahedron：正20面体 assemblage：組立 heterogeneous：異質な turbulent cascade：乱流カスケード stereotypy：常同症 progressively：徐々に hyaluronan：ヒアルロン酸 astrocytes：星状膠細胞 meninges：髄膜 myodural bridges：筋硬膜橋 phantom limb：幻視 impossible limb：不可能四肢 neuromatrix：？ archetypal phantoms and neuropathy in microgravity：微小重力での典型的なファントムと神経障害 viral：ウイルスの depict：描く deafferentation：求心路遮断 tonus：緊張 redux：再来 riddle：謎 abduction：発想 prefacing：前置き consonant：子音 affair：出来事 glimpse：垣間見る tack：鋲 presume：推測する feasible：実現可能な assertion：主張 proprietary：所有権 encapsulated：カプセル化された delimiting：区切り requisite：必要な deem：考える nonnegotiable：譲れない viable：実行可能な aptly：適切に fidelity：迫真 reiterate reiterate persist intimated displacement amplitude picturesque spectra attributed premise reconceptualization somatic nervous system evolving thalamic relay cortical readily construal variant cochlea conservative polyhedra incarnation exemplary prestress *メモ [#ed6a72d5] -多細胞生物を構成する個々の細胞の多くは細胞外マトリックスのベッドあるいは巣に埋もれて生活しているとも言える。ただそれは単純なベッドではなく細胞の生き様を変化させることができる動的で機能的なものであり、細胞にとっての「微小環境microenvironment」の実体である。 -[[http://sleipnir.sci.kyushu-u.ac.jp/mizuno/mizuno_lab_insider/Exploring%20the%20physical%20calibration.pdf>細胞の力学知覚の物理メカニズム]] (九州大水野先生) --硬さの異なるゲル上でアクチン繊維がGFPでラベルされた細胞株の培養を行った。その結果ずり弾性率が数kPaより硬いゲルの上で培養された繊維芽細胞は、ストレスファイバーを形成して硬くなり、かつゲルによく接着して扁平な形状を呈することを発見した(図1a)2。他方、より柔らかいゲル上で培養された細胞は柔らかいままで、ゲルへの接着が弱く比較的丸まった形状を保っている。 --また、D.Discherらも同様の手法で間葉系の幹細胞を硬さの異なるゲル上で培養した結果、柔らかいゲル(1kPa以下)上ではニューロンに、中間的な硬さ(～10kPa)を持つゲル上では心筋細胞に、そしてさらに硬いゲル上で培養された幹細胞は骨細胞(硬い骨の内部に存在してネットワークを形成している細胞)に分化することを発見した(図1b)3。 --これらの発見はいずれも細胞が何らかの方法で自らの周囲の力学環境を計測・知覚していることを明瞭に示している。このような細胞の能力は”力学知覚”（メカノセンシング）と呼ばれる。 --焦点接着斑は加えられた力を検出するメカノセンサーであり、この部分に外力が加わると、近隣の細胞骨格や接着構造が変化し、細胞の硬さや細胞外基質への接着力が増大する（図1c）4。外部から細胞に加えられた力を検出 --今回得られた結果は、細胞が自らの力学的な特性を「ものさし」として利用して、周囲環境の硬さ・柔らかさを測っていることを強く示唆している。細胞は自らが生成した力のうち、牽引力として外部に伝達する成分を検出することで、周囲環境の力学的性質を計測している。 -細胞骨格 --細胞骨格（さいぼうこっかく、英語: cytoskeleton, CSK）は、細胞質内に存在し、細胞の形態を維持し、また細胞内外の運動に必要な物理的力を発生させる細胞内の繊維状構造。細胞内での各種膜系の変形・移動と細胞小器官の配置、また、細胞分裂、筋収縮、繊毛運動などの際に起こる細胞自身の変形を行う重要な細胞小器官。 -細胞骨格はすべての細胞に存在する。かつては真核生物に特有の構造だと考えられていたが、最近の研究により原核生物の細胞骨格の存在が確かめられた。 *ABST [#l3de8e88] どんな動物でも，細胞の変形を起こす機械的振動は，触覚知覚システムの観点から環境を定義する．そのシステムの達成は体の知覚，体への接着，面と物質の体への適応を含む． 知覚システムの中で，触覚知覚システムは定義された媒質がない．空気と水に機能的同等なもの，すなわち他の知覚システムの基盤と成るエネルギーの移動と拡散を実現する媒質は，はっきりと述べられてきていない． 触覚の媒質を同定するために筆者らは，結合組織と，身体の適切な特徴としてのMSC(筋肉・結合組織ネットワーク．筋骨格系の連動）に着目した．この挑戦は，水や空気のような等方一様連続体としての，MCSの生物物理学的立式である．筆者らは，形と個々の細胞から全身までのスケールで安定性を持つ，マルチフラクタルテンセグリティ(MFT)を仮定した．MFTのそれぞれの構成要素は，adjustive-receptive unitであり，MFTの張力配列はMCSに関する情報となる．著者らはMFT仮説を，身体-脳の結合や，切断・麻酔・神経障害・微小重力に付随する四肢の知覚現象に拡張した． *序章 [#aaf89767] 省略 *知覚システムと媒質 [#k02e275b] 触覚知覚システムの全ての機能の鍵は，時間的な細胞の変形である．圧力の速度が重要で，一様な圧力は重要ではない（空気圧のようなもの）．一様圧力は変形を引き起こさず，機械的に刺激を与えない．かなりの身体の研究は，特定の変形に対して特定の方法で人間は反応することが示唆されている．驚くべきことに，関係した似たような身体研究は，それぞれの細胞が特定の変形が与えられた時に，反応に特異性があることを示している． 細胞は，人間と同じように触覚システムである．結合組織細胞は，その移動中の微小環境を克服し取り扱うために，ダイナミックで努力を要する接触のex-p行動（押したり引いたり探ったり突いたり曲げたり伸ばしたり引っ張ったり）を人間と共有している． 本稿の疑問は，何が触覚知覚の媒質を構成するのか，ということである．初めのスタート地点は，生活の媒質を調べることである． 触覚は聴覚に似ているが，違うところが存在している．昆虫の耳は全身に分布しているが，これは昆虫の触覚に端を発していることが知られている．昆虫の進化生理学的な聴覚・触覚システムは似たものである．しかし，耳と触覚は異なる解剖学的基盤を持ち，音の伝達に相当するような触覚の媒質は同定されていない．動物にとって，「肉」が触覚の媒質なのである． 生態学的スケールでは，空気と水は第一の媒質である．聴覚・視覚・嗅覚・味覚の知覚システムにとって，空気と水は必要条件なのである．あらゆる振動を作り出す事象に対して，媒質の重要な生態学的要求は，伝播と減衰の限界までの範囲内で，任意の場所・方向・距離で，事象に関する情報が利用可能であることである．空気と水の連続体はこの要求をその対称性に依って満たす．このことは，触覚知覚システムのための触覚の媒質が定義されるとしたら，身体の連続体的表現の観点でその媒質は均質等方である必要性を示唆している． 省略 *繊維芽細胞・細胞外基質・結合組織形態 [#b66a3856] 省略 我々の触覚システムの探求はより広く，繊維芽細胞familyの結合組織細胞（軟骨芽細胞・骨芽細胞・繊維芽細胞）をも含む．ECMは繊維状蛋白質と，それを埋め込んでいるゲル状物質に分類される．ゲル状物質は圧縮に対する抵抗を持ち，繊維状タンパク質は長さが固定されているので張力に抵抗する構造を持っている．弾性繊維によって，ECMは一過性の伸縮後の反動から回復することができる．ECMはほぼゲル状物資により構成されるが，重量は繊維状蛋白質の重量の割合は多い（90%）．絶えずECMの構成要素は動きまわる．ECMはただの高分子の集まりではなく，その微小環境の中で状況に絶えず反応し続けている力学系である．ここでついに，触覚の媒質を特徴付ける組織を発見することができたのである．すなわち，乱流的かつカスケード的な，ミクロスケールでは変化性を持つ一方でマクロスケールでは不偏性を持つECMである． 結合組織には，疎性結合組織（"Loose"），密性結合組織（"Dense"）が存在する． 密性結合組織には，平行結合組織（"Regular"）と交織結合組織（"Irregular"）が存在する． しかしながら，ECMと結合組織の合成物という観点での特徴づけは，抽象度が低すぎるという問題がある．比較的巨視的な機能的な特徴づけが必要である．これを，個々の細胞の機械的感度に対する広い探求が，この問題を解く助けとなる． ところで重要な事として神経と結合組織は，セットで同じ理論的基盤の元に考慮に入れなければならない． 私達は，fasciaという用語をTable 1に示された結合組織の形のために保存し，結合組織を靭帯・腱・軟骨・筋膜を含む用語として使う．そうすることで，私達は筋肉でない神経網と結合組織網（以下結合網）として接触知覚システムの筋肉ではない観点にアプローチできる利点がある．私達の目下の目標を，結合網がどのような意味で等方一様に解釈されるかを調べることとする． *結合組織の機能的特徴づけ：細胞の観点から [#f5ce26bc] 二つのステップによって，結合細胞の望ましい機能的特徴づけを行う．我々は以下の二つを同定する． (Step 1) 細胞が力学知覚能力を説明する，細胞・ECMレベルの現象 (Step 2) 触覚知覚の媒質に求められる性質である等方均質性を保証する，(1)の現象（テンセグリティ構造）に基づく理論的抽象化 **細胞の力学知覚（最小触覚知覚システムとしての細胞） [#wadf4002] 細胞はインテグリンでECMに接着している．細胞はECMに均質に接着しているのではなく，局所的にあちらこちらで接着している．これを焦点接着という． 焦点接触を所与として，それぞれの細胞は制御された運動性を示す．典型例は，組織の形態学の重要な決定要因である方向性の細胞移動である．移動を補助する運動性は3-5個のイベントを巻き込んでいる．（省略） 細胞移動サイクルの全ての面の中心は，蛋白繊維ネットワークと細胞骨格（CSK）である．CSKは細胞にとっての構造的フレームワークを提供し，細胞の形と細胞質の一般的な組織を提供する．間違いなく，CSKの構造は前述のECMに対する聖天セッチャクによって含意されている．CSK構造が協調した細胞の変わりゆく局所的な張力源に反応を実現させているのである．細胞のクローリングの方法には12の方法があることが知られている． これらの能力はCSKの膜状仮足と糸状仮足による基質の能動的な突っつきとして明確である．基質の細胞の移動を補助する能力に関して，仮足の突っつきは以下の二つによって構成されている．(a)基質に引っ掛けて引っ張ることと(b)基質の硬さを検知することによるCSKの組織的な変化．(a)によって接着点での張力を増幅している．CSKは毎回のproddingの度に環境の不変項を検知し，何が自分の身体パラーメタと無関係かを手に入れるために(a)を繰り返している．（本当？どうやって調べたの？仮足じゃなくても検知する方法はあるよね？なんでproddingが解くにそうだと思ったの？）我々は，細胞のロコモーションも動物のロコモーションに似て，細胞知覚がECMと細胞生態学の事実との接触を保証するときに限って，間違いなく成功するのである，と考えている． （中略） 最後のポイントは，細胞間の相対的な運動を変え，更に細胞-細胞間接触の形成を促進することによって，ECMの機械特性が組織形成を育てる，ということである．細胞はおそらく，機械的にECMを通じて相互に関係づける能力を持っている．この能力がおそらく大きなスケール（全身）での意義を持つ事は，細胞質突起に広範囲な相互結合が存在することから，繊維芽細胞が細胞ネットワークを形成するという調査から示唆されている． 細胞レベルでの接触能力の要約は徹底的にはなされていない．しかし，細胞のかんきょうにたいして 適応的に関係する細胞の機械的特性に基づいた能力のための，基盤に関する疑問を引き起こすためには十分であろう． **Step 2：細胞の構造（典型的なテンセグリティ系としての細胞） [#w5fd012d] Step1の目的は，細胞の力学知覚と動物のダイナミックタッチのサブシステムの比較を強調することにあった．Step2の目的は，ECMに固定されたCSKの組織とテンセグリティとして知られる特定の構造の関係を強調表示することにある． CSKは(a)微小フィラメントで相互結合された分子のフレームワークである．(b)力に対して生成的かつ抵抗的であるシステムである．(a)は局所的に細胞に与えられた力は大局的に細胞に分布していくことを保証する．（局所的っていっても，外部からの普通の刺激は大局的なスケールだよね？） tensegrity configurationがケーブルがないがそれで安定化可能な構造，tensegrity systemがケーブルがついて安定している構造．テンセグリティは重量対強度比に富んでいる．また，少しの変形でかなりの硬さの違いが生まれる． ***ケーブルと支柱 [#i18a5e47] 細胞の概念化は，張力の抵抗と張力の生成を行う連続的ネットワークとしての，CSKマイクロフィラメントの同定である． １．アクチンは固い束となって細胞内での張力の伝播を行う ２．アクトミオシンは連続的に全ての細胞に伝わる能動的な伸縮力を作り出す． ３．ミクロフィラメントのような中間経フィラメントは細胞を安定化させる働きを持つ張力ガイドワイヤとなる．中間経フィラメントは他のCSK構造へつながるのと同様に，細胞と細胞，細胞とECMにつながっている． ４．微小管は伸縮性果汁に耐える働きを持つ． Wangらはアクチン束と共に中間経フィラメントによって硬化された微小管は，細胞内・遠い距離の両方で力を伝達するような，統合された機械的ユニットとして機能する． |
