興奮性シナプス後電位

神経科学では、 興奮性シナプス後電位 （ EPSP ）は、シナプス後ニューロンが活動電位を発火する可能性を高めるシナプス後電位です。正に帯電したイオンのシナプス後細胞への流入によって引き起こされる、シナプス後膜電位のこの一時的な脱分極は、リガンド依存性イオンチャネルを開く結果です。これらは抑制性シナプス後電位（IPSP）の反対であり、通常、細胞内への負イオンの流れまたは細胞外への正イオンの流れから生じます。 EPSPは正の発信電荷の減少から生じることもありますが、IPSPは正の電荷流出の増加によって引き起こされることもあります。 EPSPを引き起こすイオンの流れは、 興奮性シナプス後電流 （ EPSC ）です。

EPSPはIPSPと同様に等級分けされています（つまり、相加効果があります）。複数のEPSPがシナプス後膜の単一のパッチで発生する場合、それらの複合効果は個々のEPSPの合計です。 EPSPが大きくなると膜の脱分極が大きくなるため、シナプス後細胞が活動電位を発火させるためのしきい値に達する可能性が高くなります。

生細胞のEPSPは化学的に引き起こされます。アクティブなシナプス前細胞が神経伝達物質をシナプスに放出すると、それらの一部はシナプス後細胞の受容体に結合します。これらの受容体の多くは、細胞に出入りする正に帯電したイオンを通過させることができるイオンチャネルを含んでいます（そのような受容体はイオンチャネル型受容体と呼ばれます）。興奮性シナプスでは、通常、イオンチャネルによってナトリウムが細胞内に入り、興奮性シナプス後電流が生成されます。この脱分極電流により、膜電位であるEPSPが増加します。

興奮性分子

EPSPに最もよく関連する神経伝達物質はアミノ酸のグルタミン酸であり、脊椎動物の中枢神経系の主要な興奮性神経伝達物質です。興奮性シナプスでのその遍在により、興奮性神経伝達物質と呼ばれています。一部の無脊椎動物では、グルタミン酸が神経筋接合部の主要な興奮性伝達物質です。脊椎動物の神経筋接合部では、EPP（終板電位）は、無脊椎動物の中枢神経系の主要な伝達物質の1つである神経伝達物質アセチルコリンによって媒介されます。同時に、GABAは脳内のIPSPに関連する最も一般的な神経伝達物質です。 aただし、神経伝達物質の興奮性または抑制効果を決定するのに役立つ他のシナプス因子がいくつかあるため、神経伝達物質をそのように分類することは技術的に正しくありません。

ミニチュアEPSPと量子解析

シナプス前細胞からの神経伝達物質小胞の放出は確率的です。実際、シナプス前細胞を刺激しなくても、単一の小胞がシナプスに放出され、ミニチュアEPSP（mEPSP）が生成されることがあります。バーナード・カッツは、1951年に神経筋接合部（しばしばミニチュア終板電位と呼ばれる）でこれらのmEPSPの研究を開拓し、シナプス伝達の量的性質を明らかにしました。 量子サイズは、単一小胞からの神経伝達物質の放出に対するシナプス応答として定義できますが、 量子コンテンツは、神経インパルスに応答して放出される有効な小胞の数です。量子解析とは、特定のシナプスについて、放出される送信機の量子の数、および各量子のターゲットセルに対する平均効果を、イオンの流れ（電荷）または膜電位。

フィールドEPSP

EPSPは通常、細胞内電極を使用して記録されます。単一のニューロンからの細胞外シグナルは非常に小さいため、人間の脳で記録することはほとんど不可能です。ただし、海馬などの脳の一部の領域では、ニューロンはすべて同じ領域でシナプス入力を受け取るように配置されます。これらのニューロンは同じ方向にあるため、シナプス興奮からの細胞外シグナルは相殺されず、フィールド電極で簡単に記録できるシグナルを提供するために加算されます。ニューロンの集団から記録されたこの細胞外シグナルは、電界ポテンシャルです。海馬の長期増強（LTP）の研究では、シャファー側副刺激に応答してCA1の放射状層のフィールドEPSP（fEPSP）を示す図がしばしば与えられます。これは、CA1錐体ニューロンの先端樹状突起の層に配置された細胞外電極で見られる信号です。シャッファー側枝はこれらの樹状突起上に興奮性シナプスを形成するため、樹状突起が活性化されると、放射状層に電流シンク、フィールドEPSPができます。フィールドEPSP中に記録された電圧偏向は負になり、細胞内で記録されたEPSPは正になります。この違いは、セルへのイオン（主にナトリウムイオン）の相対的な流れによるもので、フィールドの場合はEPSPは電極から離れていますが、細胞内EPSPの場合は電極に向かっています。電界EPSPの後、細胞外電極は、活動電位（スパイク）を発する細胞の集団に対応する集団スパイクと呼ばれる電位の別の変化を記録する場合があります。海馬のCA1以外の地域では、ソースとシンクがはるかに定義されていないため、フィールドEPSPははるかに複雑で解釈が難しい場合があります。線条体などの領域では、ドーパミン、アセチルコリン、GABAなどの神経伝達物質も放出され、解釈がさらに複雑になる場合があります。