時間的総和（テンポラルサミッション）の5つの段階

時間的総和とは

神経細胞は互いに刺激し合い、その刺激が脳へ伝わります。脳は受け取った信号を基に、適切な行動を決定します。信号の強度や頻度に応じて刺激伝達は遅いものから速いものまであり、同一領域のニューロンが連続して刺激される現象を「時間的総和（temporal summation）」と呼びます。

時間的総和には主に5つの段階があり、順に弛緩、トレッペ、部分テタヌス、完全テタヌス、疲労と呼ばれます。

1. 弛緩（Relaxation）

弛緩は時間的総和の最初であり最後の段階です。この段階ではニューロンは活動せず、イオンチャネルは閉じ、神経伝達物質も放出されません。時間的総和サイクルが完了すると、ニューロンは再び弛緩状態に戻ります。

2. トレッペ（Treppe）

ニューロンが閾値以上の刺激を受けると活動を開始し、収縮や運動機能を実行します。隣接する軸索からの継続的な刺激が加わると、ニューロンはトレッペ段階に移行します。この段階では刺激が一定で、ニューロンは連続的に収縮しながらも、各収縮間に十分な弛緩時間が確保されます。

3. 部分テタヌス（Incomplete Tetanus）

刺激頻度が高くなると弛緩時間が短縮され、ニューロンは部分テタヌス状態に入ります。既に活性化されたニューロンが隣接ニューロンからの信号を受け続けるため、収縮は速くなりますが、弛緩は完全には行われません。結果として、収縮間の弛緩が不十分な状態で次の収縮が始まります。

4. 完全テタヌス（Complete Tetanus）

周囲のニューロンから絶え間ない刺激が続くと、完全テタヌス段階に移行します。部分テタヌスと同様に収縮は続きますが、弛緩の時間が全くなくなります。刺激が止まらないため、ニューロンは休むことができず、最終的に疲労段階へと進行します。

5. 疲労（Fatigue）

ニューロンには刺激閾値があり、疲労段階ではその閾値を超えてもさらなる収縮が起こりません。エネルギー貯蔵が枯渇し、細胞膜イオンのバランスが崩れ、細胞内に酸性物質が蓄積します。この状態では収縮が停止し、細胞の張力や機能が著しく低下します。