NEOCORTEX: FUNKTION, STRUKTUR OG PATOLOGI - GEOGRAFIA - 2025

Den neocortex eller neocortex er en struktur opdelt i tynde lag, der dækker hjernen hos pattedyr, herunder mennesker. Dets vigtigste funktioner er sensorisk opfattelse, rumlig ræsonnement, sprog, læring, hukommelse, blandt andre.

Mens aber og menneskers hjerne har dette område adskillige vindinger og omgiver næsten hele hjernen. Tværtimod, i mindre pattedyr er det mindre vigtigt og besætter mindre plads. Således optager neocortex i en musehjerne kun den øverste del af hjernen. Derudover er dens overflade fin, og der er næppe drejninger.

Forskellen i neocortex mellem mennesker og andre arter er, at dens tykkelse er meget større, og den har flere krængninger. Dette ser ud til at symbolisere evnen til at anvende meget mere komplekse kognitive færdigheder.

Det kaldes "neo", hvilket betyder "nyt", fordi det er den evolutionært nyere del af hjernebarken. Imidlertid kan det også kaldes "isocortex" eller "neopalyo". Nogle forfattere bruger omvendt neocortex og cerebral cortex (eller cortex), selvom sidstnævnte også inkluderer subkortikale strukturer såsom hippocampus og perirrinal cortex.

Neocortex hos mennesker

Cytoararkitektur af den visuelle neocortex: i midten nummerering af lag en (I) til seks (VI). Venstre søjle: neuroncellelegemer markeret med violet Nissl-plet. Højre søjle: glutamatergiske neuroner markeret for MR-GEF i blåt. Kilde: Bithell A, Hsu T, Kandanearatchi A, Landau S, Everall IP, Tsuang MT, et al. via Wikimedia Commons

Hos den humane art er neocortex den største del af hjernen og dækker begge cerebrale halvkugler. Resten af ​​strukturer kaldes "allocortex".

Neocortex udfører en lang række funktioner. Derfor, når der forekommer en type skade i dette område, er tabet af visse kognitive evner almindeligt.

Afhængig af skadens placering kan evnen til at socialt forholde sig tilstrækkeligt, forstå sprog, styre bevægelser… Derudover kan visuel og rumlig opfattelse ændres, blandt andet.

Tidligere studerede de kognitive funktioner og deres placering i hjernen ved at observere opførsel hos sårede patienter. Hvis en stor gruppe af patienter, der havde det samme område af neocortex, var beskadiget med at udføre de samme opgaver, blev der således etableret et forhold mellem hjernens placering og evner.

Takket være dette vides det, at neocortex består af flere områder, der har forskellige funktioner. Mange områder findes i forskellige pattedyrarter. Mens andre, såsom farvesyn eller evnen til at tale, kun i bestemte arter.

Struktur af neocortex

Neocortex og dens gyri eller indviklingen. Kilde: Hagmann P, Cammoun L, Gigandet X, Meuli R, Honey CJ, et al. (2008). via Wikimedia Commons

Neocortex er 2 til 4 millimeter tyk og har omkring 30 milliarder neuroner. Hos primater og mennesker er den fuld af riller og kamme (vindinger). Disse foldninger opstod fra den store stigning i deres størrelse.

Alle mennesker har en hjerne med det samme mønster af vindinger og sulci, selvom nogle detaljer kan variere lidt fra den ene til den anden.

Derudover er der neuroudviklingsforstyrrelser, hvor disse vendinger ikke udvikler sig som de skal, hvilket fører til forskellige kognitive ændringer. På samme måde kan de gå tabt med degenerative sygdomme som Alzheimers.

Hos mennesker udgør neocortex ca. 76% af hjernens volumen. Denne struktur opstår i den embryonale fase af rygttelensphalon. Lidt efter lidt er det opdelt i de berømte fliser: occipital, parietal, temporal og frontal.

Frontal lob (orange), parietal lob (pink), occipital lob (purpur), temporal lob (grøn).

Disse lobes er kendetegnet ved deres funktioner. Således skiller occiput sig ud for den primære visuelle cortex (til at behandle syn). Mens den tidsmæssige har den den primære auditive cortex (for lyde). Parietal svarer til taktile fornemmelser, opfattelse af ens egen krop og visu-rumlige evner.

Hos den humane art har frontalben meget komplekse og avancerede funktioner i forhold til andre arter. Såsom sprogbehandling (Brocas område), socialt ønskværdig adfærd og følelsesmæssig kontrol.

Der er to typer cortex i neocortex i henhold til cellelegemets arkitektur: selve neocortex og proisocortex. Sidstnævnte findes i nogle dele af hjernen, såsom den cingulerende gyrus, insulaen, hippocampal gyrus eller det subcallosal område.

Neocortex er det mest udviklede hjernevæv, som det kan ses i dens organisation og antal lag.

Det består af gråt stof, det vil sige umyeliniserede nervecellelegemer. Det dækker et dybere område med hvidt stof, det vil sige aksoner (neuronale udvidelser) fyldt med myelin.

Selv om neocortex udfører de mest komplekse hjernefunktioner, observeres næppe nogen cellulære forskelle sammenlignet med andre dele af hjernen.

Så hvad gør neocortex så specialiseret? Det ser ud til, at det, der adskiller ham, er hans evne til at skabe, ændre og kontrollere et stort antal neurale forbindelser. Det genererer en så dynamisk og fleksibel struktur, som tillader en stor udveksling af information mellem de forskellige neurale kredsløb.

Lag af neocortex

Nervesystem og hjerne

Neocortex har en praktisk ensartet struktur, hvorfor den også kaldes "isocortex". Det består af 6 vandrette lag af nerveceller nummereret I gennem VI. Den første er den nyeste, mens den sjette er den ældste.

De er organiseret i et fylogenetisk perspektiv, det vil sige, hver opstår fra et andet øjeblik i evolutionen. Efterhånden som arten er kommet frem, har nye lag udviklet sig.

Disse lag indeholder både exciterende (ca. 80%) og inhiberende (20%) neuroner. Førstnævnte aktiverer andre neuroner, mens sidstnævnte blokerer for dem.

Lagene består hovedsageligt af "type celler" eller "tætte celler" og forbindelser mellem dem. Lagene er differentieret efter de dominerende typer nerveceller, deres arrangement og forbindelser.

Lag IV er mindre og findes i den primære motoriske cortex. Det er den vigtigste receptor for sensorisk information. Senere overfører den denne information til andre lag, så den behandles og fortolkes.

På denne måde modtager dette lag en stor del af de synaptiske forbindelser fra subkortikale strukturer såsom thalamus. Dette skyldes, at thalamus er forbundet med forskellige sanseorganer, såsom øre eller øjne.

Lag II og III sender fremskrivninger primært til andre dele af neocortex. Mens lag V og VI normalt sender information uden for cortex, såsom thalamus, hjernestamme eller rygmarv.

Søjler i neocortex

Visuel cortex af aben (Macaca rhesus). Repræsentation af en kortikalsøjle. Til venstre lagene af neocortex, i romertal fra III til VI. Pyramidale celler a, b. Stellatceller med rygsøjler c, d. Stellate celler af tilbagevendende axon e, f, g. Pyramideformede celler af tilbagevendende Axon h, I. Sensoriske afferente fibre i rødt F. Tegning af et præparat farvet efter Golgi-metoden. Kilde: Mavavf via Wikimedia Commons

I neocortex er der også lodrette strukturer kaldet kolonner. De er områder med en diameter på cirka 0,5 mm og 2 mm dybde.

Tilsyneladende er hver søjle forbundet med den sensoriske opfattelse af hver del af kroppen. Selvom der også er nogle, der er dedikeret til at opfatte lyde eller visuelle elementer.

Hos mennesker ser det ud til at være omkring 500 tusinde søjler, der hver har omkring 60 tusinde neuroner. De er imidlertid vanskelige at definere, og der er ingen klar enighed om deres specifikke anatomi, størrelse eller funktioner.

Neocortex-funktioner

MR af hjernen

De vigtigste funktioner i neocortex er:

- Sensorisk opfattelse: i neocortex er der områder, der behandler og fortolker de oplysninger, der kommer fra vores sanser.

- Opret motoriske kommandoer: takket være denne hjernestruktur kan vi lave sekvenser af bevægelser, som vi ikke engang er opmærksomme på. I dette område er alle de motoriske mønstre, der er nødvendige for at gå, skrive eller spille et instrument, for eksempel planlagt.

- Rumlig ræsonnement: der er regioner i neocortex, der er involveret i forståelse af rummet og handler i forhold til det. Det tjener også til at vejlede os og placere elementer.

- Sprog: dette er en unik menneskelig kapacitet, der adskiller os fra andre dyr. Der er områder i neocortex, der disponerer os for at lære sprogets lyde fra en tidlig alder og fremstille dem. Samt at knytte bestemte grupper af lyde eller skriftlige symboler til en betydning.

- De såkaldte udøvende funktioner såsom ræsonnement, beslutningstagning, selvkontrol, koncentration, selvreflektion, problemløsning osv. Det vil sige evnen til at vide, hvordan man til enhver tid opfører sig og udfører en række adfærd for at nå et mål.

- Læring, hukommelse og søvn: det er bevist, at neocortex også er vigtig for opbevaring af viden.

Faktisk synes visse dele af neocortex at være sædet for semantisk hukommelse, hvilket er det, der vedrører generel viden om verden. For eksempel hvad vi lærer i skolen, såsom at Paris er Frankrigs hovedstad.

Det samme sker med selvbiografisk hukommelse, som er den, der er forbundet med vigtige begivenheder i vores personlige liv.

Instrumental information gemmes også, det vil sige oplysninger, der involverer automatisk opførsel, såsom at køre eller cykle.

På den anden side aktiveres visse neuroner i neocortex også under søvn. Det ser ud til, at neocortex dialoger med hippocampus, mens vi sover, og hjælper med til at konsolidere og fikse, hvad der er lært i vågne perioder.

Neocortex og evolution

For at neocortex kan udvikle sig til en større størrelse, er det nødvendigt, at arten af ​​arten også er større, så den kan understøtte den.

Neocortex er også til stede i andre primater udover Homo sapiens. En større størrelse af neocortex sammenlignet med resten af ​​hjernen er relateret til forskellige sociale variabler, såsom gruppestørrelse, samt kompleksiteten af ​​sociale relationer (konkurrence, samarbejde, union osv.).

Evolutionsforøgelse af størrelsen på neocortex har medført en større hæmmende kontrol. Dette kan forklare transformationen af ​​adfærd og en større social harmoni med hensyn til vores forfædre.

Mennesker har en stor neocortex sammenlignet med andre pattedyr. Således er der for eksempel et 30: 1-forhold mellem neokortisk grå stof og marvstørrelse i sjimpansenes hjernestamme. Hos mennesker er dette forhold 60: 1.

Patologier eller læsioner i neocortex

Da neocortex har en stor forlængelse hos mennesker, er det let for enhver erhvervet skade at involvere denne struktur. Da det kan ske efter en hovedskade, slagtilfælde eller tumorer.

Derudover er det vigtigt at nævne, at afhængigt af området i neocortex, hvor skaden opstår, vil symptomerne variere. Det er muligt, at patienten har vanskeligheder ved brugen af ​​sprog, med at opfatte genstande i rummet, eller at han lider af hæmningsproblemer og udfører uønsket opførsel.

Neocortex kan også påvirkes af neurodegenerative sygdomme. Som for eksempel ved Alzheimers sygdom er der en afbrydelse i transmission af information fra den sensoriske neocortex til den præfrontale neocortex.

Dette fører til symptomer som nedsat kognitive evner, personlighedsændringer og demens.

Hvis degenerationen omfatter den temporale lob, kan der udvikles semantisk demens. Det vil sige en gradvis degeneration af hukommelse, der er forbundet med semantiske fakta (ting lært af vores kultur, hvad vi læres i skolen, data om brugen af ​​sprog osv.)

Referencer

1. Isocortex. (Sf). Hentet den 29. marts 2017 fra IMAIOS: imaios.com.
2. Neocortex. (Sf). Hentet den 29. marts 2017 fra Wikipedia: en.wikipedia.org.
3. Neocortex (hjerne). (Sf). Hentet den 29. marts 2017 fra Science dagligt: ​​sciencedaily.com.
4. Proisocortex. (Sf). Hentet den 29. marts 2017 fra Braininfo: braininfo.rprc.washington.edu.
5. Hjernens hjernebark (Neocortex). (Sf). Hentet den 29. marts 2017 fra MyBrainNotes: mybrainnotes.com.
6. DE EVOLUTIONÆRE LÆGERE AF MENNESKEHJERNEN. (Sf). Hentet den 29. marts 2017 fra hjernen fra top til bund: thebrain.mcgill.ca.
7. En samtale mellem tre hjerneområder konsoliderer vores minder under søvn. (Sf). Hentet den 29. marts 2017 fra Trends 21: trends21.net.
8. Hvad er neocortex? (Sf). Hentet den 29. marts 2017 fra BraInSitu: nibb.ac.jp.