NEOCORTEX: FUNKTION, STRUKTUR OCH PATOLOGI - GEOGRAFÍA - 2025

Den neocortex eller neocortex är en struktur indelad i tunna skikt som täcker hjärnan hos däggdjur, inklusive människor. Dess huvudfunktioner är sensorisk uppfattning, rumslig resonemang, språk, lärande, minne, bland andra.

Medan apa och människors hjärna har detta område många invändningar och omger nästan hela hjärnan. Tvärtom, hos mindre däggdjur är det mindre viktigt och tar mindre plats. Således, i en mushjärna, upptar neocortex endast den övre delen av hjärnan. Dessutom är ytan fin och det finns knappast några vändningar.

Skillnaden i neocortex mellan människor och andra arter är att dess tjocklek är mycket större och har fler invändningar. Detta verkar symbolisera förmågan att tillämpa mycket mer komplexa kognitiva färdigheter.

Det kallas "neo", vilket betyder "nytt", eftersom det är den evolutionärt nyare delen av hjärnbarken. Men det kan också kallas "isocortex" eller "neopalyo". Vissa författare använder nyokortex och hjärnbarken (eller cortex) omväxlande, även om den senare också innehåller subkortikala strukturer såsom hippocampus och perirrinal cortex.

Neocortex hos människor

Cytoararkitektur av den visuella neocortex: i centrum numrering av lager en (I) till sex (VI). Vänster kolumn: neuroncellkroppar markerade med violetta Nissl-fläckar. Höger kolumn: glutamatergiska neuroner markerade för MR-GEF i blått. Källa: Bithell A, Hsu T, Kandanearatchi A, Landau S, Everall IP, Tsuang MT, et al. via Wikimedia Commons

Hos människors art är neocortex den största delen av hjärnan och täcker båda hjärnhalvorna. Resten av strukturerna kallas "allocortex".

Neocortex utför en mängd olika funktioner. Därför, när någon typ av skada inträffar i detta område, är förlusten av vissa kognitiva förmågor vanliga.

Beroende på skadans plats kan förmågan att socialt förhålla sig tillräckligt, förstå språk, kontrollrörelser … Dessutom kan visuell och rumslig uppfattning förändras, bland annat.

Tidigare studerade de kognitiva funktioner och deras placering i hjärnan genom att observera beteendet hos skadade patienter. Således, om en stor grupp patienter som hade samma skada i neocortex hade svårigheter att utföra samma uppgifter, upprättades en relation mellan hjärnans placering och förmågor.

Tack vare detta är det känt att neocortex består av flera områden som har olika funktioner. Många områden finns i olika däggdjursarter. Medan andra, till exempel färgsyn eller förmågan att tala, endast i specifika arter.

Strukturen i neocortex

Neocortex och dess gyri eller invändningar. Källa: Hagmann P, Cammoun L, Gigandet X, Meuli R, Honey CJ, et al. (2008). via Wikimedia Commons

Neocortex är 2 till 4 millimeter tjockt och har cirka 30 miljarder neuroner. Hos primater och människor är den full av spår och åsar (vridningar). Dessa veck uppstod från den stora ökningen i deras storlek.

Alla människor har en hjärna med samma mönster av invängningar och sulci, även om vissa detaljer kan variera något från en individ till en annan.

Dessutom finns det neuro-utvecklingsstörningar där dessa vändningar inte utvecklas som de borde, vilket leder till olika kognitiva förändringar. På samma sätt kan de gå förlorade med degenerativa sjukdomar som Alzheimers.

Hos människor utgör neocortex ungefär 76% av hjärnans volym. Denna struktur uppstår i embryonstadiet i ryggtelencephalon. Lite efter lite delas det upp i de berömda loberna: occipital, parietal, temporal och frontal.

Frontala lob (orange), parietal lob (rosa), occipital lob (lila), temporala lob (grön).

Dessa lober kännetecknas av deras funktioner. Således utmärker occiput den primära visuella cortex (för att behandla syn). Medan den är temporär, har den den primära hörselbarken (för ljud). Parietal motsvarar taktila upplevelser, uppfattning om egen kropp och visuospatiala förmågor.

Hos människors art har frontalben mycket komplexa och avancerade funktioner i förhållande till andra arter. Till exempel språkbehandling (Brocas område), socialt önskvärt beteende och känslomässig kontroll.

Det finns två typer av cortex i neocortex enligt cellkroppens arkitektur: själva neocortex och proisocortex. Det sistnämnda finns i vissa delar av hjärnan, såsom den cingulerade gyrusen, insulaen, hippocampal gyrusen eller det subkallosala området.

Neocortex är den mest utvecklade hjärnvävnaden, vilket kan ses i dess organisation och antal lager.

Det består av grått ämne, det vill säga omyeliniserade nervcellskroppar. Det täcker ett djupare område med vitt material, det vill säga axoner (neuronala förlängningar) fyllda med myelin.

Trots att neocortex utför de mest komplexa hjärnfunktionerna, observeras knappast några cellulära skillnader jämfört med andra delar av hjärnan.

Så vad gör neocortex så specialiserad? Det verkar som det som skiljer honom är hans förmåga att skapa, ändra och kontrollera ett stort antal neurala förbindelser. Det genererar en så dynamisk och flexibel struktur, som möjliggör ett stort informationsutbyte mellan de olika neuralkretsarna.

Skikt av neocortex

Nervsystem och hjärna

Neocortex har en praktiskt enhetlig struktur, varför den också kallas "isocortex". Det består av 6 horisontella lager av nervceller numrerade I till och med VI. Den första är den nyaste, medan den sjätte är den äldsta.

De är organiserade enligt ett fylogenetiskt perspektiv, det vill säga var och en uppstår från ett annat ögonblick i evolutionen. Då arten har avancerat har nya skikt utvecklats.

Dessa lager innehåller både exciterande (cirka 80%) och hämmande (20%) neuroner. De förstnämnda aktiverar andra neuroner, medan de senare blockerar dem.

Skikten består huvudsakligen av "typceller" eller "täta celler" och anslutningar mellan dem. Skikten differentieras av de dominerande typerna av nervceller, deras arrangemang och anslutningar.

Skikt IV är mindre och finns i den primära motoriska cortex. Det är huvudmottagaren för sensorisk information. Senare överför den informationen till andra lager så att den bearbetas och tolkas.

På detta sätt får detta lager en stor del av de synaptiska anslutningarna från subkortikala strukturer såsom thalamus. Detta beror på att talamusen är förbunden med olika sensoriska organ som örat eller ögonen.

Lager II och III skickar främst projektioner till andra delar av neocortex. Medan skikt V och VI vanligtvis överför information utanför cortex, såsom thalamus, hjärnstam eller ryggmärg.

Kolumner i neocortex

Visuell cortex av apan (Macaca rhesus). Representation av en kortikal kolumn. Till vänster skikt av neocortex, i romerska siffror från III till VI. Pyramidala celler a , b . Stellera celler med ryggar c , d . Stellatceller från återkommande axon e , f , g . Pyramidala celler av återkommande axon h , I . Sensoriska afferenta fibrer i rött F . Ritning av ett preparat färgat med Golgi-metoden. Källa: Mavavf via Wikimedia Commons

I neocortex finns det också vertikala strukturer som kallas kolumner. De är områden med ungefär 0,5 mm i diameter och 2 mm djupa.

Tydligen är varje kolumn associerad med den sensoriska uppfattningen av varje kroppsdel. Även om det också finns några som är dedikerade till att uppleva ljud eller visuella element.

Hos människor verkar det finnas cirka 500 tusen kolumner, var och en har cirka 60 tusen nervceller. Men de är svåra att definiera och det finns inget tydligt samförstånd om deras specifika anatomi, storlek eller funktioner.

Neocortex-funktioner

MR av hjärnan

Huvudfunktionerna i neocortex är:

- Sensorisk uppfattning: i neocortex finns det områden som bearbetar och tolkar informationen som kommer från våra sinnen.

- Generera motoriska beställningar: tack vare denna hjärnstruktur kan vi göra sekvenser av rörelser som vi inte ens är medvetna om. Inom detta område planeras alla motoriska mönster som behövs för att gå, skriva eller spela ett instrument, till exempel.

- Rumsligt resonemang: det finns regioner i neocortex som är involverade i att förstå rymden och agera i relation till det. Det tjänar också till att vägleda oss och placera element.

- Språk: detta är en unik mänsklig förmåga som skiljer oss från andra djur. Det finns områden i neocortex som predisponerar oss för att lära oss ljudet från språket från en tidig ålder och producera dem. Samt att associera vissa grupper av ljud eller skrivna symboler med en mening.

- De så kallade verkställande funktionerna som resonemang, beslutsfattande, självkontroll, koncentration, självreflektion, problemlösning etc. Det vill säga förmågan att veta hur man ska bete sig hela tiden och genomföra en serie beteenden för att uppnå ett mål.

- Lärande, minne och sömn: det har visat sig att neocortex också är nödvändigt för att lagra kunskap.

Faktum är att vissa delar av neocortex verkar vara sätet för det semantiska minnet, vilket är det som är relaterat till allmän kunskap om världen. Till exempel vad vi lär oss i skolan, till exempel att Paris är Frankrikes huvudstad.

Detsamma sker med självbiografiskt minne, vilket är det som är förknippat med viktiga händelser i våra personliga liv.

Instrumentell information lagras också, det vill säga information som involverar automatiska beteenden som att köra eller cykla.

Å andra sidan aktiveras också vissa nervceller i neocortex under sömnen. Det verkar som om neocortex dialog med hippocampus medan vi sover, vilket hjälper till att konsolidera och fixa vad som har lärt sig under vakna perioder.

Neocortex och evolution

För att neocortex ska utvecklas till en större storlek är det nödvändigt att artens hjärna också är större så att den kan stödja den.

Neocortex finns också i andra primater förutom Homo sapiens. En större storlek på neocortex jämfört med resten av hjärnan är relaterad till olika sociala variabler som gruppstorlek, liksom komplexiteten i sociala relationer (konkurrens, samarbete, union, etc.).

Att evolutionärt öka storleken på neocortex har inneburit större hämmande kontroll. Detta kan förklara förvandlingen av beteenden och en större social harmoni med avseende på våra förfäder.

Människor har en stor neocortex jämfört med andra däggdjur. Således finns det till exempel ett 30: 1-förhållande av neokortisk grå substans till märgstorlek i schimpansens hjärnstam. Hos människor är förhållandet 60: 1.

Patologier eller skador i neocortex

Eftersom neocortex har en stor förlängning hos människor är det lätt för alla förvärvade skador att involvera denna struktur. Det kan hända efter huvudskada, stroke eller tumörer.

Dessutom är det viktigt att nämna att beroende på området i neocortex där skadan inträffar kommer symtomen att variera. Det är möjligt att patienten har svårigheter i användningen av språk, att förstå föremål i rymden eller att han lider av hämningsproblem och utför oönskat beteende.

Neocortex kan också påverkas av neurodegenerativa sjukdomar. Som till exempel vid Alzheimers sjukdom finns det ett avbrott i överföringen av information från den sensoriska neocortex till den prefrontala neocortex.

Detta leder till symtom som nedsatt kognitiv förmåga, personlighetsförändringar och demens.

Om degenerationen omfattar den temporala loben kan semantisk demens utvecklas. Det vill säga en gradvis degeneration av minnet som är förknippat med semantiska fakta (saker lärda av vår kultur, vad vi lärs ut i skolan, data om språkanvändning etc.)

referenser

1. Isocortex. (Sf). Hämtad 29 mars 2017 från IMAIOS: imaios.com.
2. Neocortex. (Sf). Hämtad 29 mars 2017 från Wikipedia: en.wikipedia.org.
3. Neocortex (hjärna). (Sf). Hämtad den 29 mars 2017 från Science Daily: sciencedaily.com.
4. Proisocortex. (Sf). Hämtad den 29 mars 2017 från Braininfo: braininfo.rprc.washington.edu.
5. Hjärnans hjärnbark (Neocortex). (Sf). Hämtad den 29 mars 2017 från MyBrainNotes: mybrainnotes.com.
6. DE EVOLUTIONÄRA LAGARNA AV MENSLIGA HJÄRN. (Sf). Hämtad den 29 mars 2017 från hjärnan från topp till botten: thebrain.mcgill.ca.
7. En konversation mellan tre hjärnregioner konsoliderar våra minnen under sömnen. (Sf). Hämtad 29 mars 2017 från Trender 21: trends21.net.
8. Vad är neocortex? (Sf). Hämtad 29 mars 2017 från BraInSitu: nibb.ac.jp.