Neocortex struktur, funktioner och patologier

den neocortex eller neocorteza är en struktur uppdelad i tunna skikt som täcker hjärnan hos däggdjur. Denna skillnad däggdjur hjärnor från andra djur, eftersom den inte är närvarande i fåglar eller reptiler. Dessutom presenterar den markerade skillnader mellan de olika däggdjursarterna.

Till exempel, om vi jämför musens hjärna, en apa och en människa; det är möjligt att observera att storleken och omvälvningarna (svängningarna) är väldigt olika.

Således, i hjärnan av en mus, upptar neocortex endast den övre delen av detta organ. Dessutom är dess yta tunn och knappast svänger. Medan i hjärnorna hos apor och människor har detta område många konvolutions och omger nästan hela hjärnan.

Delfiner är däggdjur som har mer neokortiska neuroner. Även om skillnaden mellan människor och andra arter är att tjockleken på neocortex är mycket större och den har ännu större omvälvningar. Detta verkar symbolisera förmågan att genomföra mycket mer komplexa kognitiva färdigheter.

Det kallas "neo", vilket betyder "nytt", eftersom det är den evolutionärt nya delen av hjärnbarken.

Det kan dock också kallas "isocórtex" eller "neopalio". Vissa författare använder neocortexen och hjärnbarken (eller cortexen) otydligt, även om den senare även innehåller subkortiska strukturer som hippocampus och perirhinal cortex..

I den mänskliga arten är neocortex den största delen av hjärnan och täcker de två hjärnhalvorna. Resten av strukturerna kallas "allocorteza".

Neocortex ansvarar för en rad olika funktioner. Därför, när någon typ av skada uppstår i detta område, är förlusten av vissa kognitiva förmågor vanliga..

Beroende på platsen för skadan, förmågan att relatera socialt på ett lämpligt sätt, förstå språket, kontrollrörelserna ... kan försämras ... Dessutom kan visuell och rumslig uppfattning förändras bland annat..

Tidigare studerade de kognitiva funktioner och deras plats i hjärnan genom att observera beteendet hos patienter med skador.

Om en stor grupp patienter som hade skadat samma område av neocortex hade svårigheter att utföra samma uppgifter, upprättades en relation mellan hjärnlokalisering och kompetens..

Tack vare det är det känt att neocortex består av flera områden som har olika funktioner. Många områden finns närvarande i flera däggdjur. Medan andra, till exempel färgvision eller förmåga att tala, endast i några få specifika arter.

Theory of the Triune Brain

Begreppet neocortex har också utökats med den berömda teorin om Paul MacLeans trehjärnans hjärna som utvecklades på 50-talet.

Denna modell försökte förklara strukturen hos den mänskliga hjärnan i samband med artens evolutionära historia. På detta sätt försvarade MacLean förekomsten av tre typer av hjärnor: den reptiliska hjärnan, den limbiska och den neocortexa.

Den första är den äldsta och reglerar kroppens mest grundläggande vitala funktioner, såsom temperatur, hjärtfrekvens eller balans. Hos människa omfattar den hjärnstammen och cerebellumet.

Limbinen är associerad med däggdjur och är associerad med minne och känslor. Hos människor ingår strukturer som hippocampus, amygdala och hypotalamus.

Medan neocortexen började utvecklas i primater och nådde sin maximala utveckling i humana arter.

Det inkluderar de två hjärnhalvhalvorna, som vi är skyldiga att utse språk, abstrakt tanke, fantasi, självkontroll etc. Det är högre kognitiva funktioner.

Denna struktur är flexibel och har praktiskt taget oändliga inlärnings- och anpassningsförmåga.

Dessa tre områden i hjärnan fungerar inte självständigt, men arbetar tillsammans för att uppnå mål. Otaliga kopplingar mellan dem har observerats, påverkar varandra.

Till exempel finns det viktiga kopplingar mellan det limbiska systemet och neocortexen. Således kan vi med hjälp av neocortexa styra våra känslor och anpassa dem till varje sammanhang.

Strukturen av neocortexen

Neocortexen mäter mellan 2 och 4 millimeter tjock och har cirka 30000 miljoner neuroner. I primater och människor är den full av furor och åsar (vinklar). Dessa veck uppstod från den stora ökningen i storlek.

Alla människor har en hjärna med samma mönster av svängningar och spår, även om vissa detaljer kan variera något från individ till person.

Dessutom finns det neurodevelopmental störningar där dessa varv utvecklas inte eftersom de borde leda till olika kognitiva förändringar. På samma sätt kan de gå vilse med degenerativa sjukdomar som Alzheimers.

Hos människor utgör neocortex cirka 76% av hjärnans volym. Denna struktur uppstår i den dorsala telencefalonens embryonala stadium. Lite i taget är det uppdelat i de berömda lobesna: occipitalen, parietalen, temporal och frontal.

Dessa lobes utmärks av deras funktioner. Sålunda står nacken ut för den primära visuella cortexen (för att bearbeta synen). Medan den tidsmässiga har den den primära hörselkortexen (för ljud). Parietalen motsvarar de taktila känslorna, uppfattningen av egen kropp och visuospatial förmåga.

I mänskliga arter har frontalsken mycket komplexa och avancerade funktioner i förhållande till andra arter. Liksom språkbearbetningen (Brocas område), socialt önskvärt beteende och emotionell kontroll.

Det finns två typer av cortex i neocortex enligt cellcellens arkitektur: själva neocortexen och prokortexen. Den senare finns i vissa delar av hjärnan, såsom den cingulära gyrusen, insulaen, den hippocampala gyrus eller det subcallose området.

Neocortex är den mest utvecklade hjärnvävnaden, vilket kan ses i organisationen och antalet lager.

Den består av grå substans, det vill säga kroppens celler som inte myelineras. Det täcker ett djupare område av vit materia, det vill säga axoner (neuronala förlängningar) fyllda med myelin.

Men även om neocortex utför de mest komplexa hjärnfunktionerna, finns det knappast några cellulära skillnader jämfört med andra delar av hjärnan.

Så, vad gör Neocortex så specialiserad? Tydligen skiljer han sig från sin förmåga att skapa, modifiera och styra ett stort antal neurala anslutningar. Det genererar en så dynamisk och flexibel struktur att det möjliggör en bra informationsutbyte mellan de olika neuronkretsarna.

Lager av neocortex

Neocortex har en praktiskt enhetlig struktur, varför den också kallas "isoortex". Den består av 6 horisontella lager av nervceller numrerade från I till 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 utvecklingsblick. Således som arten har avancerat har nya lager utvecklats.

Dessa skikt innehåller både excitatoriska (ca 80%) och hämmande (20%) neuroner. Den förra aktiverar andra neuroner, medan de senare blockerar dem.

Lagren består huvudsakligen av "typceller" eller "täta celler" och kopplingar mellan dem. Skikten differentieras av de typer av nervceller som dominerar, deras arrangemang och anslutningar.

Layer IV är mindre och finns i den primära motorcortexen. Det är den främsta receptorn av sensorisk information. Därefter sänder den den informationen till andra lager så att den behandlas och tolkas.

På detta sätt mottar detta skikt mycket av de synaptiska förbindelserna av subkortiska strukturer såsom thalamus. Detta beror på att talamus är ansluten till olika sensoriska organ som örat eller ögonen.

Lager II och III skickar främst till andra delar av neocortexen. Medan skikten V och VI sänder vanligtvis information utanför cortexen, såsom talamus, hjärnstam eller ryggrad.

Kolonner av neocortexen

I neocortex skiljas också vertikala strukturer som kallas kolumner. De är zoner med ungefär 0,5 mm i diameter och med ett djup av 2 mm.

Tydligen är varje kolonn förknippad med den sensoriska uppfattningen av varje del av kroppen. Även om det också finns några dedikerade att uppfatta ljuden eller visuella element.

På människor verkar det finnas omkring 500 tusen kolumner, med 60 tusen neuroner i var och en av dem.

De är emellertid svåra att definiera och det finns ingen klar konsensus om deras anatomi, storlek eller specifika funktioner.

Funktioner av neocortex

Neocortex huvudfunktioner är:

- Sensoriell uppfattning: I neocortex finns områden som behandlar och tolkar informationen som kommer från våra sinnen.

- Generera motorkommandon: Tack vare denna hjärnstruktur kan vi skapa sekvenser av rörelser som vi inte ens märker. I detta område planeras alla motormönster som behövs för att gå, skriva eller spela ett instrument, till exempel.

- Rumslig resonemang Det finns regioner i neocortex som är involverade i att förstå rymden och agera i förhållande till den. Det tjänar också till att styra och placera element.

- språk: Detta är en unik mänsklig kapacitet som skiljer oss från resten av djuren. Det finns områden av neocortex som predisponerar oss för att lära sig ljudet av språket från små och producera dem. Förutom att associera vissa grupper av ljud eller skrivna symboler med en mening.

- De så kallade verkställande funktionerna såsom resonemang, beslutsfattande, självkontroll, koncentration, självreflektion, problemlösning etc. Det vill säga förmågan att veta hur man beter sig i varje ögonblick och genomföra en rad beteenden för att uppnå ett mål.

- Lärande, minne och sömn: Det har visat sig att neocortexen också är väsentlig för lagring av kunskap.

I själva verket, vissa delar av neocortex verkar vara huvudkontoret för semantiska minnet, nämligen att relaterade till allmän kunskap om världen. Till exempel, vad vi lär oss i skolan, som Paris är Frankrikes huvudstad.

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

Instrumenttypsinformation lagras också, det vill säga en som involverar automatiska beteenden som körning eller cykling.

Å andra sidan aktiverar vissa neuroner av neocortex också under sömnen. Det verkar som om neocortex dialog med hippocampus under sömnen, hjälpa till att konsolidera och fixa vad som lärt sig under vakna perioder.

Neocortex och evolution

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

Neocortex är också närvarande i andra primater förutom homo sapiens. En större storlek på neocortex jämfört med resten av hjärnan är relaterad till olika sociala variabler som gruppens storlek, liksom komplexiteten hos sociala relationer (tävling, samarbete, fackförening etc.)..

Ökningen i storleken på neocortex har evolutionärt involverat en större hämmande kontroll. Detta kan förklara omvandlingen av beteenden och större social harmoni i förhållande till våra förfäder.

Människor har en stor neocortex jämfört med andra däggdjur. Till exempel, det finns ett förhållande av 30: 1 neokortikal grå substans med storleken på benet i hjärnstammen av schimpanser. Hos människor är förhållandet 60: 1.

Patologier eller lesioner i neocortexen

Eftersom neocortex har en stor förlängning hos människor är det lätt för någon förvärvad skada att involvera denna struktur. Som det kan hända efter en traumatisk hjärnskada, stroke eller tumörer.

Dessutom är det viktigt att nämna att beroende på det område av neocortex där skadan uppstår kommer symtomen att variera. Det är möjligt att patienten har svårigheter att använda språk eller att uppleva objekt i rymden. Eller tvärtom lider det av hämningsproblem och utför oönskade beteenden.

Neocortex kan också påverkas av neurodegenerativa sjukdomar. Som till exempel i Alzheimers sjukdom är det ett avbrott i överföringen av information från den sensoriska neocortexen till prefrontal neocortex.

Detta leder till symtom som nedsättning av kognitiva förmågor, personlighetsförändringar och demens..

Om degeneration omfattar den temporala loben, kan semantisk demens förekomma. Det vill säga en progressiv degenerering av minne i samband med semantiska fakta (saker som lärs av vår kultur, vad vi lärs i skolan, data om språkbruk etc.)

referenser

1. Isocortex. (N.D.). Hämtad den 29 mars 2017, från IMAIOS: imaios.com.
2. Neocortex. (N.D.). Hämtad den 29 mars 2017, från Wikipedia: en.wikipedia.org.
3. Neocortex (hjärna). (N.D.). Hämtad den 29 mars 2017, från Science Daily: sciencedaily.com.
4. Proisocortex. (N.D.). Hämtad den 29 mars 2017, från Braininfo: braininfo.rprc.washington.edu.
5. Hjärnans cerebrala cortex (Neocortex). (N.D.). Hämtad den 29 mars 2017, från MyBrainNotes: mybrainnotes.com.
6. DE MILJÖBRAINENS EVOLUTIONÄRA LAGER. (N.D.). 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. (N.D.). Hämtad den 29 mars 2017, från Trends 21: tendencias21.net.
8. Vad är neocortex? (N.D.). Hämtad den 29 mars 2017, från BraInSitu: nibb.ac.jp.