Neocortex-structuur, functies en pathologieën

de neocortex of neocorteza is een structuur verdeeld in dunne lagen die de hersenen van zoogdieren bedekken. Dit verschil verschilt van de hersenen van die van andere dieren, omdat het niet aanwezig is in vogels of reptielen. Bovendien vertoont het opmerkelijke verschillen tussen de verschillende soorten zoogdieren.

Als we bijvoorbeeld de hersenen van een muis, een aap en een mens vergelijken; het is mogelijk om waar te nemen dat de grootte en convoluties (bochten) heel verschillend zijn.

Dus, in het brein van een muis, bezet de neocortex alleen het bovenste deel van dit orgel. Bovendien is het oppervlak dun en heeft het nauwelijks bochten. Terwijl in de hersenen van apen en mensen dit gebied vele windingen heeft en bijna de hele hersenen omringt.

Dolfijnen zijn zoogdieren die meer neocorticale neuronen hebben. Hoewel het verschil tussen mensen en andere soorten, is dat de dikte van de neocortex veel groter is en het heeft zelfs meer windingen. Dit lijkt het vermogen te symboliseren om veel complexere cognitieve vaardigheden te implementeren.

Het wordt "neo" genoemd, wat "nieuw" betekent, omdat het het evolutionair nieuwe deel van de hersenschors is.

Het kan echter ook "isocórtex" of "neopalio" worden genoemd. Sommige auteurs gebruiken de neocortex en de hersenschors (of cortex) onduidelijk, hoewel de laatste ook subcorticale structuren omvat zoals de hippocampus en de perirhinale cortex..

Bij de menselijke soort is de neocortex het grootste deel van de hersenen en bedekt de twee hersenhelften. De rest van de structuren worden "allocorteza" genoemd.

De neocortex is verantwoordelijk voor een verscheidenheid aan functies. Daarom is het verlies van bepaalde cognitieve vaardigheden gebruikelijk wanneer een bepaald type letsel in dit gebied optreedt..

Afhankelijk van de locatie van de schade kan het vermogen om op een gepaste manier sociaal te communiceren, de taal te begrijpen, bewegingen te beheersen ... verslechteren ... Daarnaast kan visuele en ruimtelijke waarneming worden veranderd, onder andere..

In het verleden hebben ze cognitieve functies en hun locatie in de hersenen bestudeerd door het gedrag van patiënten met verwondingen te observeren.

Als een grote groep patiënten die hetzelfde gebied van de neocortex hadden beschadigd, moeite had om dezelfde taken uit te voeren, werd een relatie tussen hersenlokalisatie en vaardigheden vastgesteld..

Dankzij dat is het bekend dat de neocortex is samengesteld uit verschillende gebieden die verschillende functies hebben. Veel gebieden zijn aanwezig in verschillende soorten zoogdieren. Terwijl anderen, zoals kleurvisie of het vermogen om te spreken, alleen in een paar specifieke soorten.

Theorie van de Triune Brain

Het concept van de neocortex is ook uitgebreid met de beroemde theorie van het drie-enige brein van Paul MacLean, ontwikkeld in de jaren 50.

Dit model probeerde de structuur van het menselijk brein, geassocieerd met de evolutionaire geschiedenis van de soort, te verklaren. Op deze manier verdedigde MacLean het bestaan ​​van drie soorten hersenen: het reptielenbrein, het limbisch en het neocortex.

De eerste is de oudste en regelt de meest elementaire vitale functies van het lichaam, zoals temperatuur, hartslag of balans. Bij de mens omvat het de hersenstam en het cerebellum.

De limbisch wordt geassocieerd met zoogdieren en wordt geassocieerd met geheugen en emoties. Bij mensen omvat het structuren zoals de hippocampus, de amygdala en de hypothalamus.

Terwijl de neocortex begon te ontwikkelen in primaten en zijn maximale ontwikkeling in de menselijke soort bereikte.

Het omvat de twee hersenhelften, waaraan we het uiterlijk van taal, abstracte gedachten, verbeelding, zelfbeheersing, enz. Verschuldigd zijn. Dat wil zeggen, hogere cognitieve functies.

Deze structuur is flexibel en heeft vrijwel eindeloze leer- en aanpassingsvaardigheden.

Deze drie delen van het brein werken niet onafhankelijk, maar werken samen om doelen te bereiken. Talloze verbindingen tussen hen zijn waargenomen, die elkaar beïnvloeden.

Er zijn bijvoorbeeld belangrijke verbanden tussen het limbisch systeem en de neocortex. Dus, door de actie van de neocortex, zijn we in staat om onze emoties te beheersen en aan te passen aan elke context.

Structuur van de neocortex

De neocortex meet tussen 2 en 4 millimeter dik en heeft zo'n 30000 miljoen neuronen. Bij primaten en mensen zit het vol voren en richels (windingen). Deze vouwen kwamen voort uit de grote toename in grootte.

Alle mensen hebben een brein met hetzelfde patroon van windingen en grooves, hoewel sommige details enigszins van persoon tot persoon kunnen verschillen.

Daarnaast zijn er neurologische ontwikkelingsstoornissen waarbij deze wendingen zich niet ontwikkelen, omdat ze zouden moeten leiden tot verschillende cognitieve veranderingen. Evenzo kunnen ze verloren gaan met degeneratieve ziekten zoals de ziekte van Alzheimer.

Bij mensen vormt de neocortex ongeveer 76% van het volume van de hersenen. Deze structuur ontstaat in de embryonale fase van het dorsale telencephalon. Beetje bij beetje is het verdeeld in de beroemde lobben: het achterhoofds-, het pariëtale, het temporale en het frontale.

Deze lobben onderscheiden zich door hun functies. De achterhoofdsknobbel onderscheidt zich dus van de primaire visuele cortex (om visie te verwerken). Terwijl de temporale, heeft het de primaire auditieve cortex (voor geluiden). De pariëtale komt overeen met de voelbare gewaarwordingen, de perceptie van het eigen lichaam en de visuospatiale vermogens.

Bij de menselijke soort heeft de frontale kwab zeer complexe en geavanceerde functies in relatie tot andere soorten. Zoals de taalverwerking (Broca's gebied), sociaal wenselijk gedrag en emotionele controle.

Er zijn twee soorten cortex in de neocortex volgens de architectuur van de cellichamen: de neocortex zelf en de procortex. Dit laatste wordt gevonden in sommige delen van de hersenen, zoals de cingulate gyrus, de insula, de hippocampale gyrus of het subcallose-gebied.

De neocortex is het meest ontwikkelde hersenweefsel, zoals te zien is in de organisatie en het aantal lagen.

Het bestaat uit grijze materie, dat wil zeggen, de lichamen van zenuwcellen niet gemyelineerd. Het bedekt een dieper gebied van witte stof, dat wil zeggen axonen (neurale uitbreidingen) gevuld met myeline.

Hoewel de neocortex de meest complexe hersenfuncties uitvoert, zijn er nauwelijks cellulaire verschillen in vergelijking met andere delen van de hersenen..

Dus, wat maakt de neocortex zo gespecialiseerd? Blijkbaar, wat hem onderscheidt, is zijn vermogen om een ​​groot aantal neurale verbindingen te creëren, te wijzigen en te beheersen. Het genereert een structuur die zo dynamisch en flexibel is dat het een grote uitwisseling van informatie tussen de verschillende neuronale circuits mogelijk maakt.

Lagen van de neocortex

De neocortex heeft een vrijwel uniforme structuur, daarom wordt deze ook "isoortex" genoemd. Het is samengesteld uit 6 horizontale lagen van zenuwcellen genummerd van I tot VI. De eerste is de nieuwste, terwijl de zesde de oudste is.

Ze zijn georganiseerd volgens een fylogenetisch perspectief, dat wil zeggen, elk komt voort uit een ander moment van evolutie. Naarmate de soort is voortgeschreden, zijn dus nieuwe lagen ontwikkeld.

Deze lagen bevatten zowel exciterende (ongeveer 80%) en remmende (20%) neuronen. De eerstgenoemden activeren andere neuronen, terwijl de laatste ze blokkeren.

Hoofdzakelijk zijn de lagen samengesteld uit "typecellen" of "dichte cellen" en verbindingen daartussen. De lagen worden gedifferentieerd door de soorten zenuwcellen die overheersen, hun rangschikking en verbindingen.

Laag IV is kleiner en wordt gevonden in de primaire motorische cortex. Het is de belangrijkste receptor van sensorische informatie. Vervolgens verzendt het die informatie naar andere lagen zodat het wordt verwerkt en geïnterpreteerd.

Op deze manier ontvangt deze laag veel van de synaptische verbindingen van subcorticale structuren zoals de thalamus. Dit komt omdat de thalamus is verbonden met verschillende sensorische organen zoals het oor of de ogen.

Lagen II en III sturen projecties meestal naar andere delen van de neocortex. Terwijl de lagen V en VI meestal informatie buiten de cortex overbrengen, zoals de thalamus, hersenstam of het ruggenmerg.

Kolommen van de neocortex

In de neocortex worden ook verticale structuren met de naam kolommen onderscheiden. Het zijn zones met een diameter van ongeveer 0,5 millimeter en een diepte van 2 millimeter.

Blijkbaar is elke kolom geassocieerd met de zintuiglijke waarneming van elk deel van het lichaam. Hoewel er ook een paar zijn toegewijd om de geluiden of visuele elementen waar te nemen.

Bij de mens lijken er ongeveer 500 duizend kolommen te zijn, met 60 duizend neuronen in elk van hen.

Ze zijn echter moeilijk te definiëren en er is geen duidelijke consensus over hun anatomie, omvang of specifieke functies.

Functies van de neocortex

De belangrijkste functies van de neocortex zijn:

- Zintuiglijke waarneming: in de neocortex zijn er gebieden die de informatie verwerken en interpreteren die uit onze zintuigen komt.

- Genereer motoropdrachten: Dankzij deze hersenstructuur kunnen we reeksen van bewegingen maken die we niet eens opmerken. In dit gebied zijn bijvoorbeeld alle motorpatronen die nodig zijn om een ​​instrument te lopen, te schrijven of te spelen, gepland.

- Ruimtelijk redeneren: er zijn regio's van de neocortex die betrokken zijn bij het begrijpen van ruimte en handelen in relatie daarmee. Het dient ook om elementen te begeleiden en te situeren.

- taal: Dit is een uniek menselijk vermogen dat ons onderscheidt van de rest van de dieren. Er zijn delen van de neocortex die ons predisponeren om de klanken van de taal uit het klein te leren en ze te produceren. Evenals het associëren van bepaalde groepen geluiden of geschreven symbolen met een betekenis.

- De zogenaamde uitvoerende functies zoals redenering, besluitvorming, zelfbeheersing, concentratie, zelfreflectie, probleemoplossing, enz. Dat wil zeggen, het vermogen om te weten hoe je je op elk moment moet gedragen en het uitvoeren van een reeks gedragingen om een ​​doel te bereiken.

- Leren, geheugen en slaap: het is bewezen dat de neocortex ook essentieel is voor de opslag van kennis.

In feite lijken bepaalde delen van de neocortex de zetel te zijn van het semantisch geheugen, dat gerelateerd is aan algemene kennis over de wereld. Wat we bijvoorbeeld op school leren, zoals Parijs, is de hoofdstad van Frankrijk.

Hetzelfde gebeurt met het autobiografisch geheugen, dat wordt geassocieerd met belangrijke gebeurtenissen in ons persoonlijke leven.

Informatie over het instrumenttype wordt ook opgeslagen, dat wil zeggen dat er automatische gedragingen zijn zoals autorijden of fietsen.

Aan de andere kant activeren bepaalde neuronen van de neocortex ook tijdens de slaap. Het lijkt erop dat de neocortex interageert met de hippocampus terwijl we slapen, en helpt om te consolideren en op te lossen wat we hebben geleerd tijdens waakperioden.

Neocortex en evolutie

Om de neocortex te laten evolueren naar een grotere omvang, is het noodzakelijk dat de hersenen van de soort groter zijn zodat het deze kan ondersteunen.

De neocortex is ook aanwezig in andere primaten naast homo sapiens. Een grotere omvang van de neocortex in vergelijking met de rest van de hersenen is gerelateerd aan verschillende sociale variabelen zoals de grootte van de groep, evenals de complexiteit van sociale relaties (competitie, samenwerking, unie, enz.)..

De toename in de grootte van de neocortex heeft evolutionair een grotere remmende controle met zich meegebracht. Dit kan de transformatie van gedrag en een grotere sociale harmonie ten opzichte van onze voorouders verklaren.

Mensen hebben een grote neocortex in vergelijking met andere zoogdieren. Zo is er bijvoorbeeld een verhouding van 30: 1 van neocorticale grijze stof tot de grootte van het merg in de hersenstam van chimpansees. Bij mensen is die verhouding 60: 1.

Pathologieën of laesies in de neocortex

Omdat de neocortex een grote uitbreiding heeft bij de mens, is het gemakkelijk voor elke verworven laesie om deze structuur te betrekken. Zoals het kan gebeuren na een traumatisch hersenletsel, beroerte of tumoren.

Daarnaast is het belangrijk om te vermelden dat, afhankelijk van het gebied van de neocortex waar de schade optreedt, de symptomen zullen variëren. Het is mogelijk dat de patiënt problemen heeft met het gebruik van taal of objecten in de ruimte waarneemt. Of, integendeel, die lijden aan inhibitieproblemen en ongewenst gedrag vertonen.

De neocortex kan ook worden beïnvloed door neurodegeneratieve ziekten. Zoals bijvoorbeeld bij de ziekte van Alzheimer, is er een onderbreking in de overdracht van informatie van de sensorische neocortex naar de prefrontale neocortex..

Dit leidt tot symptomen zoals verminderde cognitieve vaardigheden, persoonlijkheidsveranderingen en dementie..

Als degeneratie de temporale kwab omvat, kan semantische dementie optreden. Dat wil zeggen, een geleidelijke degeneratie van het geheugen in verband met semantische feiten (dingen geleerd uit onze cultuur, wat we op school geleerd hebben, gegevens over het gebruik van taal, etc.)

referenties

1. Isocortex. (N.D.). Opgerolgen op 29 maart 2017 van IMAIOS: imaios.com.
2. Neocortex. (N.D.). Opgeroepen op 29 maart 2017, van Wikipedia: en.wikipedia.org.
3. Neocortex (hersenen). (N.D.). Opgeruimd op 29 maart 2017, van Science daily: sciencedaily.com.
4. Proisocortex. (N.D.). Opgeroepen op 29 maart 2017, via Braininfo: braininfo.rprc.washington.edu.
5. The Brain's Cerebral Cortex (Neocortex). (N.D.). Opgerolgen op 29 maart 2017, van MyBrainNotes: mybrainnotes.com.
6. DE EVOLUTIONAIRE LAGEN VAN DE MENSELIJKE HERSENEN. (N.D.). Opgerold op 29 maart 2017 vanuit het brein van boven naar beneden: thebrain.mcgill.ca.
7. Een gesprek tussen drie hersenregio's consolideert onze herinneringen tijdens de slaap. (N.D.). Opgeroepen op 29 maart 2017 uit Trends 21: tendencias21.net.
8. Wat is neocortex? (N.D.). Opgeroepen op 29 maart 2017, van BraInSitu: nibb.ac.jp.