NEOCORTEX: FUNKTION, STRUKTUR UND PATHOLOGIE - GEOGRAFÍA - 2025

Der Neocortex oder Neocortex ist eine in dünne Schichten unterteilte Struktur, die das Gehirn von Säugetieren, einschließlich Menschen, bedeckt. Seine Hauptfunktionen sind unter anderem sensorische Wahrnehmung, räumliches Denken, Sprache, Lernen, Gedächtnis.

Während im Bereich von Affen und Menschen dieser Bereich zahlreiche Windungen aufweist und fast das gesamte Gehirn umgibt. Im Gegenteil, bei kleineren Säugetieren ist es weniger wichtig, weniger Platz einzunehmen. Somit nimmt in einem Maushirn der Neokortex nur den oberen Teil des Gehirns ein. Außerdem ist seine Oberfläche fein und es gibt kaum Verdrehungen.

Der Unterschied im Neokortex zwischen Menschen und anderen Arten besteht darin, dass seine Dicke viel größer ist und mehr Windungen aufweist. Dies scheint die Fähigkeit zu symbolisieren, viel komplexere kognitive Fähigkeiten anzuwenden.

Es heißt "neo", was "neu" bedeutet, weil es der evolutionär neuere Teil der Großhirnrinde ist. Es kann jedoch auch als "Isocortex" oder "Neopalyo" bezeichnet werden. Einige Autoren verwenden den Neokortex und die Großhirnrinde (oder den Kortex) austauschbar, obwohl letzterer auch subkortikale Strukturen wie den Hippocampus und den perirrinalen Kortex umfasst.

Neocortex beim Menschen

Cytoarchitektur des visuellen Neokortex: in der Mitte Nummerierung der Schichten eins (I) bis sechs (VI). Linke Spalte: Neuronenzellkörper, markiert durch violette Nissl-Färbung. Rechte Spalte: Glutamaterge Neuronen, die für MR-GEF blau markiert sind. Quelle: Bithell A., Hsu T., Kandanearatchi A., Landau S., Everall IP, Tsuang MT, et al. über Wikimedia Commons

Bei der menschlichen Spezies ist der Neokortex der größte Teil des Gehirns und bedeckt beide Gehirnhälften. Der Rest der Strukturen wird "Allocortex" genannt.

Der Neokortex erfüllt eine Vielzahl von Funktionen. Wenn in diesem Bereich irgendeine Art von Verletzung auftritt, kommt es daher häufig zum Verlust bestimmter kognitiver Fähigkeiten.

Abhängig vom Ort des Schadens kann die Fähigkeit, sich sozial angemessen zu verhalten, Sprache zu verstehen, Bewegungen zu steuern … Darüber hinaus kann unter anderem die visuelle und räumliche Wahrnehmung verändert werden.

In früheren Zeiten untersuchten sie kognitive Funktionen und ihre Position im Gehirn, indem sie das Verhalten verletzter Patienten beobachteten. Wenn also eine große Gruppe von Patienten, bei denen derselbe Bereich des Neokortex beschädigt war, Schwierigkeiten hatte, dieselben Aufgaben auszuführen, wurde eine Beziehung zwischen der Position des Gehirns und den Fähigkeiten hergestellt.

Dank dessen ist bekannt, dass der Neokortex aus mehreren Bereichen besteht, die unterschiedliche Funktionen haben. Viele Gebiete kommen in verschiedenen Säugetierarten vor. Während andere, wie Farbsehen oder die Fähigkeit zu sprechen, nur bei bestimmten Arten.

Struktur des Neokortex

Neocortex und seine Gyri oder Windungen. Quelle: Hagmann P., Cammoun L., Gigandet X., Meuli R., Honey CJ, et al. (2008). über Wikimedia Commons

Der Neokortex ist 2 bis 4 Millimeter dick und hat etwa 30 Milliarden Neuronen. Bei Primaten und Menschen ist es voller Rillen und Grate (Windungen). Diese Falten entstanden aus der starken Zunahme ihrer Größe.

Alle Menschen haben ein Gehirn mit dem gleichen Muster von Windungen und Sulci, obwohl einige Details von Individuum zu Individuum leicht variieren können.

Darüber hinaus gibt es neurologische Entwicklungsstörungen, bei denen sich diese Wendungen nicht so entwickeln, wie sie sollten, was zu verschiedenen kognitiven Veränderungen führt. Ebenso können sie bei degenerativen Erkrankungen wie Alzheimer verloren gehen.

Beim Menschen macht der Neokortex etwa 76% des Gehirnvolumens aus. Diese Struktur entsteht im embryonalen Stadium des dorsalen Telencephalons. Nach und nach wird es in die berühmten Lappen unterteilt: das Occipital, das Parietal, das Temporal und das Frontal.

Frontallappen (orange), Parietallappen (pink), Occipitallappen (lila), Temporallappen (grün).

Diese Lappen zeichnen sich durch ihre Funktionen aus. Somit zeichnet sich der Hinterkopf durch den primären visuellen Kortex aus (um das Sehen zu verarbeiten). Während des Temporalen hat es den primären auditorischen Kortex (für Töne). Das Parietal entspricht taktilen Empfindungen, der Wahrnehmung des eigenen Körpers und den visuellen Fähigkeiten.

Bei der menschlichen Spezies hat der Frontallappen im Vergleich zu anderen Spezies sehr komplexe und fortgeschrittene Funktionen. Wie Sprachverarbeitung (Brocas Gebiet), sozial wünschenswertes Verhalten und emotionale Kontrolle.

Entsprechend der Architektur der Zellkörper gibt es im Neokortex zwei Arten von Kortex: den Neokortex selbst und den Proisokortex. Letzteres findet sich in einigen Teilen des Gehirns wie dem cingulösen Gyrus, der Insula, dem Hippocampusgyrus oder dem subkallosalen Bereich.

Der Neokortex ist das am weitesten entwickelte Gehirngewebe, was sich in seiner Organisation und Anzahl der Schichten zeigt.

Es besteht aus grauer Substanz, dh nichtmyelinisierten Nervenzellkörpern. Es deckt einen tieferen Bereich der weißen Substanz ab, dh Axone (neuronale Verlängerungen), die mit Myelin gefüllt sind.

Obwohl der Neokortex die komplexesten Gehirnfunktionen ausführt, werden im Vergleich zu anderen Teilen des Gehirns kaum zelluläre Unterschiede beobachtet.

Was macht den Neokortex so spezialisiert? Es scheint, dass ihn seine Fähigkeit unterscheidet, eine große Anzahl neuronaler Verbindungen herzustellen, zu modifizieren und zu steuern. Es erzeugt eine solch dynamische und flexible Struktur, die einen großen Informationsaustausch zwischen den verschiedenen neuronalen Schaltkreisen ermöglicht.

Schichten des Neokortex

Nervensystem und Gehirn

Der Neokortex hat eine praktisch einheitliche Struktur, weshalb er auch als „Isokortex“ bezeichnet wird. Es besteht aus 6 horizontalen Schichten von Nervenzellen mit den Nummern I bis VI. Der erste ist der neueste, während der sechste der älteste ist.

Sie sind nach einer phylogenetischen Perspektive organisiert, dh jede entsteht aus einem anderen Moment in der Evolution. Mit dem Fortschreiten der Art haben sich neue Schichten entwickelt.

Diese Schichten enthalten sowohl exzitatorische (ungefähr 80%) als auch inhibitorische (20%) Neuronen. Die ersteren aktivieren andere Neuronen, während die letzteren sie blockieren.

Die Schichten bestehen hauptsächlich aus "Typzellen" oder "dichten Zellen" und Verbindungen zwischen ihnen. Die Schichten unterscheiden sich durch die vorherrschenden Arten von Nervenzellen, ihre Anordnung und Verbindungen.

Die Schicht IV ist kleiner und befindet sich im primären motorischen Kortex. Es ist der Hauptrezeptor für sensorische Informationen. Später überträgt es diese Informationen an andere Ebenen, damit sie verarbeitet und interpretiert werden.

Auf diese Weise erhält diese Schicht einen großen Teil der synaptischen Verbindungen von subkortikalen Strukturen wie dem Thalamus. Dies liegt daran, dass der Thalamus mit verschiedenen Sinnesorganen wie dem Ohr oder den Augen verbunden ist.

Die Schichten II und III senden Projektionen hauptsächlich an andere Teile des Neokortex. Während die Schichten V und VI normalerweise Informationen außerhalb des Kortex übertragen, wie z. B. Thalamus, Hirnstamm oder Rückenmark.

Spalten des Neokortex

Visuelle Kortikalis des Affen (Macaca rhesus). Darstellung einer kortikalen Säule. Links die Schichten des Neokortex in römischen Ziffern von III bis VI. Pyramidenzellen a , b . Stellate Zellen mit Stacheln c , d . Stellate Zellen des wiederkehrenden Axons e , f , g . Pyramidalen Zellen von rezidivierendem Axon h , i . Sensorische afferente Fasern in rot F . Zeichnung eines nach der Golgi-Methode gefärbten Präparats. Quelle: Mavavf über Wikimedia Commons

Im Neokortex gibt es auch vertikale Strukturen, die als Säulen bezeichnet werden. Sie sind Bereiche mit einem Durchmesser von ungefähr 0,5 Millimetern und einer Tiefe von 2 Millimetern.

Anscheinend ist jede Säule mit der sensorischen Wahrnehmung jedes Körperteils verbunden. Es gibt zwar auch einige, die sich der Wahrnehmung von Geräuschen oder visuellen Elementen widmen.

Beim Menschen scheint es ungefähr 500.000 Säulen zu geben, von denen jede ungefähr 60.000 Neuronen hat. Sie sind jedoch schwer zu definieren und es gibt keinen klaren Konsens über ihre spezifische Anatomie, Größe oder Funktion.

Neocortex-Funktionen

MRT des Gehirns

Die Hauptfunktionen des Neokortex sind:

- Sinneswahrnehmung: Im Neokortex gibt es Bereiche, die die Informationen verarbeiten und interpretieren, die von unseren Sinnen stammen.

- Motorische Befehle generieren: Dank dieser Gehirnstruktur können wir Bewegungsabläufe ausführen, die uns nicht einmal bewusst sind. In diesem Bereich sind beispielsweise alle motorischen Muster geplant, die zum Gehen, Schreiben oder Spielen eines Instruments erforderlich sind.

- Räumliches Denken: Es gibt Regionen des Neokortex, die daran beteiligt sind, den Raum zu verstehen und in Bezug darauf zu handeln. Es dient auch dazu, uns zu führen und Elemente zu platzieren.

- Sprache: Dies ist eine einzigartige menschliche Fähigkeit, die uns von anderen Tieren unterscheidet. Es gibt Bereiche des Neokortex, die uns dazu veranlassen, die Klänge der Sprache schon in jungen Jahren zu lernen und zu produzieren. Sowie das Verknüpfen bestimmter Gruppen von Lauten oder geschriebenen Symbolen mit einer Bedeutung.

- Die sogenannten exekutiven Funktionen wie Argumentation, Entscheidungsfindung, Selbstkontrolle, Konzentration, Selbstreflexion, Problemlösung usw. Das heißt, die Fähigkeit, jederzeit zu wissen, wie man sich verhält, und eine Reihe von Verhaltensweisen auszuführen, um ein Ziel zu erreichen.

- Lernen, Gedächtnis und Schlaf: Es ist erwiesen, dass der Neokortex auch für die Speicherung von Wissen unerlässlich ist.

Tatsächlich scheinen bestimmte Teile des Neokortex der Sitz des semantischen Gedächtnisses zu sein, das sich auf das allgemeine Wissen über die Welt bezieht. Zum Beispiel, was wir in der Schule lernen, wie zum Beispiel, dass Paris die Hauptstadt von Frankreich ist.

Das gleiche passiert mit dem autobiografischen Gedächtnis, das mit wichtigen Ereignissen in unserem persönlichen Leben verbunden ist.

Es werden auch instrumentelle Informationen gespeichert, dh Informationen, die automatische Verhaltensweisen wie Fahren oder Fahrradfahren beinhalten.

Andererseits werden bestimmte Neuronen im Neokortex auch im Schlaf aktiviert. Es scheint, dass der Neocortex im Schlaf mit dem Hippocampus in Dialog tritt und dabei hilft, das zu konsolidieren und zu reparieren, was während der Wachphasen gelernt wurde.

Neocortex und Evolution

Damit sich der Neokortex zu einer größeren Größe entwickeln kann, muss auch das Gehirn der Spezies größer sein, damit es es unterstützen kann.

Der Neocortex ist neben Homo sapiens auch in anderen Primaten vorhanden. Eine größere Größe des Neokortex im Vergleich zum Rest des Gehirns hängt mit verschiedenen sozialen Variablen wie der Gruppengröße sowie der Komplexität sozialer Beziehungen (Wettbewerb, Kooperation, Gewerkschaft usw.) zusammen.

Die evolutionäre Vergrößerung des Neokortex hat eine stärkere inhibitorische Kontrolle impliziert. Dies könnte die Veränderung von Verhaltensweisen und eine größere soziale Harmonie in Bezug auf unsere Vorfahren erklären.

Menschen haben im Vergleich zu anderen Säugetieren einen großen Neokortex. So gibt es zum Beispiel ein 30: 1-Verhältnis von neokortikaler grauer Substanz zu Markgröße im Hirnstamm von Schimpansen. Beim Menschen beträgt dieses Verhältnis 60: 1.

Pathologien oder Läsionen im Neokortex

Da der Neokortex beim Menschen eine große Ausdehnung aufweist, ist es für jede erworbene Verletzung leicht, diese Struktur einzubeziehen. Wie es nach einer Kopfverletzung, Schlaganfall oder Tumoren passieren kann.

Darüber hinaus ist es wichtig zu erwähnen, dass die Symptome je nach dem Bereich des Neokortex, in dem der Schaden auftritt, variieren. Es ist möglich, dass der Patient Schwierigkeiten beim Gebrauch der Sprache hat, Objekte im Raum wahrnimmt oder unter Hemmungsproblemen leidet und unerwünschte Verhaltensweisen ausführt.

Der Neokortex kann auch von neurodegenerativen Erkrankungen betroffen sein. Wie zum Beispiel bei der Alzheimer-Krankheit kommt es zu einer Störung der Informationsübertragung vom sensorischen Neokortex zum präfrontalen Neokortex.

Dies führt zu Symptomen wie beeinträchtigten kognitiven Fähigkeiten, Persönlichkeitsveränderungen und Demenz.

Wenn die Degeneration den Temporallappen umfasst, kann sich eine semantische Demenz entwickeln. Das heißt, eine fortschreitende Degeneration des Gedächtnisses in Verbindung mit semantischen Fakten (Dinge, die aus unserer Kultur gelernt wurden, was uns in der Schule beigebracht wird, Daten über den Sprachgebrauch usw.)

Verweise

1. Isocortex. (sf). Abgerufen am 29. März 2017 von IMAIOS: imaios.com.
2. Neocortex. (sf). Abgerufen am 29. März 2017 von Wikipedia: en.wikipedia.org.
3. Neocortex (Gehirn). (sf). Abgerufen am 29. März 2017 von der Wissenschaftszeitung sciencedaily.com.
4. Proisocortex. (sf). Abgerufen am 29. März 2017 von Braininfo: braininfo.rprc.washington.edu.
5. Die Hirnrinde des Gehirns (Neocortex). (sf). Abgerufen am 29. März 2017 von MyBrainNotes: mybrainnotes.com.
6. DIE EVOLUTIONÄREN SCHICHTEN DES MENSCHLICHEN GEHIRNS. (sf). Abgerufen am 29. März 2017 von Das Gehirn von oben nach unten: thebrain.mcgill.ca.
7. Ein Gespräch zwischen drei Gehirnregionen festigt unsere Erinnerungen im Schlaf. (sf). Abgerufen am 29. März 2017 von Trends 21: Trends21.net.
8. Was ist Neokortex? (sf). Abgerufen am 29. März 2017 von BraInSitu: nibb.ac.jp.