Neokortex Struktur, Funktionen und Pathologien

Die Neokortex oder Neocorteza ist eine Struktur, die in dünne Schichten unterteilt ist, die das Gehirn von Säugetieren bedecken. Dieser Unterschied zwischen den Gehirnen von Säugetieren und denen anderer Tiere, da sie bei Vögeln oder Reptilien nicht vorhanden ist. Darüber hinaus weist es deutliche Unterschiede zwischen den verschiedenen Säugetierarten auf.

Zum Beispiel, wenn wir das Gehirn einer Maus, eines Affen und eines Menschen vergleichen; Man kann beobachten, dass die Größe und die Windungen sehr unterschiedlich sind.

So nimmt der Neokortex im Gehirn einer Maus nur den oberen Teil dieses Organs ein. Außerdem ist seine Oberfläche dünn und hat kaum Kurven. In den Gehirnen von Affen und Menschen hat dieses Gebiet zahlreiche Windungen und umgibt fast das gesamte Gehirn.

Delfine sind Säugetiere, die mehr neokortikale Neuronen haben. Obwohl der Unterschied zwischen Menschen und anderen Spezies besteht, ist die Dicke des Neokortex viel größer und es hat sogar noch mehr Windungen. Dies scheint die Fähigkeit zu symbolisieren, viel komplexere kognitive Fähigkeiten zu implementieren.

Es heißt "neo", was "neu" bedeutet, weil es der evolutionär neue Teil der Großhirnrinde ist.

Es kann jedoch auch "Isocórtex" oder "Neopalio" genannt werden. Einige Autoren verwenden den Neokortex und den Hirnrinde (oder Kortex) undeutlich, obwohl dieser auch subkortikale Strukturen wie den Hippocampus und den perirhinalen Kortex umfasst.

In der menschlichen Spezies ist der Neokortex der größte Teil des Gehirns und deckt die beiden Gehirnhälften ab. Der Rest der Strukturen wird "allocorteza" genannt.

Der Neokortex ist für eine Vielzahl von Funktionen verantwortlich. Wenn daher in diesem Bereich eine Art von Verletzung auftritt, ist der Verlust bestimmter kognitiver Fähigkeiten üblich.

Je nach Schadensort kann die Fähigkeit, sich sozial angemessen zu verhalten, die Sprache zu verstehen, Bewegungen zu kontrollieren ... sich verschlechtern und unter anderem die visuelle und räumliche Wahrnehmung verändern.

In vergangenen Zeiten untersuchten sie kognitive Funktionen und deren Lage im Gehirn, indem sie das Verhalten von Patienten mit Verletzungen beobachteten.

Wenn also eine große Gruppe von Patienten, die den gleichen Bereich des Neokortex geschädigt hatten, Schwierigkeiten hatte, die gleichen Aufgaben zu erfüllen, wurde eine Beziehung zwischen Gehirnlokalisierung und Fähigkeiten hergestellt.

Aufgrund dessen ist bekannt, dass der Neokortex aus mehreren Bereichen besteht, die unterschiedliche Funktionen haben. Viele Bereiche sind in mehreren Arten von Säugetieren vorhanden. Während andere, wie die Vision von Farbe oder die Fähigkeit zu sprechen, nur in wenigen spezifischen Arten.

Theorie des dreieinigen Gehirns

Das Konzept des Neokortex wurde auch mit Paul MacLeans berühmter Theorie des dreieinigen Gehirns aus den 1950er Jahren erweitert.

Dieses Modell versuchte die Struktur des menschlichen Gehirns zu erklären, die mit der evolutionären Geschichte der Spezies zusammenhängt. Auf diese Weise verteidigte MacLean die Existenz von drei Arten von Gehirn: dem Reptilienhirn, dem Limbischen und dem Neokortex.

Die erste ist die älteste und reguliert die grundlegendsten Vitalfunktionen des Körpers wie Temperatur, Herzfrequenz oder Gleichgewicht. Beim Menschen umfasst es den Hirnstamm und das Kleinhirn.

Das Limbische ist mit Säugetieren assoziiert und ist mit Gedächtnis und Emotionen verbunden. Beim Menschen gehören dazu Strukturen wie der Hippocampus, die Amygdala und der Hypothalamus.

Während der Neokortex, begann sich in Primaten zu entwickeln und erreichte seine maximale Entwicklung in der menschlichen Spezies.

Es umfasst die beiden Gehirnhälften, denen wir das Auftreten von Sprache, abstraktem Denken, Imagination, Selbstkontrolle usw. verdanken. Das sind übergeordnete kognitive Funktionen.

Diese Struktur ist flexibel und hat praktisch endlose Lern- und Anpassungsfähigkeiten.

Diese drei Bereiche des Gehirns agieren nicht unabhängig voneinander, sondern arbeiten zusammen, um Ziele zu erreichen. Es wurden unzählige Verbindungen zwischen ihnen beobachtet, die sich gegenseitig beeinflussen.

Zum Beispiel gibt es wichtige Verbindungen zwischen dem limbischen System und dem Neokortex. Durch die Wirkung des Neokortex sind wir in der Lage, unsere Emotionen zu kontrollieren und sie an jeden Kontext anzupassen.

Struktur des Neokortex

Der Neokortex misst zwischen 2 und 4 Millimeter und hat etwa 30000 Millionen Neuronen. In Primaten und Menschen ist es voller Furchen und Grate (Faltungen). Diese Falten entstanden wegen der großen Zunahme ihrer Größe.

Alle Menschen haben ein Gehirn mit dem gleichen Muster von Faltungen und Rillen, obwohl einige Details von einem Individuum zum anderen variieren können.

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

Beim Menschen macht der Neokortex etwa 76% des Volumens des Gehirns aus. Diese Struktur entsteht im embryonalen Stadium des dorsalen Telenzephalons. Nach und nach wird es in die berühmten Lappen unterteilt: das Okzipital, das Parietale, das Temporale und das Frontale.

Diese Lappen unterscheiden sich durch ihre Funktionen. Das Okziput steht somit für den primären visuellen Kortex (um das Sehen zu verarbeiten). Während der zeitlichen hat es den primären auditorischen Kortex (für Töne). Das Parietal entspricht taktilen Empfindungen, Wahrnehmung des eigenen Körpers und visuell-räumlichen Fähigkeiten.

In der menschlichen Spezies hat der Frontallappen sehr komplexe und fortgeschrittene Funktionen in Bezug auf andere Arten. Wie Sprachverarbeitung (Broca-Bereich), sozial wünschenswertes Verhalten und emotionale Kontrolle.

Es gibt zwei Arten von Kruste im Neocortex als die Architektur des Zellkörpers: der Neocortex selbst und proisocórtex. Letzteres wird in Teilen des Gehirns, wie zum Beispiel des cingulären Gyrus, insula, Gyrus parahippocampalis oder subcallosa Bereich.

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

Es besteht aus grauer Substanz, das heißt, die Körper von Nervenzellen sind nicht myelinisiert. Es umfasst einen tieferen Bereich der weißen Substanz, dh Axone (neuronale Erweiterungen), die mit Myelin gefüllt sind.

Obwohl der Neokortex komplexere Hirnfunktionen ausführt, gibt es im Vergleich zu anderen Teilen des Gehirns kaum zelluläre Unterschiede.

Also, was macht den Neocortex so spezialisiert? Was ihn offensichtlich auszeichnet, ist seine Fähigkeit, eine große Anzahl neuronaler Verbindungen zu erzeugen, zu modifizieren und zu kontrollieren. Sie erzeugt eine Struktur, die so dynamisch und flexibel ist, dass sie einen großen Informationsaustausch zwischen den verschiedenen neuronalen Schaltkreisen ermöglicht.

Schichten des Neokortex

Der Neokortex hat eine praktisch einheitliche Struktur, weshalb er auch "Isocórtex" genannt wird. Es besteht aus 6 horizontalen Schichten von Nervenzellen von I bis VI nummeriert. Der erste ist der neueste, während der sechste der älteste ist.

Sie sind nach einer phylogenetischen Perspektive organisiert, das heißt, jeder entsteht aus einem anderen Moment der Evolution. Als die Spezies fortgeschritten ist, wurden neue Schichten entwickelt.

Diese Schichten enthalten Neuronen, die sowohl erregend (ungefähr 80%) als auch inhibitorisch (20%) sind. Erstere aktivieren andere Neuronen, während letztere sie blockieren.

Hauptsächlich bestehen die Schichten aus "Typzellen" oder "dichten Zellen" und Verbindungen zwischen ihnen. Die Schichten unterscheiden sich durch die Art der vorherrschenden Nervenzellen, ihre Anordnung und ihre Verbindungen.

Schicht IV ist kleiner und befindet sich im primären motorischen Kortex. Es ist der Hauptrezeptor für sensorische Information. Anschließend überträgt es diese Informationen an andere Schichten, so dass sie verarbeitet und interpretiert werden.

Somit empfängt diese Schicht viel von synaptischen Verbindungen subkortikalen Strukturen wie der 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 meist zu anderen Teilen des Neokortex. Während V und VI Schichten typischerweise Informationen aus der Rinde, wie Thalamus, Hirnstamm oder das Rückenmark übertragen.

Spalten des Neokortex

Im Neokortex werden auch vertikale Strukturen unterschieden, die Säulen genannt werden. Sie sind Zonen von etwa 0,5 Millimeter Durchmesser und einer Tiefe von 2 Millimetern.

Anscheinend ist jede Säule mit der Sinneswahrnehmung jedes Körperteils verbunden. Es gibt jedoch auch einige, die sich den Klängen oder visuellen Elementen widmen.

Bei Menschen scheint es etwa 500 Tausend Spalten zu geben, mit jeweils 60 Tausend Neuronen.

Sie sind jedoch schwer zu definieren und es besteht kein eindeutiger Konsens über ihre Anatomie, Größe oder spezifische Funktionen.

Funktionen des Neokortex

Die Hauptfunktionen des Neokortex sind:

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

- Generiere Motorbefehle: Dank dieser Gehirnstruktur können wir Bewegungsabläufe machen, die wir gar nicht bemerken. In diesem Bereich sind beispielsweise alle motorischen Muster geplant, die zum Gehen, Schreiben oder Spielen eines Instruments notwendig sind.

- Räumliches Denken: Es gibt Regionen des Neokortex, die den Raum verstehen und in Beziehung zu ihm stehen. Es dient auch dazu, Elemente zu orientieren und zu situieren.

- Sprache: Dies ist eine einzigartige menschliche Fähigkeit, die uns vom Rest der Tiere unterscheidet. Es gibt Bereiche des Neokortex, die uns dazu prädisponieren, die Klänge der Sprache aus kleinen zu lernen und sie zu produzieren. Sowie bestimmte Gruppen von Tönen oder geschriebenen Symbolen mit einer Bedeutung assoziieren.

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

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

Tatsächlich scheinen bestimmte Teile des Neokortex der Sitz des semantischen Gedächtnisses zu sein, das mit allgemeinem Wissen über die Welt verbunden ist. Zum Beispiel, was wir in der Schule lernen, wie Paris ist die Hauptstadt von Frankreich.

Das gleiche gilt für das autobiografische Gedächtnis, das mit wichtigen Ereignissen in unserem persönlichen Leben verbunden ist.

Es werden auch Informationen über das Instrument gespeichert, das heißt automatisches Verhalten wie Fahren oder Fahrrad fahren.

Auf der anderen Seite aktivieren bestimmte Neuronen des Neocortex auch während des Schlafes. Es scheint, dass der Neokortex während des Schlafes mit dem Hippocampus interagiert und dabei hilft, das, was wir während der Wachphasen gelernt haben, zu festigen und zu reparieren.

Neokortex und Evolution

Damit sich der Neokortex zu einer größeren Größe entwickelt, ist es notwendig, dass das Gehirn der Spezies größer ist, um es zu unterstützen.

Der Neokortex ist auch in anderen Primaten neben dem Homo sapiens vorhanden. Eine größere Größe des Neokortex in Bezug auf den Rest des Gehirns hängt mit verschiedenen sozialen Variablen wie der Größe der Gruppe sowie der Komplexität der sozialen Beziehungen (Wettbewerb, Kooperation, Vereinigung usw.) zusammen.

Die Vergrößerung des Neokortex hat evolutionär eine stärkere Hemmungskontrolle impliziert. Dies könnte die Transformation von Verhaltensweisen und größere soziale Harmonie in Bezug auf unsere Vorfahren erklären.

Menschen haben einen großen Neokortex im Vergleich zu anderen Säugetieren. So besteht beispielsweise ein Verhältnis von 30: 1 der neokortikalen grauen Substanz zur Größe des Knochenmarks im Hirnstamm der Schimpansen. Beim Menschen ist das Verhältnis 60: 1.

Pathologien oder Läsionen im Neokortex

Da der Neokortex beim Menschen eine große Ausdehnung aufweist, ist es für jede erworbene Läsion leicht, diese Struktur zu involvieren. Wie kann nach einer traumatischen Hirnverletzung, Schlaganfall oder Tumoren passieren.

Darüber hinaus ist es wichtig zu erwähnen, dass je nach dem Bereich des Neokortex, in dem der Schaden auftritt, die Symptome variieren. Es ist möglich, dass der Patient Schwierigkeiten hat, Sprache zu benutzen oder Objekte im Raum wahrzunehmen. Oder, im Gegenteil, die leiden an Problemen der Hemmung und führen unerwünschte Verhaltensweisen aus.

Der Neocortex kann auch von neurodegenerativen Erkrankungen betroffen sein. Bei der Alzheimer-Krankheit kommt es beispielsweise zu einer Unterbrechung der Informationsübertragung vom sensorischen Neokortex zum präfrontalen Neokortex.

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

Wenn die Degeneration den Temporallappen umfasst, kann eine semantische Demenz auftreten. Das heißt, eine fortschreitende Degeneration des Gedächtnisses verbunden mit semantischen Fakten (Dinge gelernt aus unserer Kultur, was wir in der Schule gelernt werden, Daten über den Gebrauch von Sprache, etc.)

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