NEOCORTEX: FUNCȚIE, STRUCTURĂ ȘI PATOLOGIE - GEOGRAFIA - 2025

Neocortex sau neocortex este o structură divizată în straturi subțiri care acoperă creierul mamiferelor, inclusiv a oamenilor. Principalele sale funcții sunt percepția senzorială, raționamentul spațial, limbajul, învățarea, memoria, printre altele.

În timp ce, în creierul maimuțelor și al oamenilor, această zonă are numeroase convoluții și înconjoară aproape întregul creier. Dimpotrivă, la mamiferele mai mici este mai puțin important, ocupând mai puțin spațiu. Astfel, la un creier de șoarece, neocortexul ocupă doar partea superioară a creierului. În plus, suprafața sa este bine și nu există niciun fel de răsuciri.

Diferența dintre neocortexul dintre oameni și alte specii este că grosimea acestuia este mult mai mare și are mai multe convoluții. Acest lucru pare să simbolizeze capacitatea de a aplica abilități cognitive mult mai complexe.

Se numește „neo”, ceea ce înseamnă „nou”, deoarece este partea evolutiv mai nouă a scoarței cerebrale. Cu toate acestea, poate fi numit și "isocortex" sau "neopalyo". Unii autori utilizează neocortexul și cortexul cerebral (sau cortexul) interschimbabil, deși acesta din urmă include, de asemenea, structuri subcorticale, cum ar fi hipocampul și cortexul perirrinal.

Neocortex la om

Citoarhitectura neocortexului vizual: la centrul numerotării straturilor unu (I) la șase (VI). Coloana stângă: corpuri de celule neuronale marcate de pata violetă de Nissl. Coloana din dreapta: neuroni glutamatergici marcați pentru MR-GEF în albastru. Sursa: Bithell A, Hsu T, Kandanearatchi A, Landau S, IP general, Tsuang MT și colab. prin Wikimedia Commons

La specia umană, neocortexul este cea mai mare parte a creierului și acoperă ambele emisfere cerebrale. Restul structurilor se numesc „allocortex”.

Neocortex îndeplinește o mare varietate de funcții. Prin urmare, atunci când apare un tip de vătămare în acest domeniu, pierderea anumitor abilități cognitive este frecventă.

În funcție de localizarea pagubei, capacitatea de a relaționa social în mod corespunzător, de a înțelege limbajul, mișcările de control … În plus, percepția vizuală și spațială, printre altele, poate fi modificată.

În trecut, ei au studiat funcțiile cognitive și localizarea lor în creier, prin observarea comportamentului pacienților răniți. Astfel, dacă un grup mare de pacienți care au deteriorat aceeași zonă a neocortexului au avut dificultăți în îndeplinirea acelorași sarcini, s-a stabilit o relație între localizarea creierului și abilități.

Datorită acestui fapt, se știe că neocortexul este format din mai multe domenii care au funcții diferite. Multe zone sunt prezente în diverse specii de mamifere. În timp ce altele, cum ar fi viziunea culorilor sau capacitatea de a vorbi, numai în anumite specii.

Structura neocortexului

Neocortexul și girul sau convoluțiile sale. Sursa: Hagmann P, Cammoun L, Gigandet X, Meuli R, Honey CJ, și colab. (2008). prin Wikimedia Commons

Neocortexul are grosimea de 2 până la 4 milimetri și are aproximativ 30 de miliarde de neuroni. La primate și oameni este plin de caneluri și creste (convoluții). Aceste pliuri au apărut în urma creșterii mari a dimensiunii lor.

Toți oamenii au un creier cu același model de convoluții și sulci, deși unele detalii pot varia ușor de la un individ la altul.

În plus, există tulburări neurodezvoltate în care aceste răsuciri nu se dezvoltă așa cum ar trebui, ceea ce duce la diverse modificări cognitive. De asemenea, ele pot fi pierdute cu boli degenerative precum Alzheimer.

La om, neocortexul reprezintă aproximativ 76% din volumul creierului. Această structură apare în stadiul embrionar al telencefalului dorsal. Încetul cu încetul se împarte în vestiții lobi: occipital, parietal, temporal și frontal.

Lobul frontal (portocaliu), lobul parietal (roz), lobul occipital (violet), lobul temporal (verde).

Acești lobi se disting prin funcțiile lor. Astfel, occiputul se evidențiază pentru cortexul vizual primar (pentru procesarea vederii). În timp ce este temporal, are cortexul auditiv primar (pentru sunete). Parietalul corespunde senzațiilor tactile, percepției propriului corp și abilităților visuospatiale.

La specia umană, lobul frontal are funcții foarte complexe și avansate în raport cu alte specii. Cum ar fi procesarea limbajului (zona lui Broca), comportamentul dezirabil social și controlul emoțional.

În neocortex există două tipuri de cortex conform arhitecturii corpurilor celulare: neocortexul în sine și proisocortexul. Acesta din urmă se găsește în unele părți ale creierului, precum gyrusul cingulat, insula, gyrusul hipocampal sau zona subcallosală.

Neocortexul este cel mai dezvoltat țesut cerebral, așa cum se poate observa în organizarea și numărul straturilor sale.

Este alcătuit din materie cenușie, adică corpuri de celule nervoase nemielinate. Acopera o zona mai profunda de substanta alba, adica axonii (extensii neuronale) umplute cu mielina.

Cu toate acestea, deși neocortexul îndeplinește cele mai complexe funcții ale creierului, cu greu se observă diferențe celulare comparativ cu alte părți ale creierului.

Deci, ce face neocortexul atât de specializat? Se pare că ceea ce îl diferențiază este capacitatea sa de a crea, modifica și controla un număr mare de conexiuni neuronale. Generează o structură atât de dinamică și flexibilă, care permite un schimb mare de informații între diferitele circuite neuronale.

Straturile neocortexului

Sistemul nervos și creierul

Neocortexul are o structură practic uniformă, motiv pentru care se mai numește „izocortex”. Este format din 6 straturi orizontale de celule nervoase numerotate I până la VI. Primul este cel mai nou, în timp ce al șaselea este cel mai vechi.

Ele sunt organizate după o perspectivă filogenetică, adică fiecare apare dintr-un moment diferit în evoluție. Astfel, pe măsură ce specia a avansat, s-au dezvoltat noi straturi.

Aceste straturi conțin atât neuroni excitatori (aproximativ 80%) cât și inhibitori (20%). Primii activează alți neuroni, în timp ce alții îi blochează.

Straturile sunt formate în principal din „celule tip” sau „celule dense” și conexiuni între ele. Straturile sunt diferențiate de tipurile predominante de celule nervoase, dispunerea și conexiunile acestora.

Stratul IV este mai mic și se găsește în cortexul motor primar. Este principalul receptor al informațiilor senzoriale. Ulterior, transmite informațiile către alte straturi, astfel încât să fie procesate și interpretate.

În acest fel, acest strat primește o mare parte din conexiunile sinaptice din structuri subcorticale, cum ar fi talamul. Acest lucru se datorează faptului că talamul este conectat cu diferite organe senzoriale, cum ar fi urechea sau ochii.

Straturile II și III trimit proiecții în principal la alte părți ale neocortexului. În timp ce straturile V și VI transmit de obicei informații în afara cortexului, cum ar fi talamul, trunchiul creierului sau măduva spinării.

Coloane ale neocortexului

Cortexul vizual al maimuței (Macaca rhesus). Reprezentarea unei coloane corticale. În stânga straturile neocortexului, cu cifre romane de la III la VI. Celulele piramidale a , b . Celule stelate cu spine c , d . Celule stelate ale axonului recurent e , f , g . Celulele piramidale ale axonului h recurent , i . Fibrele senzoriale aferente în roșu F . Desen al unui preparat colorat prin metoda Golgi. Sursa: Mavavf prin Wikimedia Commons

În neocortex există și structuri verticale numite coloane. Sunt zone cu diametrul de aproximativ 0,5 milimetri și adâncime de 2 milimetri.

Aparent, fiecare coloană este asociată cu percepția senzorială a fiecărei părți a corpului. Deși există și unele dedicate perceperii sunetelor sau elementelor vizuale.

La ființele umane par să existe aproximativ 500 de mii de coloane, fiecare având aproximativ 60 de mii de neuroni. Cu toate acestea, sunt dificil de definit și nu există un consens clar cu privire la anatomia, dimensiunea sau funcțiile lor specifice.

Funcții neocortex

RMN al creierului

Principalele funcții ale neocortexului sunt:

- Percepția senzorială: în neocortex există zone care prelucrează și interpretează informațiile care provin din simțurile noastre.

- Generați comenzi motorii: datorită acestei structuri cerebrale, putem realiza secvențe de mișcări de care nici măcar nu suntem conștienți. În această zonă, sunt planificate toate modelele motorii necesare pentru mersul, scrierea sau redarea unui instrument, de exemplu.

- Raționament spațial: există regiuni ale neocortexului implicate în înțelegerea spațiului și acționarea în raport cu acesta. De asemenea, servește pentru a ne ghida și a plasa elemente.

- Limba: aceasta este o capacitate umană unică care ne distinge de alte animale. Există zone ale neocortexului care ne predispun să învățăm sunetele limbii de la o vârstă fragedă și să le producem. De asemenea, asocierea anumitor grupuri de sunete sau simboluri scrise cu un sens.

- Așa-numitele funcții executive, cum ar fi raționamentul, luarea deciziilor, autocontrolul, concentrarea, auto-reflecția, rezolvarea problemelor etc. Adică abilitatea de a ști să ne comportăm în orice moment și de a efectua o serie de comportamente pentru a atinge un obiectiv.

- Învățare, memorie și somn: s-a dovedit că neocortexul este esențial și pentru stocarea cunoștințelor.

De fapt, anumite părți ale neocortexului par să fie sediul memoriei semantice, care este cea legată de cunoștințele generale despre lume. De exemplu, ceea ce învățăm la școală, cum ar fi faptul că Parisul este capitala Franței.

La fel se întâmplă și cu memoria autobiografică, care este cea asociată cu evenimente importante din viața noastră personală.

Informațiile instrumentale sunt de asemenea stocate, adică informații care implică comportamente automate, cum ar fi condusul sau mersul cu bicicleta.

Pe de altă parte, anumiți neuroni din neocortex sunt activați și în timpul somnului. Se pare că neocortexul dialogează cu hipocampul în timp ce dormim, contribuind la consolidarea și remedierea a ceea ce s-a învățat în perioadele de trezire.

Neocortex și evoluție

Pentru ca neocortexul să evolueze la o dimensiune mai mare, este necesar ca creierul speciei să fie de asemenea mai mare, pentru a-l putea susține.

Neocortexul este prezent și în alte primate în afară de Homo sapiens. O dimensiune mai mare a neocortexului comparativ cu restul creierului este legată de diferite variabile sociale, cum ar fi dimensiunea grupului, precum și de complexitatea relațiilor sociale (concurență, cooperare, uniune etc.).

Creșterea evolutivă a dimensiunii neocortexului a implicat un control inhibitor mai mare. Aceasta poate explica transformarea comportamentelor și o armonie socială mai mare în raport cu strămoșii noștri.

Oamenii au un neocortex mare în comparație cu alte mamifere. Astfel, de exemplu, există un raport 30: 1 dintre materia gri neocorticală și mărimea măduvei în tulpina creierului a cimpanzeilor. La oameni, acest raport este de 60: 1.

Patologii sau leziuni în neocortex

Deoarece neocortexul are o extensie mare la om, este ușor pentru orice vătămare dobândită să implice această structură. După cum se poate întâmpla în urma unei leziuni la cap, accident vascular cerebral sau tumori.

În plus, este important de menționat că, în funcție de zona neocortexului în care se produce deteriorarea, simptomele vor varia. Este posibil ca pacientul să aibă dificultăți în utilizarea limbajului, să perceapă obiecte în spațiu sau că suferă de probleme de inhibiție și să îndeplinească comportamente nedorite.

Neocortexul poate fi, de asemenea, afectat de boli neurodegenerative. Ca, de exemplu, în boala Alzheimer, există o întrerupere în transmiterea informațiilor de la neocortexul senzorial la neocortexul prefrontal.

Aceasta duce la simptome precum abilități cognitive afectate, schimbări de personalitate și demență.

Dacă degenerarea cuprinde lobul temporal, se poate dezvolta demența semantică. Adică o degenerare progresivă a memoriei asociate cu fapte semantice (lucruri învățate din cultura noastră, ceea ce ne învață la școală, date despre utilizarea limbajului etc.)

Referințe

1. Isocortex. (Sf). Preluat pe 29 martie 2017, de pe IMAIOS: imaios.com.
2. Neocortex. (Sf). Adus pe 29 martie 2017, de pe Wikipedia: en.wikipedia.org.
3. Neocortex (creier). (Sf). Preluat pe 29 martie 2017, de la cotidianul Science: sciencedaily.com.
4. Proisocortex. (Sf). Preluat pe 29 martie 2017, de la Braininfo: braininfo.rprc.washington.edu.
5. Cortexul cerebral (Neocortex). (Sf). Preluat pe 29 martie 2017, de pe MyBrainNotes: mybrainnotes.com.
6. CALELE EVOLUȚIONALE DIN CRABUL UMAN. (Sf). Adus pe 29 martie 2017, de la creier de sus în jos: thebrain.mcgill.ca.
7. O conversație între trei regiuni ale creierului ne consolidează amintirile în timpul somnului. (Sf). Preluat pe 29 martie 2017, din Tendințele 21: tendințe21.net.
8. Ce este neocortexul? (Sf). Preluat pe 29 martie 2017, de la BraInSitu: nibb.ac.jp.