NEOCORTEX: FUNCTIE, STRUCTUUR EN PATHOLOGIE - GEOGRAFÍA - 2026

De neocortex of neocortex is een structuur verdeeld in dunne lagen die de hersenen van zoogdieren, inclusief mensen, bedekt. De belangrijkste functies zijn onder meer zintuiglijke waarneming, ruimtelijk redeneren, taal, leren, geheugen.

Terwijl dit gebied in de hersenen van apen en mensen talrijke windingen heeft en bijna de hele hersenen omgeeft. Integendeel, bij kleinere zoogdieren is het minder belangrijk, omdat het minder ruimte inneemt. In muizenhersenen bezet de neocortex dus alleen het bovenste deel van de hersenen. Bovendien is het oppervlak prima en zijn er nauwelijks wendingen.

Het verschil in de neocortex tussen mensen en andere soorten is dat de dikte veel groter is en meer windingen heeft. Dit lijkt het vermogen te symboliseren om veel complexere cognitieve vaardigheden toe te passen.

Het wordt 'neo' genoemd, wat 'nieuw' betekent, omdat het het evolutionair nieuwere deel van de hersenschors is. Het kan echter ook "isocortex" of "neopalyo" worden genoemd. Sommige auteurs gebruiken de neocortex en de hersenschors (of cortex) door elkaar, hoewel de laatste ook subcorticale structuren omvat, zoals de hippocampus en de perirrinale cortex.

Neocortex bij mensen

Cytoarchitectuur van de visuele neocortex: in het midden nummering van lagen één (I) tot zes (VI). Linkerkolom: neuroncellichamen gemarkeerd door violette Nissl-kleuring. Rechter kolom: glutamaterge neuronen gemarkeerd voor MR-GEF in blauw. Bron: Bithell A, Hsu T, Kandanearatchi A, Landau S, Everall IP, Tsuang MT, et al. via Wikimedia Commons

Bij de menselijke soort is de neocortex het grootste deel van de hersenen en beslaat beide hersenhelften. De rest van de structuren worden "allocortex" genoemd.

De neocortex vervult een breed scala aan functies. Daarom komt het verlies van bepaalde cognitieve vaardigheden vaak voor wanneer zich in dit gebied een soort letsel voordoet.

Afhankelijk van de locatie van de schade, het vermogen om adequaat sociaal te relateren, taal te begrijpen, bewegingen te beheersen … Daarnaast kan onder meer de visuele en ruimtelijke waarneming veranderen.

In het verleden bestudeerden ze cognitieve functies en hun locatie in de hersenen door het gedrag van gewonde patiënten te observeren. Dus als een grote groep patiënten bij wie hetzelfde gebied van de neocortex beschadigd was, moeite had om dezelfde taken uit te voeren, werd er een verband gelegd tussen de locatie van de hersenen en de mogelijkheden.

Hierdoor is bekend dat de neocortex bestaat uit verschillende gebieden met verschillende functies. Veel gebieden zijn aanwezig in verschillende soorten zoogdieren. Terwijl andere, zoals kleurenzicht of het vermogen om te spreken, alleen bij specifieke soorten.

Structuur van de neocortex

Neocortex en zijn gyri of windingen. Bron: Hagmann P, Cammoun L, Gigandet X, Meuli R, Honey CJ, et al. (2008). via Wikimedia Commons

De neocortex is 2 tot 4 millimeter dik en heeft ongeveer 30 miljard neuronen. Bij primaten en mensen zit het vol groeven en richels (windingen). Deze plooien zijn ontstaan ​​door de grote toename in grootte.

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

Bovendien zijn er neurologische ontwikkelingsstoornissen waarbij deze wendingen zich niet ontwikkelen zoals ze zouden moeten, wat leidt tot verschillende cognitieve veranderingen. Evenzo kunnen ze verloren gaan bij degeneratieve ziekten zoals de ziekte van Alzheimer.

Bij mensen maakt de neocortex ongeveer 76% uit van het hersenvolume. Deze structuur ontstaat in het embryonale stadium van het dorsale telencephalon. Beetje bij beetje wordt het verdeeld in de beroemde lobben: de occipitale, de pariëtale, temporale en frontale.

Frontale kwab (oranje), pariëtale kwab (roze), occipitale kwab (paars), temporale kwab (groen).

Deze lobben onderscheiden zich door hun functies. De achterhoofdsknobbel valt dus op door de primaire visuele cortex (om het gezichtsvermogen te verwerken). Hoewel het tijdelijk is, heeft het de primaire auditieve cortex (voor geluiden). Het pariëtale komt overeen met tactiele sensaties, perceptie van het eigen lichaam en visuospatiale vermogens.

Bij de menselijke soort heeft de frontale kwab zeer complexe en geavanceerde functies in relatie tot andere soorten. Zoals 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 proisocortex. Dit laatste wordt aangetroffen in sommige delen van de hersenen, zoals de cingulaire gyrus, de insula, de hippocampale gyrus of het subcallosale gebied.

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

Het bestaat uit grijze materie, dat wil zeggen niet-gemyeliniseerde zenuwcellichamen. Het beslaat een dieper gebied van witte stof, dat wil zeggen axonen (neuronale extensies) gevuld met myeline.

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

Dus wat maakt de neocortex zo gespecialiseerd? Het lijkt erop dat wat hem onderscheidt, zijn vermogen is om een ​​groot aantal neurale verbindingen te creëren, te wijzigen en te controleren. Het genereert zo'n dynamische en flexibele structuur, die een geweldige uitwisseling van informatie tussen de verschillende neurale circuits mogelijk maakt.

Lagen van de neocortex

Zenuwstelsel en hersenen

De neocortex heeft een nagenoeg uniforme structuur en wordt daarom ook wel “isocortex” genoemd. Het bestaat uit 6 horizontale lagen zenuwcellen genummerd van I tot en met 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 in de evolutie. Dus naarmate de soort vorderde, hebben zich nieuwe lagen ontwikkeld.

Deze lagen bevatten zowel prikkelende (ongeveer 80%) als remmende (20%) neuronen. De eerste activeren andere neuronen, terwijl de laatste ze blokkeren.

De lagen bestaan ​​voornamelijk uit "typecellen" of "dichte cellen" en verbindingen daartussen. De lagen worden gedifferentieerd door de overheersende soorten zenuwcellen, hun rangschikking en verbindingen.

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

Op deze manier ontvangt deze laag een groot deel 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 voornamelijk naar andere delen van de neocortex. Terwijl lagen V en VI meestal informatie buiten de cortex verzenden, zoals de thalamus, hersenstam of ruggenmerg.

Kolommen van de neocortex

Visuele cortex van de aap (Macaca rhesus). Vertegenwoordiging van een corticale kolom. Links de lagen van de neocortex, in Romeinse cijfers van III tot VI. Piramidale cellen a , b . Stellaatcellen met stekels c , d . Stellaatcellen van recidiverend axon e , f , g . Piramidale cellen van recidiverende axon h , i . Afferente vezels in rode F . Tekening van een preparaat gekleurd volgens de Golgi-methode. Bron: Mavavf via Wikimedia Commons

In de neocortex zijn er ook verticale structuren die kolommen worden genoemd. Het zijn gebieden met een diameter van ongeveer 0,5 millimeter en een diepte van 2 millimeter.

Blijkbaar wordt elke kolom geassocieerd met de zintuiglijke waarneming van elk deel van het lichaam. Hoewel er ook enkele zijn gewijd aan het waarnemen van geluiden of visuele elementen.

Bij de mens schijnen er ongeveer 500.000 kolommen te zijn, elk met ongeveer 60.000 neuronen. Ze zijn echter moeilijk te definiëren en er is geen duidelijke consensus over hun specifieke anatomie, grootte of functies.

Neocortex-functies

MRI van de hersenen

De belangrijkste functies van de neocortex zijn:

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

- Motorcommando's genereren: dankzij deze hersenstructuur kunnen we bewegingsreeksen maken waarvan we ons niet eens bewust zijn. In dit gebied zijn alle motorische patronen gepland die nodig zijn om bijvoorbeeld te lopen, te schrijven of een instrument te bespelen.

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

- Taal: dit is een unieke menselijke capaciteit die ons onderscheidt van andere dieren. Er zijn gebieden van de neocortex die ons vatbaar maken om de klanken van de taal van jongs af aan te leren en deze te produceren. Evenals het associëren van bepaalde groepen geluiden of geschreven symbolen met een betekenis.

- De zogenaamde uitvoerende functies zoals redeneren, besluitvorming, zelfbeheersing, concentratie, zelfreflectie, probleemoplossing, etc. Dat wil zeggen, het vermogen om te allen tijde te weten hoe u zich moet gedragen en een reeks gedragingen uit te voeren om een ​​doel te bereiken.

- Leren, geheugen en slapen: 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 semantische geheugen, dat verband houdt met algemene kennis over de wereld. Wat we bijvoorbeeld op school leren, zoals dat Parijs de hoofdstad van Frankrijk is.

Hetzelfde gebeurt met het autobiografische geheugen, dat verband houdt met belangrijke gebeurtenissen in ons persoonlijke leven.

Instrumentele informatie wordt ook opgeslagen, dat wil zeggen informatie die betrekking heeft op automatisch gedrag zoals autorijden of fietsen.

Aan de andere kant worden bepaalde neuronen in de neocortex ook geactiveerd tijdens de slaap. Het lijkt erop dat de neocortex een dialoog aangaat met de hippocampus terwijl we slapen, wat helpt bij het consolideren en herstellen van wat we hebben geleerd tijdens de waakperiodes.

Neocortex en evolutie

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

De neocortex komt naast Homo sapiens ook voor bij andere primaten. Een grotere omvang van de neocortex in vergelijking met de rest van de hersenen houdt verband met verschillende sociale variabelen zoals groepsgrootte, evenals de complexiteit van sociale relaties (competitie, samenwerking, vereniging, etc.).

Het evolutionair vergroten van de omvang van de neocortex heeft geleid tot een grotere remmende controle. Dit kan de transformatie van gedrag en een grotere sociale harmonie met betrekking tot 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 merggrootte in de hersenstam van chimpansees. Bij mensen is die verhouding 60: 1.

Pathologieën of laesies in de neocortex

Omdat de neocortex een grote extensie heeft bij mensen, is het gemakkelijk voor elk verworven letsel om deze structuur te betrekken. Zoals het kan gebeuren na een hoofdletsel, beroerte of tumoren.

Bovendien is het belangrijk om te vermelden dat afhankelijk van het gebied van de neocortex waar de schade optreedt, de symptomen variëren. Het is mogelijk dat de patiënt moeite heeft met het gebruik van taal, met het waarnemen van objecten in de ruimte of met remmingsproblemen en ongewenst gedrag vertoont.

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 de degeneratie de temporale kwab omvat, kan semantische dementie ontstaan. Dat wil zeggen, een progressieve degeneratie van het geheugen geassocieerd met semantische feiten (dingen die uit onze cultuur zijn geleerd, wat ze ons op school leren, gegevens over het gebruik van taal, enz.)

Referenties

1. Isocortex. (sf). Opgehaald op 29 maart 2017, van IMAIOS: imaios.com.
2. Neocortex. (sf). Opgehaald op 29 maart 2017, van Wikipedia: en.wikipedia.org.
3. Neocortex (hersenen). (sf). Opgehaald op 29 maart 2017, van Science daily: sciencedaily.com.
4. Proisocortex. (sf). Opgehaald op 29 maart 2017, van Braininfo: braininfo.rprc.washington.edu.
5. De hersenschors van de hersenen (Neocortex). (sf). Opgehaald op 29 maart 2017, van MyBrainNotes: mybrainnotes.com.
6. DE EVOLUTIONAIRE LAGEN VAN DE MENSELIJKE HERSENEN. (sf). Opgehaald op 29 maart 2017, van The brain van boven naar beneden: thebrain.mcgill.ca.
7. Een gesprek tussen drie hersenregio's consolideert onze herinneringen tijdens de slaap. (sf). Opgehaald op 29 maart 2017, via Trends 21: trends21.net.
8. Wat is neocortex? (sf). Opgehaald op 29 maart 2017, van BraInSitu: nibb.ac.jp.