Cerebral cortex: lager, celler och funktioner (med bilder)

Den cerebrala cortexen eller hjärnbarken är den nervösa vävnaden som täcker ytan av hjärnhalvorna. Den andra formen utgör den mest överlägsna regionen i hjärnan.

Denna hjärnstruktur uppnår sin maximala utveckling i primater, är mindre utvecklad hos andra djur och är relaterad till utvecklingen av mer komplexa kognitiva och intellektuella aktiviteter.

Hjärnbarken är ett grundläggande hjärnområde för människors funktion. I denna region utförs funktioner som uppfattning, fantasi, tanke, dom eller beslut.

Anatomiskt består den av en serie tunna skikt som utgörs av grå substans, som ligger ovanför en bred samling vägar av vit materia.

Den cerebrala cortex adopterar en försvunnen form, så om den skulle förlängas skulle den ha en mycket stor massa. Specifikt föreslår forskning att det totala området av hjärnbarken kan bestå av cirka 2500 kvadratcentimeter.

På samma sätt kännetecknas den här stora massan av hjärnan av att innehålla ett stort antal neuroner i sitt inre. På ett generellt sätt är det postulerat att i hjärnbarken finns det cirka 10 miljarder neuroner, vilket skulle göra omkring 50 biljoner synapser.

Huvudegenskaperna hos hjärnbarken förklaras nedan. De specificerar sina lager, deras neuroner och deras funktionella organisation, och granskar de funktioner som utförs i denna region av hjärnan.

Karakteristik av hjärnbarken

Den cerebrala cortexen hos däggdjursdjur representeras av ett skikt av grått ämne, som täcker de två hjärnhalvorna.

Den består av en mycket komplex struktur där olika sensoriska organ representeras i specifika områden eller områden, som kallas primära sensoriska områden.

Var och en av de fem sinnena som människor har (syn, beröring, lukt, smak och beröring) utvecklas i en specifik cortexregion. Det vill säga, varje sensorisk modalitet har ett avgränsat territorium inom hjärnbarken.

Bortsett från de sensoriska regionerna har hjärnbarken också flera sekundära somatiska, associerings- och motorområden. På dessa områden utvecklas kortikala och associeringsavledande system, vilket ger upphov till lärande, minne och beteende.

I detta avseende anses hjärnbarken vara en särskilt relevant region när man utvecklar de mänskliga hjärnans överlägsna aktiviteter.

De mest avancerade och utarbetade processerna av människor som resonemang, planering, organisation eller association äger rum i olika delar av hjärnbarken.

Av denna anledning utgör hjärnbarken en struktur som förvärvar maximal komplexitet ur ett mänskligt perspektiv. Hjärnbarken är resultatet av en långsam utvecklingsprocess som kan ha börjat mer än 150 miljoner år sedan.

skikt

Huvudegenskapen hos hjärnbarken är att den utgöres av olika lager av grått material. Dessa lager utgör uppbyggnaden av cortex och definierar sin strukturella och funktionella organisation.

Dessutom kännetecknas skikten i hjärnbarken av att de inte bara definieras ur en strukturell synvinkel utan också ur ett fylogenetiskt perspektiv.

Det vill säga, varje lager i hjärnbarken motsvarar ett annat evolutionärt ögonblick. I början av den mänskliga arten var hjärnan mindre utvecklad och cortexen hade färre skikt.

Genom artens utveckling har dessa skikt ökat, ett faktum som är relaterat till ökningen av kognitiva och intellektuella förmågor hos människor med tiden.

Molekylärt skikt

Det molekylära skiktet, även känt som det plexiforma skiktet, är den mest ytliga regionen i hjärnbarken och därmed den nyaste inledningen.

Den består av ett tätt nät av nervfibrer som är tangentiellt orienterade. Dessa fibrer är härledda från dendriter av pyramidala och fusiforma celler, stellatcellernas axoner och Martinotti.

Afferenta fibrer som härrör från thalamus, association och commissures kan också hittas i molekylärskiktet. Att vara den mest ytliga regionen av cortex, i molekylärskiktet etableras ett stort antal synapser mellan olika neuroner.

Externt granulärt skikt

Det yttre granulära skiktet är den näst mest ytliga delen av cortexen och ligger under molekylskiktet. Den innehåller ett stort antal små pyramidala och stellatceller.

Dendriterna av de yttre granulära skiktcellerna hamnar i molekylskiktet och axonerna går in i djupare lager av hjärnbarken. Av detta skäl är det yttre granulära skiktet sammankopplat med de olika områdena i cortexen.

Externt pyramidlager

Det yttre pyramidskiktet, som namnet antyder, består av pyramidala celler. Det kännetecknas av en oregelbunden form, det vill säga att skiktets storlek ökar från ytgränsen till den djupaste gränsen.

Dendriterna av neuronerna i pyramidskiktet passerar till molekylskiktet och axonerna reser som projektion, föreningar eller kommissurala fibrer till den vita substansen som ligger mellan skikten i hjärnbarken.

Internt granulärt skikt

Det inre granulära skiktet består av stellatceller som är anordnade i en mycket kompakt form. Den har en hög koncentration av fibrer anordnade horisontellt känd som det yttre bandet av Baillarger.

Ganglion lager

Ganglionskiktet eller det inre pyramidskiktet innehåller mycket stora och medelstora pyramidala celler. På samma sätt innehåller de ett stort antal fibrer anordnade horisontellt som bildar det inre bandet av Baillarger.

Multiformatskikt

Slutligen innehåller det multiformella skiktet, även känt som det polymorfa cellskiktet, i grunden fusiformceller. Likaså innehåller den modifierade pyramidala celler som innehåller en triangulär eller ovoid cellkropp.

Många av nervfibrerna i det flerskiktiga skiktet går in i den underliggande vita substansen och förbinder skiktet med mellanliggande områden.

Funktionell organisation

Hjärnbarken kan också organiseras enligt aktiviteterna i varje region. I detta avseende bestämmer vissa områden av hjärnbarken specifika signaler av sensorisk, motorisk och associerings natur.

Känsliga områden

De känsliga områdena är regioner i hjärnbarken som får information av känslig natur och är nära relaterade till uppfattningen.

Informationen går åt cerebral cortex huvudsakligen genom den bakre halvan av båda hjärnhalvorna. De primära områdena innehåller de mest direkta anslutningarna med perifer sensoriska receptorer.

Å andra sidan är sekundära sensoriska och associeringsområden vanligtvis intill de primära områdena. I allmänhet får de information från både de primära associeringsområdena och de lägre regionerna i hjärnan.

Huvuduppgiften för områdena för förening och sekundära områden är att integrera känsliga erfarenheter för att generera mönster för erkännande och beteende. De huvudkänsliga regionerna i hjärnbarken är:

1. Det primära somatosensoriska området (områden 1, 2 och 3).
2. Det primära visuella området (område 17).
3. Det primära hörselområdet (område 41 och 42).
4. Det primära smakområdet (område 43).
5. Det primära luktfältet (område 28).

Motorområden

Motorområdena ligger i den främre delen av halvklotet. De ansvarar för att initiera hjärnprocesser i samband med rörelse och ge upphov till sådana aktiviteter.

De viktigaste motorområdena är:

1. Primärmotorområdet (område 4).
2. Området för borrspråket (område 44 och 45).

Samarbetsområden

Områdena för association av hjärnbarken korrelerar med de mer komplexa integrationsfunktionerna. Dessa regioner utför aktiviteter som processer av minne och kognition, hantering av känslor och utveckling av resonemang, vilja eller dom.

På samma sätt spelar föreningsområdena en särskilt viktig roll i utvecklingen av personlighet och karaktärsdrag hos människor. På samma sätt är det en hjärnregion som är avgörande för bestämningen av intelligens.

Föreningarna omfattar vissa motorområden samt specifika sensoriska regioner.

Nervceller

Hjärnbarken har ett stort antal celler inuti den. Specifikt har fem olika typer av neuroner specificerats i denna region i hjärnan.

Pyramidala celler

Pyramidala celler är neuroner som kännetecknas av att ha en pyramidform. De flesta av dessa celler innehåller en diameter mellan 10 och 50 mikrometer.

Det finns emellertid också stora pyramidala celler. Dessa är kända som Betz-celler och kan ha en diameter på upp till 120 mikrometer.

Både de små pyramidcellerna och de stora pyramidcellerna finns i precentralmotorcirkonvulation och utför huvudsakligen aktiviteter relaterade till rörelse.

Stellatceller

Stellatceller, även kända som granulosa celler, är små neuroner. De har vanligtvis en diameter av ca 8 mikrometer och har en polygonal form.

Spindelceller

Fusiformceller är neuroner som har sin vertikala längdaxel på ytan. De är koncentrerade huvudsakligen i hjärnans djupare kortikala skikt.

Axonen hos dessa neuroner härstammar från cellkroppens nedre del och riktas mot den vita substansen som en projektion, association eller kommissorisk fiber.

Cajal horisontella celler

De horisontella cellerna i cajal är små fusiformceller som är orienterade horisontellt. De finns i de mest ytliga lagren i hjärnbarken och spelar en viktig roll i utvecklingen av denna hjärnans område.

Denna typ av neuroner upptäcktes och beskrivs av Ramón y Cajal i slutet av 1800-talet, och efterföljande forskning visade hur väsentliga celler ska samordna neuronaktivitet.

För att uppnå sin position i hjärnbarken måste de horisontella cellerna av cajal migrera på ett koordinerat sätt under embryogenesen av hjärnan. Det vill säga, dessa neuroner reser från deras födelseort till ytan av hjärnbarken.

När det gäller molekylmönstret för dessa neuroner, Victor Borrell och Óscar Marín från Institute of Neuroscience of Alicante, visade att de horisontella cellerna i cajal presenterar en orientering av nervceller i cortex under embryonisk utveckling.

Faktum är att dispersionen av dessa celler härstammar under de initiala stadierna av embryonisk utveckling. Cellerna är födda i olika delar av hjärnan och migrerar till hjärnans yta för att täcka det fullständigt.

Slutligen har det nyligen visats att meningeal membranerna har andra funktioner än de skyddande som antogs i början. Meningorna tjänar som ett substrat eller en väg för de horisontella cellerna av cajal för deras tangentiella migrering längs skorpans yta.

Martinotti-celler

De sista neuronerna som utgör den cerebrala cortexens neuronala aktivitet är de välkända Martinotti-cellerna. De består av små multiform neuroner närvarande på alla nivåer i hjärnbarken.

Dessa neuroner är skyldiga till Carlo Martinotti, en studentforskare av Camilo Golgi som upptäckte förekomst av dessa celler i hjärnbarken.

Martinotti-celler karakteriseras av att vara multipolära neuroner med korta arborescenta dendriter. De sprids genom flera lager i hjärnbarken och skickar axonerna till molekylskiktet, där axonala arboriseringar bildas.

Ny forskning inom dessa neuroner har visat att Martinotti-celler deltar i hjärnans hämmande mekanism.

Närmare bestämt, när en pyramidal neuron (vilken är den vanligaste typen av neuron i hjärnbarken) börjar överexciteras, börjar Martinotti-celler att överföra hämmande signaler till de omgivande nervcellerna.

I den meningen utläsas att epilepsi kan vara starkt associerad med ett underskott av Martinotti-celler eller en brist i aktiviteten hos dessa neuroner. I dessa ögonblick regleras nervcellerna i hjärnan inte längre av dessa celler, vilket orsakar en obalans i cortexens funktion.