Vỏ não: Cấu trúc tế bào và các vùng chức năng

Vỏ não là lớp chất xám bên ngoài bao phủ bán cầu đại não, nơi các tế bào thần kinh được sắp xếp thành các lớp và cột. Sự khác biệt về vùng trong cách sắp xếp lớp tế bào (cấu trúc tế bào) tương ứng rộng rãi với các vùng chức năng riêng biệt, cung cấp cơ sở cấu trúc cho các chức năng cảm giác, vận động và liên hợp.

Definition

Vỏ não là lớp chất xám có cấu trúc phân lớp của bán cầu đại não, trong đó các tế bào thần kinh được tổ chức thành các lớp ngang và cột dọc, với các biến thể vùng trong cấu trúc tế bào xác định các vùng vỏ não riêng biệt.

Scope

Mục này bao gồm tổ chức lớp (phân lớp) và cột của vỏ não, bản đồ cấu trúc tế bào của các vùng vỏ não, và các kết nối phân cấp và phân tán giữa chúng. Đây là một tài liệu tham khảo về giải phẫu và mô học và không đưa ra hướng dẫn lâm sàng.

Core questions

• Vỏ não mới được tổ chức thành các lớp và cột như thế nào?
• Cấu trúc tế bào liên quan đến các vùng vỏ não chức năng như thế nào?
• Các vùng vỏ não được kết nối thành các mạng lưới phân cấp, phân tán như thế nào?

Key concepts

• Vỏ não mới sáu lớp
• Các cột vỏ não và giả thuyết cột
• Cấu trúc tế bào học và các vùng Brodmann
• Các vùng sơ cấp, thứ cấp và liên hợp
• Xử lý phân cấp và phân tán
• Vỏ não cổ (Allocortex) so với vỏ não mới (Neocortex)

Mechanisms

Hầu hết vỏ não (vỏ não mới) có sáu lớp ngang, và các bản đồ của Brodmann vào đầu thế kỷ XX đã sử dụng sự khác biệt vùng trong cách sắp xếp lớp này để phân chia vỏ não thành các vùng được đánh số tương ứng với các phân khu chức năng (brodmann-1909). Mountcastle đề xuất rằng vỏ não cũng được tổ chức theo chiều dọc thành các cột, các đơn vị xử lý lặp lại trong đó các tế bào thần kinh chia sẻ các thuộc tính chức năng (mountcastle-1997). Felleman và Van Essen đã lập bản đồ các kết nối dày đặc giữa các vùng thị giác và các vùng khác của linh trưởng, cho thấy quá trình xử lý vừa mang tính phân cấp, đi lên qua các vùng kế tiếp, vừa phân tán qua các đường dẫn song song (felleman-1991). Sinh học phát triển giải thích cách vỏ não có cấu trúc lớp và cột được hình thành và cách nó mở rộng qua quá trình tiến hóa (rakic-2009).

Clinical relevance

Các bản đồ cấu trúc tế bào và bố cục của các vùng chức năng là cơ sở cho việc xác định vị trí tổn thương và giải thích hình ảnh thần kinh chức năng và cấu trúc. Mục này mô tả tổ chức vỏ não để tham khảo và không phải là cơ sở để chẩn đoán hoặc điều trị cá nhân.

History

Cấu trúc tế bào học bắt đầu với các nghiên cứu đầu thế kỷ XX đã lập bản đồ sự khác biệt vùng trong cách sắp xếp lớp vỏ não, có ảnh hưởng nhất là tập bản đồ năm 1909 của Brodmann (brodmann-1909). Công trình giữa và cuối thế kỷ XX đã bổ sung giả thuyết cột (mountcastle-1997) và bản đồ kết nối cho thấy quá trình xử lý phân cấp phân tán (felleman-1991), trong khi các giải thích về phát triển và tiến hóa về cách vỏ não được xây dựng (rakic-2009) đã hoàn thiện một bức tranh có lớp, cột và mạng lưới.

Debates

Cột vỏ não có phải là một đơn vị tổ chức phổ quát không?

Giả thuyết cột đã có ảnh hưởng lớn, nhưng việc vỏ não được tổ chức thành các cột rời rạc một cách nghiêm ngặt và phổ quát đến mức nào, so với các sắp xếp liên tục hơn hoặc đặc trưng theo vùng, vẫn là một chủ đề thảo luận.

Key figures

• Korbinian Brodmann
• Vernon Mountcastle
• David Van Essen
• Daniel Felleman
• Pasko Rakic

Seminal works

• brodmann-1909
• mountcastle-1997
• felleman-1991

Frequently asked questions

Các lớp của vỏ não mới là gì?

Vỏ não mới được mô tả kinh điển là có sáu lớp ngang, được đánh số từ bề mặt vào trong, khác nhau về loại tế bào và kết nối; sự phân lớp này thay đổi về độ dày và chi tiết giữa các vùng vỏ não.

Các vùng Brodmann là gì?

Chúng là các vùng của vỏ não được phân biệt bởi cấu trúc tế bào của chúng, được Korbinian Brodmann lập bản đồ và đánh số vào năm 1909, và vẫn được sử dụng rộng rãi để chỉ các vùng vỏ não thường tương ứng với các phân khu chức năng.