Фон Экономо нейрон - Von Economo neuron

Чтобы узнать о сенсорных рецепторах в брюшной части мышцы, см. Мышечное веретено .
Фон Экономо нейрон
Spindle-cell.png
Рисунок нормальной пирамидальной клетки (слева) по сравнению с клеткой фон Экономо (справа)
Подробности
Место нахождения Передняя поясная кора (ACC) и лобно-островковая кора (FI)
Форма Уникальный проекционный нейрон в форме веретена
Функция Глобальное регулирование темпов стрельбы и регулирование эмоционального состояния
Пресинаптические связи Локальный ввод в ACC и FI
Постсинаптические связи Фронтальная и височная кора
Анатомические термины нейроанатомии
Микрофотография, показывающая нейрон фон Экономо поясной извилины . ОН - краситель LFB .

Нейроны фон Экономо ( VEN ), также называемые веретенообразными нейронами , представляют собой особый класс кортикальных нейронов млекопитающих, характеризующихся большой сомой (или телом) в форме веретена, постепенно сужающейся в один апикальный аксон (разветвление, передающее сигналы) в одном направлении. только с одним дендритом (разветвлением, принимающим сигналы), обращенным напротив. Другие корковые нейроны, как правило, имеют много дендритов, и биполярная морфология нейронов фон Экономо здесь уникальна.

Von Экономо нейроны находятся в двух очень ограниченных областей в мозге из гоминид ( людей и других человекообразных обезьян ): в этом передняя часть поясной извилины коры головного мозга (АКК) и лобно-островной коры (FI) (который каждый грим в сети выпуклость ). В 2008 году они также были обнаружены в дорсолатеральной префронтальной коре головного мозга человека. Нейроны фон Экономо также обнаружены в мозге ряда китообразных , африканских и азиатских слонов и, в меньшей степени, у макак и енотов . Появление нейронов фон Экономо в отдаленно связанных кладах предполагает, что они представляют конвергентную эволюцию  - в частности, как адаптацию к увеличению размера мозга этих отдаленно связанных животных.

Нейроны фон Экономо были обнаружены и впервые описаны в 1929 году австрийским психиатром и неврологом Константином фон Экономо (1876–1931).

Функция

Нейроны фон Экономо - это относительно большие клетки, которые могут обеспечивать быстрое взаимодействие между относительно большими мозгами человекообразных обезьян , слонов и китообразных . Хотя нейроны фон Экономо редки по сравнению с другими нейронами, у людей их много и они сравнительно большие; однако их в три раза больше у китообразных .

Эволюционное значение

Открытие нейронов фон Экономо у различных видов китов привело к предположению, что они являются «возможной обязательной адаптацией нейронов в очень большом мозгу, позволяющей быстро обрабатывать и передавать информацию по очень специфическим проекциям, которые развивались в связи с возникающими социальными формами поведения». Очевидное присутствие этих специализированных нейронов только у высокоинтеллектуальных млекопитающих может быть примером конвергентной эволюции .

Их ограничение среди приматов высшими приматами приводит к гипотезе о том, что они появились не ранее, чем 15–20 миллионов лет назад, до того, как орангутанги отделились от африканских человекообразных обезьян. Недавно примитивные формы нейронов фон Экономо были также обнаружены в мозге обезьян макак и енотов.

В передней поясной коре

В 1999 году американский нейробиолог Джон Аллман и его коллеги из Калифорнийского технологического института впервые опубликовали отчет о нейронах фон Экономо, обнаруженных в передней поясной коре головного мозга (АКК) гоминидов, но не каких-либо других видов. Объем нейронов ACC фон Экономо у людей и бонобо ( Pan paniscus ) был больше, чем у нейронов фон Экономо у шимпанзе , гориллы и орангутана .

Оллман и его коллеги вышли за пределы уровня инфраструктуры мозга, чтобы исследовать, как нейроны фон Экономо функционируют на суперструктурном уровне, сосредоточив внимание на их роли как «авиадиспетчеров для эмоций ... в самом сердце схемы социальных эмоций человека, в том числе моральный смысл ». Команда Алмана предполагает, что нейроны фон Экономо помогают направлять нейронные сигналы из глубины коры в относительно отдаленные части мозга. В частности, команда Алмана обнаружила, что сигналы от ACC принимаются в области 10 Бродмана , в лобной полярной коре головного мозга, где, как предполагается, происходит регуляция когнитивного диссонанса (разрешение неоднозначности между альтернативами). По словам Оллмана, это нейронное реле, по-видимому, передает мотивацию к действию и касается распознавания ошибки. Таким образом, самоконтролю и предотвращению ошибок способствует исполнительная функция ACC, которая регулирует интерференционные паттерны нейронных сигналов между этими двумя областями мозга.

У людей сильные эмоции активируют переднюю поясную кору, поскольку она передает нейронные сигналы, передаваемые от миндалины (первичный центр обработки эмоций), во фронтальную кору , возможно, действуя как своего рода линза для фокусировки сложной текстуры интерференции нейронных сигналов. узоры. ACC также активен при выполнении сложных задач, требующих суждения и распознавания, а также при обнаружении ошибок человеком. Во время сложных задач или когда вы испытываете сильную любовь, гнев или похоть, активация АСС усиливается. В исследованиях изображений головного мозга было обнаружено, что АКК активен, когда матери слышат плач младенцев, что подчеркивает его роль в обеспечении повышенной степени социальной чувствительности.

ACC - это относительно древняя область коры головного мозга, которая участвует во многих вегетативных функциях, включая двигательные и пищеварительные функции, а также играет роль в регуляции артериального давления и частоты сердечных сокращений. Значительные обонятельные и вкусовые способности ППК и лобно-островковой коры, по-видимому, были узурпированы в ходе недавней эволюции для выполнения расширенных функций, связанных с более высоким познанием - от планирования и самосознания до ролевых игр и обмана. Снижение обонятельной функции человека по сравнению с другими приматами может быть связано с тем фактом, что нейроны фон Экономо, расположенные в ключевых узлах нейронной сети, имеют только два дендрита, а не многие, что приводит к снижению неврологической интеграции.

В лобно-островковой коре

На собрании Общества нейробиологов в 2003 году Оллман сообщил о нейронах фон Экономо, обнаруженных его командой в другой области мозга, лобно-островной коре головного мозга, области, которая, по-видимому, претерпела значительные эволюционные изменения в человечестве - возможно, всего 100000 лет назад.

Эта лобно-островковая кора тесно связана с островком - областью размером примерно с большой палец в каждом полушарии человеческого мозга. Островок и лобно-островковая кора являются частью островковой коры , в которой находятся сложные схемы, связанные с пространственным осознаванием , и где, как считается, самосознание и сложные эмоции генерируются и переживаются. Более того, эта область правого полушария имеет решающее значение для навигации и восприятия трехмерных вращений.

Концентрации

Передняя поясная кора

Наибольшее количество нейронов ACC von Economo обнаружено у людей, меньше - у изящных человекообразных обезьян и меньше всего - у здоровых человекообразных обезьян. Как у людей, так и у бонобо они часто встречаются группами от 3 до 6 нейронов. Они встречаются у людей , бонобо , шимпанзе , горилл , орангутангов , некоторых китообразных и слонов . Хотя общее количество нейронов ACC фон Экономо не было указано Аллманом в его основополагающем исследовательском отчете (как они были в более позднем отчете, описывающем их присутствие в лобно-островковой коре, ниже), первоначальный анализ его группы V слоя ACC у гоминидов выявил в среднем ~ 9 нейронов фон Экономо на секцию для орангутанов (редко, 0,6% клеток секции), ~ 22 для горилл (часто, 2,3%), ~ 37 для шимпанзе (много, 3,8%), ~ 68 для бонобо (много / кластеры, 4,8%), ~ 89 для человека (обилие / кластеры, 5,6%).

Лобно-островковая кора

У всех обследованных приматов в лобной части правого полушария нейронов фон Экономо было больше, чем в левом. В отличие от большего количества нейронов фон Экономо, обнаруженных в АКК грацильных бонобо и шимпанзе , количество лобно-островковых нейронов фон Экономо было намного выше в коре головного мозга крепких горилл (данные для орангутанов не приводились). У взрослого человека было 82855 таких клеток, у гориллы - 16710, у бонобо - 2159, а у шимпанзе - всего 1808 - несмотря на то, что шимпанзе и бонобо - человекообразные обезьяны, наиболее близкие к людям.

Дорсолатеральная префронтальная кора

Нейроны фон Экономо были расположены в дорсолатеральной префронтальной коре головного мозга людей и слонов. У людей они наблюдались в более высокой концентрации в зоне Бродмана 9 (BA9) - в основном изолированно или группами по 2, в то время как в зоне Бродмана 24 (BA24) они были обнаружены в основном группами по 2–4.

Клиническое значение

Аномальное развитие нейронов фон Экономо может быть связано с несколькими психотическими расстройствами, обычно такими, которые характеризуются искажением реальности, расстройством мышления, нарушением языка и отказом от социальных контактов. Измененные состояния нейронов фон Экономо связаны как с шизофренией, так и с аутизмом , но исследования этих корреляций все еще находятся на очень ранней стадии. Лобно-височная деменция связана с потерей в основном нейронов фон Экономо. Первоначальное исследование показало, что болезнь Альцгеймера нацелена на нейроны фон Экономо; это исследование проводилось с мозгом конечной стадии болезни Альцгеймера, в котором разрушение клеток было широко распространенным, но позже было обнаружено, что болезнь Альцгеймера не влияет на нейроны фон Экономо.

использованная литература

Общие ссылки
  • Оллман Дж., Хаким А., Уотсон К. (август 2002 г.). «Две филогенетические специализации человеческого мозга». Невролог . 8 (4): 335–346. DOI : 10.1177 / 107385840200800409 . PMID  12194502 . S2CID  2427631 .

внешние ссылки