Von Economo neuron - Von Economo neuron

Smyslové receptory v břiše svalu viz Svalové vřeteno .
Von Economo neuron
Spindle-cell.png
Kresba normální pyramidové buňky (vlevo) ve srovnání s von Economovou buňkou (vpravo)
Podrobnosti
Umístění Přední cingulární kůra (ACC) a Fronto-ostrovní kůra (FI)
Tvar Unikátní projekční neuron ve tvaru vřetena
Funkce Globální regulace rychlosti střelby a regulace emočního stavu
Presynaptické spojení Místní vstup do ACC a FI
Postsynaptické spojení Frontální a temporální kůra
Anatomické termíny neuroanatomie
Mikrofotografie ukazující von Economo neuron na cingulate . HE - LFB skvrna .

Von Economo neurony ( VEN ), také nazývané vřetenové neurony , jsou specifickou třídou savčích kortikálních neuronů charakterizovaných velkým soma (nebo tělem) ve tvaru vřetena, které se postupně zužuje do jednoho apikálního axonu (rozvětvení, které přenáší signály) v jednom směru, pouze jeden dendrit (rozvětvení, které přijímá signály) stojí naproti. Jiné kortikální neurony mívají mnoho dendritů a bipolární morfologie neuronů von Economo je zde jedinečná.

Von Economo neurony se nacházejí ve dvou velmi omezených oblastí v mozku z hominids ( lidí a dalších lidoopů ): hlavní přední cingulate mozková kůra (ACC) a frontotemporální ostrovní kortex (FI) (každý z nich tvoří nápadnosti sítě ). V roce 2008 byli také nalezeni v dorsolaterální prefrontální kůře lidí. Neurony Von Economo se nacházejí také v mozku řady kytovců , afrických a asijských slonů a v menší míře i u makaků a mývalů . Vzhled von Economo neuronů ve vzdáleně příbuzných subtypech naznačuje, že představují konvergentní evoluci  -konkrétně jako adaptaci přizpůsobující se rostoucí velikosti mozku těchto vzdáleně příbuzných zvířat.

Neurony Von Economo byly objeveny a poprvé popsány v roce 1929 rakouským psychiatrem a neurologem Constantinem von Economo (1876–1931).

Funkce

Von Economo neurony jsou relativně velké buňky, které mohou umožnit rychlou komunikaci v relativně velkých mozcích lidoopů , slonů a kytovců . Přestože jsou ve srovnání s jinými neurony vzácné, von Economo neurony jsou u lidí hojné a poměrně velké; u kytovců jsou však třikrát tak hojné .

Evoluční význam

Objev neuronů von Economo u různých druhů velryb vedl k domněnce, že jsou „možnou povinnou adaptací neuronů ve velmi velkých mozcích, umožňující rychlé zpracování a přenos informací po vysoce specifických projekcích a která se vyvíjela ve vztahu k nově se objevujícímu sociálnímu chování“. Zjevná přítomnost těchto specializovaných neuronů pouze u vysoce inteligentních savců může být příkladem konvergentní evoluce .

Jejich omezení mezi primáty na lidoopy vede k hypotéze, že se vyvinuli nejdříve před 15–20 miliony let, před odchylkou orangutanů od afrických lidoopů. V poslední době byly primitivní formy von Economo neuronů objeveny také v mozcích a mývalech makaků.

V přední cingulární kůře

V roce 1999 americký neurovědec John Allman a kolegové z Kalifornského technologického institutu poprvé publikovali zprávu o von Economo neuronech nacházejících se v přední cingulární kůře (ACC) hominidů, ale ne u jiných druhů. Neuronální objemy neuronů ACC von Economo byly u lidí a bonobů ( Pan paniscus ) větší než neurony von Economo šimpanze , gorily a orangutana .

Allman a jeho kolegové se ponořili za úroveň mozkové infrastruktury, aby prozkoumali, jak von Economo neurony fungují na nadstavbové úrovni, přičemž se zaměřili na jejich roli «regulátorů letového provozu pro emoce ... v srdci lidských sociálních emočních obvodů, včetně morální smysl ». Allmanův tým navrhuje, aby von Economo neurony pomohly nasměrovat nervové signály z hloubky kůry do relativně vzdálených částí mozku. Allmanův tým konkrétně zjistil, že signály z ACC jsou přijímány v Brodmannově oblasti 10 , ve frontální polární kůře, kde se předpokládá regulace kognitivní disonance (disambiguace mezi alternativami). Podle Allmana se zdá, že toto nervové relé zprostředkovává motivaci jednat a týká se rozpoznání chyby. Sebeovládání-a vyhýbání se chybám-je tedy usnadněno výkonnou strážní funkcí ACC, protože reguluje interferenční vzorce nervových signálů mezi těmito dvěma oblastmi mozku.

U lidí intenzivní emoce aktivuje přední cingulární kůru, protože přenáší nervové signály vysílané z amygdaly (primárního centra pro zpracování emocí) do frontální kůry , možná tím, že funguje jako druh čočky zaměřující komplexní strukturu interference nervových signálů vzory. ACC je také aktivní při náročných úkolech vyžadujících úsudek a diskriminaci a při zjištění chyb jednotlivcem. Během obtížných úkolů nebo při intenzivní lásce, hněvu nebo chtíči se aktivace ACC zvyšuje. Ve studiích zobrazování mozku bylo specificky zjištěno, že ACC je aktivní, když matky slyší pláč kojenců, což podtrhuje jeho roli při poskytování zvýšeného stupně sociální citlivosti.

ACC je relativně stará kortikální oblast a je spojena s mnoha autonomními funkcemi, včetně motorických a trávicích funkcí, a zároveň hraje roli v regulaci krevního tlaku a srdeční frekvence. Zdá se, že významné čichové a chuťové schopnosti ACC a fronto-ostrovní kůry byly v nedávné evoluci uzurpovány, aby sloužily vylepšeným rolím souvisejícím s vyšším poznáním-od plánování a sebeuvědomění až po hraní rolí a klamání. Snížená čichová funkce lidí ve srovnání s jinými primáty může souviset se skutečností, že von Economo neurony umístěné v rozhodujících rozbočovačích neuronových sítí mají pouze dva dendrity než mnoho, což má za následek sníženou neurologickou integraci.

Ve fronto-ostrovní kůře

Na setkání Společnosti pro neurovědu v roce 2003 Allman informoval o von Economo neuronech, které jeho tým našel v jiné oblasti mozku, fronto-insular cortex, oblasti, která jako by prošla významnými evolučními adaptacemi v lidstvu-možná ještě před 100 000 lety.

Tato fronto-ostrovní kůra je úzce spojena s ostrovem , oblastí, která má zhruba velikost palce v každé hemisféře lidského mozku. Ostrov a fronto-ostrovní kůra jsou součástí ostrovní kůry , kde se nacházejí komplikované obvody spojené s prostorovým vědomím a kde se předpokládá, že se generuje a prožívá sebeuvědomění a složitost emocí. Tato oblast pravé hemisféry je navíc klíčová pro navigaci a vnímání trojrozměrných rotací.

Koncentrace

Přední cingulární kůra

Největší počet neuronů ACC von Economo se nachází u lidí, méně u velkých lidoopů a nejméně u velkých lidoopů. U lidí i bonobů se často nacházejí ve shlucích 3 až 6 neuronů. Vyskytují se u lidí , bonobů , šimpanzů , goril , orangutanů , některých kytovců a slonů . Zatímco Allman ve své klíčové zprávě z výzkumu (jako tomu bylo v pozdější zprávě popisující jejich přítomnost ve frontoinsulární kůře níže) Allman neoznámil celková množství ACC von Economo neuronů, počáteční analýza ACC vrstvy V u hominidů jeho týmu odhalila průměr ~ 9 von Economo neuronů na sekci pro orangutany (vzácné, 0,6%sekčních buněk), ~ ​​22 pro gorily (časté, 2,3%), ~ 37 pro šimpanze (hojný, 3,8%), ~ 68 pro bonobos (hojný/ klastry, 4,8%), ~ 89 pro člověka (hojné/klastry, 5,6%).

Fronto-ostrovní kůra

Všichni vyšetřovaní primáti měli více von Economo neuronů na fronto-insula pravé hemisféry než na levé. Na rozdíl od vyššího počtu von Economo neuronů nalezených v ACC gracilových bonobů a šimpanzů byl počet fronto-ostrovních von Economo neuronů mnohem vyšší v kůře robustních goril ( nebyla uvedena žádná data pro orangutany ). Dospělý člověk měl 82 855 takových buněk, gorila měla 16 710, bonobo 2 159 a šimpanz měl pouhých 1 808 - navzdory skutečnosti, že šimpanzi a bonobové jsou lidoopi, kteří jsou s lidmi nejblíže příbuzní.

Dorsolaterální prefrontální kůra

Neurony Von Economo byly umístěny v dorsolaterální prefrontální kůře lidí a slonů. U lidí byly pozorovány ve vyšších koncentracích v Brodmannově oblasti 9 (BA9) - většinou izolované nebo v klastrech po 2, zatímco v Brodmannově oblasti 24 (BA24) byly nalezeny většinou v klastrech 2–4.

Klinický význam

Abnormální vývoj neuronů von Economo může být spojen s několika psychotickými poruchami, typicky s těmi, které jsou charakterizovány zkreslením reality, poruchami myšlení, poruchami jazyka a stažením se ze sociálního kontaktu. Změněné neuronové stavy von Economo se podílejí na schizofrenii i autismu , ale výzkum těchto korelací zůstává ve velmi rané fázi. Frontotemporální demence zahrnuje ztrátu převážně von Economo neuronů. Počáteční studie naznačovala, že Alzheimerova choroba se specificky zaměřovala na von Economo neurony; tato studie byla provedena s mozkem Alzheimerovy choroby v konečném stádiu, ve kterém byla destrukce buněk rozšířená, ale později bylo zjištěno, že Alzheimerova choroba neovlivňuje von Economo neurony.

Reference

Obecné reference

externí odkazy