Von Economo-neuronen: wat ze zijn, waar ze zich bevinden en hun functies

Von Economo-neuronen zijn een speciale klasse zenuwcellen., voor het eerst beschreven iets minder dan een eeuw geleden, kenmerken van mensen en mensapen.

Ze zijn bijzonder vanwege hun bijzondere spilvormige structuur en omdat ze betrokken zijn bij complexe processen cognitief die te maken hebben met socialisatie, empathie, intuïtie of besluitvorming complex.

In dit artikel leggen we uit waar dit soort neuronen uit bestaan, waar we ze kunnen vinden, wat is hun structuur en welke functies ze uitvoeren, en wat er gebeurt als deze cellen zich ontwikkelen abnormaal.

• We raden u aan om te lezen: ["Soorten neuronen: kenmerken en functies"](Soorten neuronen: kenmerken en functies)

Von Economo-neuronen: definitie, locatie en ontwikkeling

Von Economo-neuronen, ook wel spindelneuronen genoemd, zijn vernoemd naar de Oostenrijkse psychiater en neuroloog Constantijn F. van Economo, die in 1926 een gedetailleerde beschrijving gaf van de morfologie en corticale verdeling van dit type neuron.

Von Economo was ook de eerste wetenschapper die aantoonde dat deze spindelcellen neuronen zijn. gespecialiseerde cellen in laag Vb van de anterieure cingulate cortex en frontale insulaire cortex grotendeels.

Spilneuronen zijn, in tegenstelling tot de meeste soorten zenuwcellen, aanwezig in mensapen. (gorilla's, chimpansees, bonobo's en orang-oetans) en bij mensen, maar afwezig bij andere soorten primaten.

Von Economo-neuronen ontwikkelen zich laat, zowel ontogenetisch als fylogenetisch. Deze cellen verschijnen voor het eerst in week 35 van de zwangerschap; bij de geboorte is slechts ongeveer 15% van de postnatale aantallen aanwezig, en tegen vier jaar zijn er volwassen aantallen aanwezig.

Volgens onderzoek lijken spindelcellen ongeveer 15 miljoen jaar geleden te zijn geëvolueerd, vóór de evolutionaire divergentie van orang-oetans en mensachtigen. Hun ontdekking bij sommige walvissen suggereert dat er een tweede onafhankelijke evolutie van dit type neuron zou kunnen zijn.

De waarneming dat von Economo-cellen voorkomen in een zeer significante groep dieren heeft geleid tot speculatie dat ze van groot belang zijn in de menselijke evolutie en hersenfunctie.

Het feit dat deze neuronen zijn ontdekt in andere soorten (zoals walvissen) suggereert dat ze een verplichte neurale aanpassing kunnen zijn in grote hersenen, die zou een snelle verwerking en overdracht van informatie mogelijk maken volgens zeer specifieke projecties, en die evolueerden in relatie tot sociaal gedrag opkomend.

Structuur

Von Economo beschreef dit type cel als neuronen met een spindelvorm en een ongebruikelijke lengte., loodrecht op het piale oppervlak van de cortex georiënteerd, met een groot apicaal axon en een enkele basale dendriet, bijna even breed als zijn soma.

Het grote apicale axon en de langwerpige soma met een groot volume zijn vergelijkbaar met die van het corticale piramidale neuron, maar von Economo-neuronen ze missen de talrijke basale dendrieten die piramidale cellen wel hebben, en ontvangen in plaats daarvan input van een relatief kleine subset van de cortex. klein; bovendien zijn spilneuronen ongeveer vijf keer groter dan piramidale neuronen van laag V (gemiddeld).

Hun structurele gelijkenis met piramidale neuronen suggereert dat deze neuronen vergelijkbare functies kunnen vervullen, en vanwege de snelheid waarmee ze neuronen geleiden informatie meestal covariabel met de diameter van hun axonen, grote Von Economo-neuronen kunnen dit zeer snel doen, vergeleken met andere neuronen.

Toch zijn Von Economo-neuronen relatief zeldzaam in een regio als de anterieure cingulate cortex, aangezien ze slechts 1-2% uitmaken van het totale aantal neuronen in dit hersengebied.

In de frontale insulaire cortex zijn dit soort neuronen 30% talrijker in de rechterhersenhelft dan in de linkerhersenhelft.; een proces van hemisferische differentiatie dat plaatsvindt in de eerste vier jaar van postnatale ontwikkeling bij de mens.

functies

De uitgevoerde onderzoeken suggereren dat de frontale insulaire cortex en de anterieure cingulate cortex, de hersengebieden waarin zich het grootste aantal spilneuronen bevindt, zijn betrokken bij sociaal redeneren, empathie, emoties en het monitoren van viscerale autonome activiteit, Onder andere functies.

De cortex cingularis anterior heeft projecties naar de frontopolaire cortex, die verband houden met processen van cognitieve dissonantie en onzekerheid. Gezien de morfologie van Von Economo-cellen, zijn ze beschreven als snel projecterende neuronen, en vanwege de functies van de gebieden waarin wordt aangenomen dat ze informatie ontvangen en projecteren, wordt aangenomen dat ze een belangrijke rol zouden spelen bij intuïtie, snelle besluitvorming en bij het oplossen van dissonantieprocessen cognitief.

Spilneuronen helpen bij het kanaliseren van neurale signalen van diepe gebieden van de cortex naar relatief afgelegen delen van de hersenen. Er is aangetoond dat signalen van de cortex cingularis anterior worden ontvangen in de Brodmanngebied 10, in de frontopolaire cortex, waar men denkt dat de regulatie van de cognitieve dissonantie en ondubbelzinnigheid tussen alternatieven.

Aan de andere kant activeren intense emoties bij mensen de anterieure cingulate cortex, omdat deze neurale signalen doorgeeft die afkomstig zijn van de amygdala, een primair emotieverwerkingscentrum naar de frontale cortex. De cortex cingularis anterior is ook actief tijdens veeleisende taken die beoordeling en discriminatie vereisen, evenals foutdetectie.

De cortex cingularis anterior is ook betrokken bij autonome functies, waaronder motorische en spijsverteringsfuncties., terwijl het ook een rol speelt bij het reguleren van de bloeddruk en hartslag.

De significante olfactorische en smaakvermogens van de cingulate cortex en de frontale insulaire cortex lijken tijdens de evolutie te zijn verdwenen. voeren nu verbeterde functies uit die verband houden met hogere cognitie, variërend van planning en zelfbewustzijn tot rollenspellen en teleurstelling.

Er moet ook worden opgemerkt dat de verminderde reukfunctie van mensen, in vergelijking met andere primaten, verband kan houden met het feit dat spindelcellen in cruciale neurale centra hebben slechts twee dendrieten in plaats van vele, wat resulteert in neurale integratie verminderd

Aandoeningen die verband houden met de abnormale ontwikkeling van deze neuronen

Abnormale ontwikkeling van von Economo-neuronen is in verband gebracht met verschillende persoonlijkheidsstoornissen en neurologische ontwikkelingsstoornissen., vooral degenen die worden gekenmerkt door vervormingen van de werkelijkheid, denkstoornissen, taalstoornissen en sociale terugtrekking.

Bovendien is de abnormale ontwikkeling en werking van dit type neuron betrokken bij stoornissen zoals autisme, omdat het in verschillende onderzoeken mogelijk is geweest om te verifiëren dat spilneuronen deelnemen aan de cognitieve processen die betrokken zijn bij de snelle intuïtieve evaluatie van complexe situaties. In die zin is gesuggereerd dat ze deel zouden kunnen uitmaken van de circuits die menselijke sociale netwerken ondersteunen.

Er is voorgesteld dat Von Economo-neuronen gerelateerd zijn aan hersengebieden die verband houden met de theorie van de geest, door de overdracht van informatie van de cingulate cortex en frontoinsulaire gebieden naar de frontale en temporale cortex, waar snelle inzichten worden gecombineerd met langzamere deliberatieve oordelen.

Bij autismespectrumstoornissen zouden spindelneuronen zich niet goed ontwikkelen, en dit falen zou gedeeltelijk verantwoordelijk kunnen zijn voor de sociale problemen die voortkomen uit het toepassen van intuïtieve processen defecte.

Daarnaast, selectieve degeneratie van spilneuronen is ook waargenomen bij ziekten zoals de ziekte van Alzheimer en dementie. Bijvoorbeeld bij patiënten met frontotemporale dementie, een neurodegeneratieve aandoening die de persoon veroorzaakt empathie verliezen en grillig en ongevoelig worden, men heeft gezien dat 70% van de Von Economo-neuronen beschadigd.

Ten slotte moet worden opgemerkt dat enig onderzoek heeft gesuggereerd dat de abnormale ontwikkeling van deze neuronen verband zou kunnen houden met de pathogenese van schizofrenie, hoewel er tot op heden geen definitieve resultaten zijn verkregen.

Bibliografische referenties:

• Allman, J. M., Watson, K. K., Tetreault, N. A., & Hakeem, A. EN. (2005). Intuïtie en autisme: een mogelijke rol voor Von Economo-neuronen. Trends in cognitieve wetenschappen, 9(8), 367-373..

• Seely, W. W., Carlijn, D. A., Allman, J. M., Macedo, M. N., Bush, C., Miller, B. L., & Dearmond, S. J. (2006). Vroege frontotemporale dementie richt zich op neuronen die uniek zijn voor apen en mensen. Annals of Neurology: Publicatieblad van de American Neurological Association en de Child Neurology Society, 60(6), 660-667.

• Watson, K. K., Jones, T. K., & Allman, J. M. (2006). Dendritische architectuur van de von Economo-neuronen. Neurowetenschap, 141(3), 1107-1112.