Кортикальная миниколонка
Кортикальная миниколонка (также называемая кортикальной микроколонкой) [1] ) представляет собой вертикальный столбик через корковые слои головного мозга . Нейроны внутри микроколонки «получают общие входные данные, имеют общие выходные данные, взаимосвязаны и вполне могут составлять фундаментальную вычислительную единицу коры головного мозга ». [2] [3] Миниколонки содержат примерно 80–120 нейронов, за исключением приматов первичной зрительной коры (V1), где их обычно более чем в два раза больше. Их примерно 2×10. 8 миниколонки у человека. [4] По расчетам, диаметр миниколонки составляет около 28–40 мкм. [2] Миниколонки растут из клеток-предшественников внутри эмбриона и содержат нейроны в нескольких слоях (2–6) коры головного мозга. [5]
Многие источники подтверждают существование миниколонн, особенно Маунткасл , [2] с убедительными доказательствами, рассмотренными Буксгеведеном и Казановой [6] которые приходят к выводу, что «... миниколонку следует рассматривать как надежную модель кортикальной организации» и «[миниколонка является] самым основным и последовательным шаблоном, с помощью которого неокортекс организует свои нейроны, пути и внутренние цепи».
Все клетки в миниколонке 50 мкм имеют одинаковое рецептивное поле ; соседние мини-столбцы могут иметь разные поля. [7]
Количество нейронов
[ редактировать ]Оценки количества нейронов в миниколонке варьируются в пределах 80–100 нейронов. [6] [2] [8]
Джонс [7] описывает множество наблюдений, которые можно интерпретировать как мини- или микроколонки, и приводит примерные числа от 11 до 142 нейронов на миниколонку.
Количество миниколонок
[ редактировать ]Оценки количества нейронов в коре или неокортексе составляют порядка 2×10. 10 . [9] [10] Большинство [11] (возможно 90% [ нужна ссылка ] ) корковых нейронов являются неокортикальными нейронами.
Йоханссон и Ланснер [4] используйте оценку 2×10 10 нейронов в неокортексе и примерно 100 нейронов на миниколонку, что дает оценку 2×10 8 миниколонки.
Спорнс и др. дайте оценку 2×10 7 – 2×10 8 миниколонки. [12]
Размер миниколонок
[ редактировать ]Миниколонки имеют поперечный диаметр порядка 40–50 мкм; [2] [6] 35–60 мкм; [ нужна ссылка ] 50 мкм с шагом 80 мкм, [ нужна ссылка ] или 30 мкм с 50 мкм. [ нужна ссылка ] Миниколонки большего размера не могут относиться к человеческим миниколонкам, например, миниколонки V1 макаков имеют диаметр 31 мкм и содержат 142 пирамидальные клетки. [ нужна ссылка ] — 1270 столбцов на мм 2 . Точно так же у кошки V1 миниколонки гораздо крупнее, ~56 мкм. [ нужна ссылка ]
Размер также можно рассчитать, исходя из площади. Если кора (оба полушария) равна 1,27×10 11 мкм 2 тогда если есть 2×10 8 миниколонки в неокортексе, то каждая составляет 635 мкм 2 , что дает диаметр 28 мкм (если бы площадь коры была увеличена вдвое до обычно указываемого значения, она увеличилась бы до 40 мкм). Йоханссон и Ланснер [4] проделайте аналогичный расчет и получите 36 мкм (p51, последний пункт).
Выступающие вниз аксоны в миниколонках имеют диаметр ≈10 мкм, периодичность и плотность аналогичны таковым в коре, но не обязательно совпадают. [ нужна ссылка ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Круз, Луис; Булдырев Сергей; Пэн, Шойён; Роу, Дэниел; Урбан, Бригита; Стэнли, HE; Розен, Дуглас (февраль 2005 г.). «Статистически обоснованный метод карты плотности для идентификации и количественной оценки региональных различий в микроколоннах в мозге обезьяны» . Журнал методов нейробиологии . 141 (3): 321–332. doi : 10.1016/j.jneumeth.2004.09.005 . ПМИД 15661314 . S2CID 6316809 – через Elsevier Science Direct.
- ^ Jump up to: а б с д и Маунткасл, Вернон (июль 1957 г.). «Модальность и топографические свойства одиночных нейронов соматической сенсорной коры кошки» . Журнал нейрофизиологии . 20 (4): 408–34. дои : 10.1152/jn.1957.20.4.408 . ПМИД 13439410 .
- ^ Беннетт, Макс (июль 2020 г.). «Попытка единой теории неокортикальной микросхемы сенсорной коры» . Границы в нейронных цепях . 14:40 . doi : 10.3389/fncir.2020.00040 . ПМЦ 7416357 . ПМИД 32848632 .
- ^ Jump up to: а б с Йоханссон, Кристофер; Ланснер, Андерс (2007). «На пути к искусственным нейронным системам размером с кору». Нейронные сети . 20 (1): 48–61. дои : 10.1016/j.neunet.2006.05.029 . ПМИД 16860539 .
- ^ Джефф Хокинс , Сандра Блейксли Об разведке с. 94
- ^ Jump up to: а б с Буксгевден, Дэниел П.; Казанова, Мануэль Ф. (май 2002 г.). «Гипотеза мини-колонки в нейробиологии» . Мозг . 125 (Часть 5): 935–951. дои : 10.1093/brain/awf110 . ISSN 0006-8950 . ПМИД 11960884 .
- ^ Jump up to: а б Джонс, Эдвард Г. (9 мая 2000 г.). «Микроколонны в коре головного мозга» . Труды Национальной академии наук . 97 (10): 5019–5021. Бибкод : 2000PNAS...97.5019J . дои : 10.1073/pnas.97.10.5019 . ISSN 0027-8424 . ПМК 33979 . ПМИД 10805761 .
- ^ Спорнс О, Тонони Г, Кеттер Р. Человеческий коннектом: структурное описание человеческого мозга . ПЛОС Компьютер. Биол. 2005, 1 сентября (4): e42.
- ^ Паккенберг Б., Гундерсен Х.Дж.Г. (1997). «Число неокортикальных нейронов у человека: влияние пола и возраста». Журнал сравнительной неврологии . 384 (2): 312–320. doi : 10.1002/(sici)1096-9861(19970728)384:2<312::aid-cne10>3.3.co;2-g . ПМИД 9215725 .
- ^ Азеведо, Фредерико AC; Карвальо, Людмила РБ; Гринберг, Леа Т.; ФАРФЕЛЬ, Хосе Марсело; ФЕРРЕТТИ, Рената ЭЛ; ЛЕИТЕ, Рената Е.П.; Сын, Уилсон Джейкоб; Лент, Роберто; Эркулано-Хаузель, Сюзана (2009). «Равное количество нейрональных и ненейрональных клеток делает человеческий мозг мозгом примата в изометрическом масштабе» (PDF) . Дж. Комп. Нейрол . 513 (5): 532–541. дои : 10.1002/cne.21974 . ПМИД 19226510 . S2CID 5200449 .
- ^ Клаудия Кребс, доктор медицинских наук, Джоан Вайнберг, доктор философии, Элизабет Акессон, магистр наук. Иллюстрированные обзоры Липпинкотта: нейронаука , по состоянию на 10 ноября 2013 г. Глава 13, II.A, «Гистологическая организация коры головного мозга».
- ^ Спорнс О, Тонони Г, Кёттер Р. Человеческий коннектом: структурное описание человеческого мозга . ПЛОС Компьютер. Биол. 2005, 1 сентября (4): e42
Внешние ссылки
[ редактировать ]- «Кортикальные колонны, модули и сборки клеток Хебба» У. К. Кальвина (MIT Press, 1995)» . williamcalvin.com . Проверено 31 декабря 2017 г.