Kortikale Säule

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Eine kortikale Säule (eng. corical column), auch Hypersäule, Makrosäule[1], funktionelle Säule[2] oder manchmal kortikales Modul genannt[3], ist eine Gruppe von Neuronen im Cortex des Gehirns, die nacheinander von einer senkrecht zur kortikalen Oberfläche eingesetzten Sonde durchdrungen werden können und nahezu identische Rezeptorfelder aufweisen. Neuronen innerhalb einer Minikolonne (Mikrokolonne) kodieren ähnliche Merkmale, während eine Hyperkolonne „eine Einheit bezeichnet, die einen vollständigen Satz von Werten für einen beliebigen Satz von rezeptiven Feldparametern enthält“[4]. Ein kortikales Modul ist definiert als entweder gleichbedeutend mit einer Hyperkolonne (Mountcastle) oder als Gewebeblock mit mehreren sich überlappenden Hyperkolonnen[5].

Neben den horizontalen Schichten ist der Cortex oftmals vertikal in Säulen organisiert. Diese kortikalen Säulen sind vor allem in den primären sensorischen Arealen ausgeprägt und zeichnen sich durch eine starke Konnektivität innerhalb einer Säule aus. Sie stellen damit vermutlich die elementaren Verarbeitungseinheiten (Module) der Großhirnrinde dar. Die Säulen-Hypothese besagt, dass der Cortex aus diskreten, modularen Neuronensäulen besteht, die durch ein einheitliches Verbindungsprofil gekennzeichnet sind[2].

Es ist noch unklar, was genau mit dem Begriff gemeint ist. Er entspricht keiner einzelnen Struktur innerhalb des Kortex. Auch war es nicht möglich, einen kanonischen Mikroschaltkreis zu finden, der der kortikalen Säule entspricht. Es wurde auch kein genetischer Mechanismus entschlüsselt, der angibt, wie eine Säule konstruiert wird[4], jedoch ist die säulenförmige Organisationshypothese derzeit die am weitesten verbreitete Annahme, um die kortikale Verarbeitung von Informationen zu erklären[6].

Einzelnachweise

  1. Daniel P. Buxhoeveden, Manuel F. Casanova: The minicolumn hypothesis in neuroscience, in: Brain 125 (5) 2002-05-01; pp. 935–951, doi:10.1093/brain/awf110, ISSN 0006-8950 pdf
  2. 2,0 2,1 Simona Lodato, Paola Arlotta: Generating Neuronal Diversity in the Mammalian Cerebral Cortex, in: Annual Review of Cell and Developmental Biology. 31 (1) 2015-11-13, pp. 699–720. doi:10.1146/annurev-cellbio-100814-125353, PMC 4778709 (freier Volltext), PMID 26359774
  3. Bryan Kolb, Ian Q. Whishaw: Fundamentals of human neuropsychology, Worth., New York 2003, ISBN 0-7167-5300-6
  4. 4,0 4,1 J. C. Horton, D. L. Adams DL (2005). "The cortical column: a structure without a function". Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci. 360 (1456) 2005, pp. 837–862, doi:10.1098/rstb.2005.1623, PMC 1569491 (freier Volltext), PMID 15937015
  5. D. H. Hubel, T. N. Wiesel: Shape and arrangement of columns in cat's striate cortex, in: J Physiol. 165 (3), Mar 1963, pp. 559–68, doi:10.1113/jphysiol.1963.sp007079, PMC 1359325 (freier Volltext), PMID 13955384
  6. Javier Defelipe: The neocortical column, in: Frontiers in Neuroanatomy 6, 2012, doi:10.3389/fnana.2012.00022