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Minicolumna cortical

Una minicolumna cortical (también llamada microcolumna cortical [1] ) es una columna vertical que atraviesa las capas corticales del cerebro . Las neuronas dentro de la microcolumna "reciben entradas comunes, tienen salidas comunes, están interconectadas y bien pueden constituir una unidad computacional fundamental de la corteza cerebral ". [2] [3] Las minicolumnas comprenden quizás entre 80 y 120 neuronas, excepto en la corteza visual primaria de los primates (V1), donde normalmente hay más del doble de ese número. Hay alrededor de 2×10 8 minicolumnas en humanos. [4] Según los cálculos, el diámetro de una minicolumna es de aproximadamente 28 a 40 μm. [2] Las minicolumnas crecen a partir de células progenitoras dentro del embrión y contienen neuronas dentro de múltiples capas (2 a 6) de la corteza. [5]

Visualización de minicolumnas corticales dentro de una macrocolumna.

Muchas fuentes apoyan la existencia de minicolumnas, especialmente Mountcastle , [2] con evidencia sólida revisada por Buxhoeveden y Casanova [6] quienes concluyen "... la minicolumna debe considerarse un modelo sólido para la organización cortical" y "[la minicolumna es] la plantilla más básica y consistente mediante la cual la neocorteza organiza sus neuronas, vías y circuitos intrínsecos".

Todas las células de la minicolumna de 50 μm tienen el mismo campo receptivo ; las minicolumnas adyacentes pueden tener campos diferentes. [7]

Número de neuronas

Las estimaciones del número de neuronas en una minicolumna oscilan entre 80 y 100 neuronas. [6] [2] [8]

Jones [7] describe una variedad de observaciones que pueden interpretarse como minicolumnas o microcolumnas y da ejemplos de números de 11 a 142 neuronas por minicolumna.

Representación 3D de una minicolumna cortical en la corteza visual del ratón

Número de minicolumnas

Las estimaciones del número de neuronas en la corteza o en la neocorteza son del orden de 2×10 10 . [9] [10] La mayoría [11] (quizás el 90% [ cita necesaria ] ) de las neuronas corticales son neuronas neocorticales.

Johansson y Lansner [4] utilizan una estimación de 2×10 10 neuronas en la neocorteza y una estimación de 100 neuronas por minicolumna, lo que arroja una estimación de 2×10 8 minicolumnas.

Sporns et al. dé una estimación de 2×10 7 – 2×10 8 minicolumnas. [12]

Tamaño de minicolumnas

La minicolumna mide del orden de 40 a 50 μm de diámetro transversal; [2] [6] 35–60 µm; [ cita necesaria ] 50 μm con un espaciado de 80 μm, [ cita necesaria ] o 30 μm con 50 μm. [ cita necesaria ] Los tamaños más grandes pueden no ser de minicolumnas humanas, por ejemplo, las minicolumnas V1 de mono macaco tienen 31 μm de diámetro, con 142 células piramidales [ cita necesaria ] - 1270 columnas por mm 2 . De manera similar, el gato V1 tiene minicolumnas mucho más grandes, ~56 μm. [ cita necesaria ]

El tamaño también se puede calcular a partir de consideraciones de superficie. Si la corteza (ambos hemisferios) mide 1,27 × 10 11 μm 2 , entonces si hay 2 × 10 8 minicolumnas en la neocorteza, cada una mide 635 μm 2 , lo que da un diámetro de 28 μm (si el área de la corteza se duplicara al valor comúnmente citado , esto aumentaría a 40 μm). Johansson y Lansner [4] hacen un cálculo similar y llegan a 36 μm (p51, último párrafo).

Los axones que se proyectan hacia abajo en minicolumnas tienen ≈10 μm de diámetro, periodicidad y densidad similares a las de la corteza, pero no necesariamente coincidentes. [ cita necesaria ]

Ver también

Referencias

  1. ^ Cruz, Luis; Buldyrev, Sergey; Peng, Shouyong; Huevas, Daniel; Urbano, Brigita; Stanley, ÉL; Rosene, Douglas (febrero de 2005). "Un método de mapa de densidad con base estadística para la identificación y cuantificación de diferencias regionales en microcolumnaridad en el cerebro de mono". Revista de métodos de neurociencia . 141 (3): 321–332. doi :10.1016/j.jneumeth.2004.09.005. PMID  15661314. S2CID  6316809 - vía Elsevier Science Direct.
  2. ^ abcde Mountcastle, Vernon (julio de 1957). "Modalidad y propiedades topográficas de neuronas individuales de la corteza sensorial somática del gato". Revista de Neurofisiología . 20 (4): 408–34. doi : 10.1152/junio de 1957.20.4.408 . PMID  13439410.
  3. ^ Bennett, Max (julio de 2020). "Un intento de una teoría unificada del microcircuito neocortical en la corteza sensorial". Fronteras en los circuitos neuronales . 14 : 40. doi : 10.3389/fncir.2020.00040 . PMC 7416357 . PMID  32848632. 
  4. ^ abc Johansson, Christopher; Lansner, Anders (2007). "Hacia sistemas neuronales artificiales del tamaño de una corteza". Redes neuronales . 20 (1): 48–61. doi :10.1016/j.neunet.2006.05.029. PMID  16860539.
  5. ^ Jeff Hawkins , Sandra Blakeslee sobre inteligencia p. 94
  6. ^ a b C Buxhoeveden, Daniel P.; Casanova, Manuel F. (mayo de 2002). "La hipótesis de la minicolumna en neurociencia". Cerebro . 125 (parte 5): 935–951. doi : 10.1093/cerebro/awf110 . ISSN  0006-8950. PMID  11960884.
  7. ^ ab Jones, Edward G. (9 de mayo de 2000). "Microcolumnas en la corteza cerebral". Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias . 97 (10): 5019–5021. Código bibliográfico : 2000PNAS...97.5019J. doi : 10.1073/pnas.97.10.5019 . ISSN  0027-8424. PMC 33979 . PMID  10805761. 
  8. ^ Sporns O, Tononi G, Kötter R. El conectoma humano: una descripción estructural del cerebro humano. Computación PLoS. Biol. 1 de septiembre de 2005 (4): e42.
  9. ^ Pakkenberg B., Gundersen HJG (1997). "Número de neuronas neocorticales en humanos: efecto del sexo y la edad". La Revista de Neurología Comparada . 384 (2): 312–320. doi :10.1002/(sici)1096-9861(19970728)384:2<312::aid-cne10>3.3.co;2-g. PMID  9215725.
  10. ^ Azevedo, Federico AC; Carvalho, Ludmila RB; Grinberg, Lea T.; Farfel, José Marcelo; Ferretti, Renata EL; Leite, Renata EP; Hijo, Wilson Jacob; Cuaresma, Roberto; Herculano-Houzel, Suzana (2009). "Un número igual de células neuronales y no neuronales hacen del cerebro humano un cerebro de primate ampliado isométricamente" (PDF) . J.Comp. Neurol . 513 (5): 532–541. doi :10.1002/cne.21974. PMID  19226510. S2CID  5200449.
  11. ^ Claudia Krebs MD PhD, Joanne Weinberg PhD, Elizabeth Akesson MSc. Lippincott's Illustrated Reviews: Neuroscience, consultado el 10 de noviembre de 2013. Capítulo 13, II.A, "Organización histológica de la corteza"
  12. ^ Sporns O, Tononi G, Kötter R. El conectoma humano: una descripción estructural del cerebro humano. Computación PLoS. Biol. 1 de septiembre de 2005 (4): e42

enlaces externos