Module 08 · Cortex皮层
Cerebral Cortex Pt.1大脑皮层的结构与功能
一、大脑皮层概述
大脑皮层是大脑的表面部分。我们在之前的引言中已经简要提到过大脑的总体解剖学。大脑皮层的表面有许多沟回，这些沟回包括大凹坑（沟）和像“骨头”一样的脑回（回）。这些结构使得大脑能够适应有限的头骨空间，容纳如此庞大的大脑。
1. 新皮层（Neocortex）
- 新皮层是大脑皮层的一部分，意味着它是“新生的皮层”，是哺乳动物特有的结构。
- 爬行动物、鸟类、鱼类没有新皮层，只有哺乳动物才拥有它。因此，作为哺乳动物的一员，我们可以为拥有新皮层而自豪。
- 新皮层的面积非常大。如果将其展开，面积约为2.5平方英尺（相当于一张报纸的大小）。这一点意味着，如果没有这些沟回，大脑将无法装入我们的头骨中。
2. 大脑皮层的功能
- 大脑皮层占大脑约80%的质量，是我们进行思维的地方，也是我们作为个体存在的大脑部分。
- 所有与意识和个性相关的思维活动都与大脑皮层密切相关。
- 大脑皮层受到外界感官信息的强烈影响，包括视觉、听觉、嗅觉、触觉等感官的输入，以及来自内脏的信息。
- 此外，皮层还负责自我生成的思维和感知，像是我们自己的思想、情感等。
二、大脑皮层的结构层次
1. 皮层的六层结构
🎨 新皮层由六层组成，每一层都有不同的功能。图示中我们可以看到层次从1到6：
- 第一层：分子层（Molecular Layer），位于最外层，主要负责接收信息。
- 第二层和第四层：接收层（Receptive Layers），这些层次负责接收来自其他神经元的信息。
- 第三层和第五层：锥体细胞层（Pyramidal Cell Layers），这些层含有大型的神经元细胞，负责向外发送信息。
- 第六层：主层，也包含一些大细胞，负责信息的发送。
🏺 旧皮层（Archicortex 和 Paleocortex）
- 旧皮层只有三层，是大脑进化过程中遗留下来的结构，位于如海马体等部位。
- 与新皮层不同，旧皮层的三层结构更加简单。
2. 皮层层次的功能
- 发送信息的层次：这些层有着较大的细胞体，例如层3和层5。这些细胞负责将信息从皮层传递到身体的其他部分。比如，运动系统的指令就是通过这些层的神经元传递到脊髓。
- 接收信息的层次：像层2、层4等有着发达的树突结构，负责接收来自其他神经元的信号。这些神经元通过树突和突触接收信息，并传递到其他神经元。
三、皮层的染色法与功能结构
1. 高尔基染色法
- 高尔基染色法（Golgi stain）是一种特殊的染色技术，可以显示大脑皮层中个别神经元的结构。
- 高尔基染色法通过重金属染色，将神经元的细胞体、轴突和树突染色出来。
- 尽管染色并不完全覆盖所有神经元，但可以清晰地展示出单个神经元的结构特征。
2. 尼氏染色法
- 尼氏染色法（Nissl stain）主要标记粗面内质网，这是合成蛋白质的地方。
- 该染色法可以显示大部分神经元的细胞体，但不会显著标记神经元的树突或轴突。
3. 髓鞘染色法
- 髓鞘染色法（Myelin Staining）主要标记髓鞘，髓鞘是包围在神经纤维周围的脂质层，有助于隔离相邻的神经纤维，避免信号干扰。
- 髓鞘染色后，我们可以看到皮层中由髓鞘纤维形成的柱状结构。这些柱状结构是皮层的功能单位，每一柱中的神经元一起工作，相互之间也会进行信息交流。
四、皮层功能单位：神经元柱
- 皮层中的神经元柱是其功能的基本单元。每个神经元柱中的神经元互相协作处理信息。
- 神经元柱之间通过横向连接进行信息交换，因此，皮层的结构不仅是一个由单个神经元组成的网络，还是一个由功能性神经元柱组成的复杂网络。
总结与展望
在大脑皮层的讨论中，我们了解了以下内容：
- 新皮层的独特性：它是哺乳动物特有的结构，负责个体的意识和思维。
- 皮层的层次结构：皮层由六层组成，每一层负责不同的功能。
- 神经元的染色法：不同的染色方法（高尔基染色、尼氏染色、髓鞘染色）帮助我们理解皮层的微观结构。
- 神经元柱的功能：皮层的基本单位是神经元柱，神经元柱内的神经元共同工作，协同处理信息。
接下来，我们将进一步探讨大脑皮层的细胞结构（细胞架构学）以及它如何与功能相关联。