Kortikal homunculus
En kortikal homunculus (från latin homunculus 'liten man, miniatyrmänniska') är en förvrängd representation av människokroppen , baserad på en neurologisk "karta" över områdena och proportionerna av den mänskliga hjärnan som är dedikerade till att bearbeta motoriska funktioner , eller sensoriska funktioner , för olika delar av kroppen. Nervfibrer - som leder somatosensorisk information från hela kroppen - slutar i olika områden av parietalloben i hjärnbarken och bildar en representativ karta över kroppen.
Typer
En motorisk homunculus representerar en karta över hjärnområden som är dedikerade till motorisk bearbetning för olika anatomiska indelningar av kroppen. Den primära motoriska cortexen är belägen i den precentrala gyrusen och hanterar signaler som kommer från frontallobernas premotoriska område .
En sensorisk homunculus representerar en karta över hjärnområden som är dedikerade till sensorisk bearbetning för olika anatomiska indelningar av kroppen. Den primära sensoriska cortexen är belägen i den postcentrala gyrusen och hanterar signaler som kommer från thalamus .
Talamus själv tar emot motsvarande signaler från hjärnstammen och ryggmärgen .
Arrangemang
Längs med den primära motoriska och sensoriska cortexen är de områden som är specialiserade på olika delar av kroppen ordnade på ett ordnat sätt, även om de är ordnade annorlunda än man kan förvänta sig. Tårna är representerade på toppen av hjärnhalvan (eller mer exakt "den övre änden", eftersom cortex krullar inåt och nedåt upptill), och sedan när man rör sig nerför hemisfären, blir gradvis högre delar av kroppen representeras, antar en kropp som är ansiktslös och har armarna upphöjda. Går man längre ner i cortex, är de olika områdena i ansiktet representerade, i ungefär topp-till-botten-ordning, snarare än från botten till topp som tidigare. Homunculus är delad på mitten, med motoriska och sensoriska representationer för vänster sida av kroppen på höger sida av hjärnan, och vice versa.
Mängden cortex som ägnas åt en given kroppsregion är inte proportionell mot den kroppsregionens yta eller volym, utan snarare mot hur rikt innerverad regionen är. Områden av kroppen med mer komplexa och/eller fler sensoriska eller motoriska kopplingar representeras som större i homunculus, medan de med mindre komplexa och/eller mindre talrika kopplingar representeras som mindre. Den resulterande bilden är en förvrängd människokropp, med oproportionerligt stora händer, läppar och ansikte.
I sensoriska homunculus, under de områden som hanterar känslan för tänder, tandkött, käke, tunga och svalg ligger ett område för intraabdominal känsla. I den allra övre änden av den primära sensoriska cortex, bortom området för tårna, har man traditionellt trott att de sensoriska neurala nätverken för könsorganen förekommer. Nyare forskning har dock föreslagit att det kan finnas två olika kortikala områden för könsorganen, möjligen åtskilda av att det ena handlar om erogen stimulering och det andra handlar om icke-erogen stimulering.
Upptäckt
Dr Wilder Penfield och hans medutredare Edwin Boldrey och Theodore Rasmussen anses vara upphovsmännen till de sensoriska och motoriska homunculi. De var inte de första forskarna som försökte objektivera mänsklig hjärnfunktion med hjälp av en homunculus. De var dock de första att skilja mellan sensorisk och motorisk funktion och att kartlägga de två över hjärnan separat, vilket resulterade i två olika homunculi. Dessutom blev deras teckningar och senare teckningar härledda från deras kanske de mest kända konceptuella kartorna inom modern neurovetenskap eftersom de på ett övertygande sätt illustrerade data med en enda blick.
Penfield tänkte först på sina homunculi som ett tankeexperiment och gick så långt som att föreställa sig en föreställningsvärld där homunculi levde, som han kallade "om". Han och hans kollegor fortsatte med att experimentera med elektrisk stimulering av olika hjärnområden hos patienter som genomgick öppen hjärnkirurgi för att kontrollera epilepsi, och kunde på så sätt producera de topografiska hjärnkartorna och deras motsvarande homunculi.
Nyare studier har förbättrat denna förståelse av somatotopiska arrangemang med hjälp av tekniker som funktionell magnetisk resonanstomografi ( fMRI).
Representation
Penfield hänvisade till sina skapelser som "groteska varelser" på grund av deras konstiga proportioner. Till exempel slutar de sensoriska nerverna som kommer från händerna över stora delar av hjärnan, vilket resulterar i att händerna på homunculus är motsvarande stora. Däremot täcker nerverna som kommer från bålen eller armarna ett mycket mindre område, så bålen och armarna på homunculus ser relativt små och svaga ut.
Penfields homunculi visas vanligtvis som 2D-diagram. Detta är en alltför förenkling, eftersom den inte helt kan visa den datauppsättning Penfield samlade in från hans hjärnkirurgipatienter. Snarare än den skarpa avgränsningen mellan olika kroppsområden som visas på ritningarna, finns det faktiskt betydande överlappning mellan närliggande regioner. Förenklingen tyder på att lesioner i den motoriska cortexen kommer att ge upphov till specifika underskott i specifika muskler. dock en missuppfattning , eftersom lesioner ger underskott i grupper av synergistiska muskler. Detta fynd tyder på att den motoriska cortexen fungerar i termer av övergripande rörelser som koordinerade grupper av individuella rörelser.
De sensorimotoriska homunculi kan också representeras som 3-D-figurer (som den sensoriska homunculus skulpterad av Sharon Price-James som visas från olika vinklar nedan), vilket kan göra det lättare för lekmän att förstå förhållandet mellan de olika kroppsregionernas nivåer av motorisk eller sensorisk innervation. Dessa 3D-modeller illustrerar dock inte vilka delar av hjärnan som är associerade med vilka delar av kroppen.
I en artikel från 2021 av Haven Wright och Preston Foerder publicerad i den peer-reviewade tidskriften Leonardo med titeln "The Missing Female Homunculus", återbesöker författarna historien om homunculus, kastar ljus över aktuell forskning inom neurovetenskap om den kvinnliga hjärnan och avslöjar vad de tror att de är den första skulpturen av den kvinnliga homunculus, gjord av konstnären och första författaren Haven Wright, baserat på den aktuella forskningen som finns tillgänglig.
externa länkar
- Mole-ratunculus - en analog av en sensorisk homunculus för en mol-råtta , från tidningen:
-
Catania, Kenneth C.; Remple, Michael S. (2002). "Somatosensorisk cortex domineras av representationen av tänder i den nakna mullvadsråttahjärnan" . Proceedings of the National Academy of Sciences . 99 (8): 5692. Bibcode : 2002PNAS...99.5692C . doi : 10.1073/pnas.072097999 . PMID 11943853 . S2CID 8869228 .
Fig. 3: ...Denna "mol-ratunculus" ger en grafisk illustration av den kortikala förstoringen av framtänderna och huvudet
