Kemirgenlerin Primer Somatoduyusal Korteksinde Özel Bir Yapı: Barrel Korteks Gelişimi, Anatomik ve Fonksiyonel Organizasyonu

Bu derlemenin amacı, kemirgenlerde bıyıklara ait barrel korteks yapısının gelişimi, anatomisi ve fonksiyonel organizasyonuna ait genel bir çerçeve sunmaktır. Duyu sistemleri, doğumdan sonraki ilk aylarda hızlı bir şekilde gelişerek beynin davranışsal bir tepki seçmek için yorumlaması gereken dış çevre hakkında ham bilgi sağlamaktadır. Tüm duyuların arasında özellikle sosyal davranış ve mekânsal öğrenmede önemli olan taktil uyarılar deri üzerinde bulunan farklı somatoduyusal reseptörlerin aktive edilmesi ile etkilerini göstermektedir. Kemirgenlerin burunlarının her iki yanında 5 sıra halinde dizilmiş bıyıklardan elde edilen taktil duyusal sinyaller; nesnelere ve çevreye ait “ne” ve “nerede” bilgilerinin elde edilmesi için kortekste nöral temsiller oluşturmaktadır. Bu duyu sisteminin en çarpıcı alanı, her bir bıyık için 4. katmanda ayrı ve iyi tanımlanmış bir yapı ile temsil edilen primer somatoduyusal “barrel” kortekstir. Her bir bıyık hareketi, kıl folikülünü inerve eden mekanik kapılı iyon kanallarını açarak depolarizasyona neden olmaktadır. Ortaya çıkan depolarizasyon, trigeminal sinirin infraorbital dalının duyu nöronlarında aksiyon potansiyelini tetikleyerek beyin sapında yer alan ilk sinapsta glutamat salınımını uyarır. Beyin sapı nöronları, talamusa duyusal bilgi gönderir; burada ikinci bir glutamaterjik sinaps, birincil somatoduyusal barrel korteksine yansıyan talamokortikal nöronları uyararak bu somatotopik haritanın temelini oluşturan katman 4’e iletim gerçekleşir. Woolsey ve Loos tarafından ilk tanımlanmasından bu yana geçen yarım yüzyıldır, kemirgenlerin primer somatoduyusal korteksinde bıyıklara özgü net topografik organizasyonu sunan barrel korteks sistemi, duyusal işleme, deneyime bağlı plastisite ve davranış arasındaki ilişkiyi incelemek için sıklıkla tercih edilen bir model sistem haline gelmiştir.

Anahtar Kelimeler:

somatoduyusal korteks, barrel korteks, taktil, bıyık

PDF

___

1. Margolis DJ, Lütcke H, Schulz K, Haiss F, Weber B, Kügler S, et al. Reorganization of cortical population activity imaged throughout long-term sensory deprivation. Nat Neurosci. 2012;15(11):1539-46.
2. Van der Loos H, Woolsey TA. Somatosensory cortex: structural alterations following early injury to sense organs. Science. 1973;179(4071):395-8.
3. Petersen CC. Sensorimotor processing in the rodent barrel cortex. Nat Rev Neurosci. 2019;20(9):533-46.
4. Von der Emde G, Warrant E. The ecology of animal senses: matched filters for economical sensing: Springer; 2015.
5. Campi KL, Krubitzer L. Comparative studies of diurnal and nocturnal rodents: differences in lifestyle result in alterations in cortical field size and number. Journal of Comparative Neurology. 2010;518(22):4491-512.
6. Diamond ME, Von Heimendahl M, Knutsen PM, Kleinfeld D, Ahissar E. 'Where'and'what'in the whisker sensorimotor system. Nat Rev Neurosci. 2008;9(8):601-12.
7. Adibi M. Whisker-mediated touch system in rodents: from neuron to behavior. Front Syst Neurosci. 2019;13:40.