bélyegkép|Az emlős és nem-emlős agy összehasonlító ábrája, tekintettel az új agykéreg elhelyezkedésére A neocortex („új agykéreg”) egy hozzávetőlegesen 2600 cm2 felületű, 3–4 mm szélességben kiterjedt idegszövet az emlősök agyának felszíni részén. Durván számítva mintegy 3×109 (3 Milliárd) számú neuront és nagyjából ugyanennyi gliasejtet foglal magában. A szinapszisok egymással és az agy más területén lévő sejtekkel közel 1012 nagyságrendben képeznek összeköttetést. A kéreg vízszintes irányban 6 lemezszerű rétegre tagolódik, vertikális irányban a számos kapcsolatot képezve a lemezek közt. A kifejlett neocortex alapegysége a kis agykérgi oszlop (agykérgi modul), egy vékony neuronlánc, amely függőleges irányban hat sejtréteget képez. Mindegyik sejtoszlop ~ 80–100 idegsejtet foglal magában, ettől kivétel csak a striatum, ott a neuronok száma jóval a duplája is lehet. A modulok átmérője 300 és 600 μm, még azon fajok esetében is, ahol az agytérfogat jóval kisebb. A kérgi oszlopok organizációja egy jellegzetes visszafutó mintázatot mutat, a kétdimenziós ábrázolásokon ez a variáció jól észrevehető.
Ontogenezise A kérgi neuronok fejlődő előagy ventricularis és subventricularis zónájából alakulnak ki. A kialakulásuk helyéről a végső pozíciójukba történő vándorlás már az első aszimmetrikus osztódás során elkezdődik. Az idegsejtek – migrációjuk után rétegekbe rendeződnek, ahol projekciókat bocsátnak ki és efferens idegi összeköttetéseket fogadnak. Mondhatni tehát, hogy a főbb karakterisztikus jellegek az ontogenezisnek már a korai szakaszában realizálódnak. Majom esetében vizsgálták az agyi fejlődés ezen stádiumát és megállapították, hogy már a 40. napon – a cortex neurogenezise előtt – a prekurzor sejtek már jelen vannak a subventricularis zónában (Levitt és mts-ai).
Az idegsejtek a radiális glia rostok mentén mozognak, míg végül a neurális epitheliumhoz kötődve a kortikális lemezhez.* Egy adott típusú idegsejt generációs ideje egyértelműen meghatározza a végső vertikális pozícióját a neocortexben. Továbbá érvényes, hogy az idegsejtek több mint 90%-ának a genezis során elfoglalt térbeli helyzete meghatározza a végső tangenciális pozíciójukat az érett agykérgi részekben. Macaca sylvanus esetén a neurogenezis hozzávetőleg a gesztációs idő 40–dik napján kezdődik és a 165–ben teljesedik ki. Ember esetében a neokortikális idegsejtek teljes kifejlődésüket a második trimeszterben elérik. (Rakic).
Evolúciója A neocortex kialakulásának kutatása az időben távolra vezethető vissza, melynek egyik mérföldköve talán kétoldali szimmetria létrejötte az idegrendszert illetően. Praktikusan érdemes inkább az emlősök törzsfejlődését figyelemmel kísérni. Ebben az esetben is minimum 200 millió év időtávlatára kell fókuszálni a több ezer fajjal, melyekben az új agykéreg nagysága, egyéb kvalitatív jellege erősen eltérő. Jó néhány összehasonlításra érdemes szempontot lehet figyelembe venni, ezeknek egyike a kladisztikus rendszertani analízis. Ez a közös, származtatott bélyegek alapján sorolja különféle kládokba (csoportokba) az élőlényeket és eszerint osztályozza. Az analízis sikeressége attól függ, mennyire ismert a jelenleg is élő emlősök idegrendszeri felépítettsége.
A másik módszer az őslénytani vizsgálata, ez azonban – mivel az agyi struktúrák lágy részek és nem fosszilizálódnak – kevésbé lehetséges. Ebből a szempontból a koponyának van nagyobb jelentősége, mivel a belső szerkezet kihatással van a koponyaméretre és alakra. A belső koponyaűr 3 dimenziós képi ábrázolása útmutatást adhat nem csupán az alakról, hanem még a tekervények struktúrájáról is. A korai emlősöknek - a paleontológiai kutatások alapján – kis agyméretükhöz igen kis kiterjedésű neocortex társult. Ezen fajoknál a szaglóideg jelentős hányadot tett ki az agyi kapacitáshoz mérten, melyhez jelentős fejlettségű primer szaglókéreg tartozott. Ugyanakkor a neocortex mérete elhanyagolható volt, az előagy irányában terjedt ki. A megfelelő fejlettségű agykéreg létrejöttének metabolikus járuléka lett volna. Az ismert kezdetleges Brodmann-mezők száma talán 15–20–ra volt tehető, a mai fejlett új agykérgi mezők számával összehasonlítva. Ezek például az elsődleges és másodlagos szomatoszenzoros mezők, elsődleges és másodlagos látókéreg. Az agykéreg ezen része tehát inkább az érzékelésért felelős területeket foglalta magában, a motoros kérgi mezők csak a méhlepényes emlősökkel jelenik meg. A Tarsiiformes csoportban már megjelent egy bizonyos fokú előrelépés a kortikális organizációt illetően. Ezen állatoknak jellemzően igen nagy szemei voltak, a látókérgi mezők jelentősen eltértek az elődeiktől.
Idegsejtek altípusai a neopalliumban Az agykérgi neuronok két főbb típusát különböztetik meg: az interneuronok – melyek a helyi idegi kapcsolatok létesítéséért felelősek –, valamint a projekciós neuronok, melyek inkább a távoli kérgen belüli, illetve a szobkortikális és a szubcerebrális célsejteket érik el. A projekciós neuronok rendszerint glutaminerg jellegűek, ezek tipikusan a piramissejtek. A fejlődés során a neocortex germinatív zónájából fejlődnek, melyek a telenchephalon dorsolateralis részében lokalizálódnak. Ezzel ellentétben a GABA-erg interneuronok, illetőleg a Cajal-Retzius sejtek elsősorban a telenchephalon ventrális zónájából származnak és jórészt nagy távolságokat tesznek meg míg végső működési helyükre kerülnek.
Piramissejt bélyegkép|241x241px|Kísérletesen igazolt szinaptikus kapcsolatok a neocortexben (SpS: tüskés csillagsejt; LP: oldalsó-hátsó mag) A legfőbb típusa az agykérgi neuronoknak, a neocortex 2/3-át alkotja. Piramissejtek mindegyik rétegben megtalálhatók, kivétel az I. réteg. Apicalis dendritjeik révén mind a 6 rétegen keresztülhatolnak és a neocortex úgymond „kimeneti” neurontípusát képezik. Az agykérgi területek számos része között is kapcsolatot teremtenek, vagy más részek között (thalamus, colliculus superior). A piramissejtek alcsoportjai jórészt küllemre is megkülönböztethetőek, de funkcionalitásukat tekintve egyértelműen. Példaként említhető, hogy a IV. rétegben Lorente de No ún. csillag piramissejteket azonosított, amiket szimmetrikusan elhelyezkedő bazális dendritjeikről nevezett el. A másik legtipikusabb sejtféleség a IV. (motoros) rétegben megtalálható Betz-sejtek. Ezen sejtek viszonylag nagy méretűek, axonjaik a piramispálya (tr. corticospinalis) alkotóelemei egyúttal, amelyek a gerincvelőig szállnak le. A látókéreg úgyszintén nagy méretű sejtekkel rendelkezik, ezeket Meynert–féle sejteknek nevezik. Ezek szintén piramissejtek, melyek mélyebben, az V. és VI. rétegekben (fajtól függően) találhatók. Utóbbi az agykérgen belül és a középagy irányába is juttat rostokat (híd). A látókéreg V. rétegében két elkülönült zóna is található: az egyik egy szélesebb dendrithálózat, mely az I. rétegig emelkedik (terminális köteg), a másik apikális dendritjei vékonyabbak és végükön nem képeznek szétágazást.
A dendritikus tüskék egyes esetekben hiányozhatnak az idegsejtektől, ezeket egyszerűen sima felszínű (SN) neuronoknak nevezik. Ezek rendszerint megnyúlt dendritikus hálózattal rendelkeznek, mind sugár–, mind érintőleges irányban. A dendrit morfológiája alapján legalább 19 féle SN neuront írtak le (Szentágothai, Regidor). Egyik ilyen típus a kosár-sejt – melyet először az ismert sejtbiológus, Ramón y Cajal írt le – GABA–erg gátló sejt. Ezen típusok axonjai jól kivehető kosárformát alkotnak az innervált célsejteknél. A kosársejtek jórészt a kisagyban és a hippocampusban fordulnak elő. A legújabb kutatások alapján tudható, hogy a kosár-sejtek leginkább a dendrittüskéken vagy a dendriteken érik el a célsejteket.
Az I. rétegben két speciális neurontípus található, amely más rétegekben nem fordul elő: a Retzius-Cajal neuron és a kis agykérgi neuron (I.). Egy másik variáns a vertikális orientációjú kolaterálisokkal rendelkező Martinotti sejt. Eredetileg a Martinotti sejtet mint multipoláris neuron írták le, kompakt dendrit organizációval, melyet a mélyebb agykérgi rétegekben találtak. Újabban kiderült, hogy még fejlődési életszakaszban lévő állatoknál jelentősebben gyakori és nagy részük eltűnik a születés utáni periódusban (Wahle, 1995). A csillár–sejtek szintén SN neuron, melyet jellegzetes axon arborizációjáról neveznek így (Szentágothai).
Egyéb sejttípusok a neocortex rétegeiben bélyegkép|234x234px|Szinaptikus összeköttetések a főbb sejttípusok között Az I. réteg a legkülső, gyakran molekuláris vagy néha félrevezető módon acellulárisnak is nevezik. Ez utóbbi ugyanis könnyen megcáfolható, a néhány idegsejt Nissl–festés könnyen láthatóvá tehető. Ezen neuronok mind gátlóak és a mélyebb rétegekből kapnak projekciókat. A régión belül futó axon és neuronok vízszintes orientációjúak és a szomszédos agykérgi oszlopokkal tartanak kapcsolatot. Az I. rétegben lévő oszlopokon belüli axonokról úgy gondolják, hogy II. és III. rétegben lévő piramissejtekkel tartanak kapcsolatot.
A II. réteg a külső granuláris sejtrégiót alkotja, tulajdonképpen kis méretű piramissejtek és néhány gátlóneuron összessége, legtöbbjük bipoláris sejt. Felfedezhetőek a piramissejtek apicalis dendritjei, melyek az V. és VI. rétegben helyeződnek.
A III. funkcionális rétegben szinte a neocortexben található összes sejtféleség kimutatható, kivétel serkentő idegsejtek, Cajal–Retzius sejtek és besorolatlan egyszerű gátlóneuronok. Voltaképp a nagyobb hányadát kis piramissejtek teszik ki.
A IV. réteg főleg nagy számú gátló neuront foglal magában, továbbá egy határréteget, mely a modulok magját képezheti, mindenesetre egy dinamikus átmeneti zónát, ami a jelközvetítésben fontos. Nem minden esetben van jelen, de ha igen akkor csak ebben az övezetben.
Az V. réteg főleg nagyobb piramissejtekből áll, kis méretű gátló idegsejtekkel. A VI. kérgi zóna meglehetősen heterogén, olykor összemosódik a fehérállománnyal. Jellemző idegsejt–félesége a Martinotti–sejtek. A thalamusból sűrűn kap projekciókat.
Neokortikális progenitor sejtek A neurogenezis korai szakaszában a rostralis idegcső dorsolateralis részének neuroepitheliuma kiterjed, amely kialakítja az agykérgi projekciós neuronokat. Ez közvetlenül határos a mellette fekvő ventricularis zónával. A fejlődés előrehaladtával ez utóbbi felett egy erősen osztódó rész jön létre, a subventricularis zóna. A progenitor sejtek különböző agykérgi rétegeket képeznek, majd a posztmitotikusan (= mitózis után / másképp preszintetikusan) pozícionálódnak a radiális és tangenciális migráció során. Ez a folyamat egereknél nagyjából a gesztációs idő 11. és 18. napja közt zajlik le.
A corticalis lemez – amely a többrétegű neocortexet képezi – marginális zóna és a mélyen fekvő subcorticalis lemez közt helyezkedik el. A progenitor sejtek és sejtpopulációk fejlődésének részletei még nem teljesen ismertek. A sejtvonal vizsgálata azt mutatta, hogy a neocortex neurogenezisének kezdeti fázisaiban kialakulnak a piramissejtek összeköttetései a II. és VI. agykérgi rétegek között. A fejlődés előrehaladtával a progenitorok multipotens jellege erősen visszaesik. A felszíni rétegekben a progenitor sejtek kisebb plaszticitással rendelkeznek.
A neocortexben a neurogén progenitoroknak legalább három alaptípusa különböztethető meg: a neuroepithel, a radiális gliasejtek és az intermedier progenitorok. A sejtosztódásban résztvevő neuroepitheliális sejtek, amelyek a multipotens progenitor sejtvonalat képezik, szimmetrikus sejtosztódásban képződnek. Ezzel ellentétben a fejlődés korai szakaszában keletkező idegsejtek aszimmetrikusan osztódnak. Ahogy a neurogenezis előrehalad kialakul a radiális glia, amelyről sokáig úgy gondolták hogy fontos szerepe lehet a neuronok végső pozíciójának és funkciójának meghatározásában. Annyi bizonyos, hogy glia típus lényegi jelentőségű az agykéreg idegfejlődésében, többek közt a piramissejtek képződése során.
I–es típusú gátlósejtek bélyegkép|238x238px|Normál és gyors válasz jellemző mintázata (8 Hz)