Hopp til innhold

Hjerne

Rediger lenker
Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
(Omdirigert fra «Hjernen»)
Menneskehjerne.

Hjernen(gresk:encephalon,«i hode») er kontrollsenteret isentralnervesystemethos dyr. De fleste dyr har hjernen i hodet, nær hovedsanseapparatet og munnen. Mens allevirveldyrharnervesystemmed hjerne, harvirvelløse dyrenten nervesystem med en sentralisert hjerne eller samlinger avganglier.Hjernen er ekstremt kompleks, menneskehjernen inneholder 10-100 milliardernerveceller,og hver av dem er koblet til rundt 10 000 andre.[1]Dette enorme antallet sammenkoblinger gjør menneskehjernen i stand til å viseintelligens.

Historie

[rediger|rediger kilde]

De tidligste undersøkelser av hjernens funksjon ga en oppfatning av den som et slags «kraniefyll». IEgypt,framellomriketog framover, var det vanlig at hjernen ble fjernet vedmumifisering,fordi egypterne mente at intelligensen fantes ihjertet.IfølgeHerodotforegikk de første stegene i en mumifisering på følgende måte:«Den mest perfekte metoden er å fjerne mest mulig av hjernen med en jernkrok, og det som jernkroken ikke kan nå, blandes meddroger.»IAntikkens Hellasvar det forskjellig syn på hjernens funksjon; rundt 400 f.Kr. menteHippokratesden var sentrum for intelligensen, mensAristotelesrundt 300 f.Kr. mente at hjernen varblodetskjølemekanisme, og hjertet var sentrum for intelligensen. I løpet av de siste par tusen år har dette synet på hjernen snudd.

Oversikt

[rediger|rediger kilde]

Hjernen er ikke bare et viktig sentrum for fornuft og intelligens, den er også kilden tilkognisjon,emosjon,hukommelse,motorikkoglæring.Den kontrollerer og koordinerer også de flestesansesystemer,bevegelseogadferd,i tillegg til at den kontrollerer kroppenshomeostase-funksjoner, slik som hjerterytme,blodtrykk,væskebalanse og kroppstemperatur. Men noen funksjoner som enklereflekserog basisbevegelser, kan kun utløses gjennomryggmargskontroll.

De fleste hjerner har et synlig skille mellomgrå substansoghvit substans.Grå substans består avnervecellekropperog hvit substans består avnervefibre(aksoner) som forbinder nervecellene med hverandre. Aksonene er omgitt av etisolerendefettbeleggkaltmyelinsom gir den hvite substansen sin farge. Det ytre, synlige laget av hjernen erhjernebarkensom består av grå substans.

Studiet av hjernen kallesnevrovitenskap,et område ibiologienviet til å forstå hjernens funksjoner på alle nivåer, framolekyl-nivå og opp tilpsykologisknivå.

Hjerne og bevissthet

[rediger|rediger kilde]

Anatomiskogfysiologiskskjelner man mellom bevissthetsnivåog bevissthetsinnhold.Bevissthetsnivået reguleres i hjernen primært gjennomretikulærsubstansen;den circadianske rytme(døgnrytmen) styres via sentre ihypothalamusogepifysen.Selve bevissthetsinnholdet fylles av et samspill mellom kortikal aktivitet i forskjellige avsnitt av storehjernen.

Innenbevissthetsfilosofienskilles det ofte mellomsinnetog hjernen, og diskusjonen om forbindelsen mellom disse har ført tilkropp og sjel-problemet.Hjernen defineres som en fysisk, biologisk substans i hodeskallen som er ansvarlig for alleelektrokjemiskenerveprosesser. Sinnet blir imidlertid sett i sammenheng med mentale egenskaper somtroogbegjær.Noen mener at sinnet på noen måter eksisterer uavhengig av hjernen, som i ensjelellerepifenomen.Andre, som for eksempelstrong AI-teoretikere, sier at bevisstheten er direkte sammenlignbar med etdataprogramog hjernen med endatamaskin.

Komparativ anatomi

[rediger|rediger kilde]
Musehjerne.

Det er tre grupper av dyr som har spesielt komplekse hjerner:leddyr(insekterogkrepsdyr),blekkspruterog lignendebløtdyr,ogvirveldyr.[2]Hjernen til leddyr og blekkspruter kommer opp fra to parallelle nervetråder som strekker seg gjennom dyrets kropp. Leddyrene har en sentral hjerne med tre deler og store «optiske lapper» bak hvertøyefor synsprosessering[2].

Hjernen til virveldyr utvikler seg fra denanteriore(forreste) delen av et enkeltdorsaltnevralrør,som senere blir tilryggmargen.[3]I virveldyr som harkranierbeskyttes hjernen av skallebeinet. Økende kompleksitet ihjernebarkenkorrelerer medfylogenetiske- ogevolusjonære stamtreet.Primitive virveldyr somfisk,reptilerogamfibierhar mindre enn seks lag av nevroner i hjernens ytre lag. Denne formen for hjernebark kallesallocortex.[4]

Mer komplekse virveldyr sompattedyrenehar en hjernebark som består av seks lag (neocortex) i tillegg til allocortex i deler av hjernen[4].Hos pattedyr er en sterk folding på hjernebarken karakteristisk for dyr med avanserte hjerner. Foldingene gir en stor overflate med plass for mer grå substans og flere nerveceller på et mindre volum som gjør hjernen kompakt nok til å passe i skallen. Furene mellom foldene kalles(sulci)og foldenes forhøyninger kalles hjernevindinger(gyri).

Bortsett fra denembryologiskeinndelingen av hjernen, kan plassering av de spesifikke furene og vindingene, primære sensoriske områder og andre strukturer variere mellom artene. Og selv om menneskehjernenshistologigenerelt sett er lik fra person til person, kan den strukturelleanatomienvariere.

Virvelløse dyr

[rediger|rediger kilde]

Insekteneshjerne består av fire segmenter:optiske lapper, protocerebrum, deutocerebrumogtritocerebrum.De optiske lappene finnes bak hvertøye,og prosesserer visuellstimuli.Protocerebrum inneholder «mushroom bodies»(corpora pedunculata)som responderer påluktog er viktig forlæringoghukommelse,i tillegg tilcentral complexsom spiller en rolle i motorisk kontroll og visuell orientering. Mushroom body-strukturene hos noenarter,sombier,mottar i tillegg signaler frasynssystemet.Deutocerebrum omfatterantennelappene,som ligner på pattedyrenesluktelapp(bulbus olfactorius)ogmekanosensoriskneuropilsom mottar informasjon fraberøringsreseptorenei hodet og iantennene.Antennelappene tilfluerogmøller svært komplekse.

Hosblekkspruterog andrebløtdyrbestår hjernen av to regioner: densupraesophagealeog densubesophagealesubstansen (Latin:sub= under/nedenfor,supra= over/ovenfor,øsofagus= spiserør), adskilt avspiserøret.Substansen over og under spiserøret er forbundet på begge sider av spiserøret avbasallappenog dedorsalemagnocellulærelappene. De store optiske lappene blir noen ganger ikke regnet som en del av hjernen, fordi de er atskilt fra denanatomiskog bare forbundet med optiske stilker. De optiske lappene prosesserer imidlertid mye visuell informasjon, og er derfor funksjonsmessig en del av hjernen.

Virveldyr

[rediger|rediger kilde]

Telencephalon,ellerstorehjernen(cerebrum),er den største regionen i hjernen til pattedyr. Denne strukturen er den mest synlige, og hva de fleste assosierer med «hjernen». Hos mennesker har hjernen en sterkt foldet overflate, med dype furer og forhøyninger (hjernevindinger). Hos virveldyr som ikke har storehjerne, ermetencephalondet høyeste senteret i hjernen. På grunn av at mennesket går oppreist, har hjernen en «bøy» mellomhjernestammenog storehjernen. Andre virveldyr har ikke denne bøyen, derfor kan sammenligning av hjernestrukturer mellom mennesker og andre virveldyr være forvirrende.

Bak (ellerunderhos mennesker) storehjernen erlillehjernen(cerebellum).Lillehjernen er hovedsakelig involvert i motorisk kontroll[5],og er forbundet tilponsmedhvit substans,tykke nervefibre(pedunculi cerebellares).[4].Både storehjernen og lillehjernen er delt i to halvdeler (hemisfærer). Hjernehalvdelene i storehjernen er forbundet med hverandre medhjernebjelken(corpus callosum),en struktur bestående av hvit substans.Luktelappen(bulbus olfactorius)er en utvekst fra storehjernen av betydelig størrelse hos mange dyr, men hos mennesker og andreprimaterer den relavtivt liten.

Virveldyrenesnervesystemskiller seg ut medencefaliseringogbilateral symmetri.Encefalisering refererer til tendensen mer komplekse organismer har til å utvikle større hjerner gjennomevolusjonen.Større virveldyr utvikler et komplekst, lagdelt og sammenkoblet nevralt kretssystem. Hos nyere arter som er nært beslektet med de første virveldyrene, er hjernen dekket medgrå substansmed en tre-lags struktur(allocortex).Deres hjerner inneholder også hvit substans under overflaten, som består av områder med nervekjerner og nervefibre. Det meste av menneskets hjerne er dekket avhjernebark(cortex cerebri),og den har seks lag mednerveceller(neocortex).

Virveldyrenes hjerneregioner

[rediger|rediger kilde]
Diagram som viser hoveddelene av hjernen til virveldyr på fosterstadiet.

Ifølge hierarkiet basert på evolusonær utvikling og utvikling på fosterstadiet erryggstrengdyreneshjerne dannet av tre regioner som senere utvikler seg til fem deler:

Hjernen kan også klassifiseres etter funksjon, og omfatter da disse delene:

Fosterutvikling av hjernen hos mennesket:

Organisering av den utvokste menneskehjernen:

Hjernen
(encephalon) 		Forhjernen
(prosencephalon) 		Telencephalon
(storehjernen) 		Hjernebarken
Basalganglia
Det limbiske system
Diencephalon Thalamus
Hypothalamus
Midthjernen
(mesencephalon)
Bakhjernen
(rhombencephalon) 		Metencephalon Lillehjernen
Pons
Myencephalon(medulla)

Menneskehjernen

[rediger|rediger kilde]
Storehjernen er inndelt i "lapper", på denne skissen markert med forskjellige farger (pannelappen- rødt,tinninglappen– grønt,isselappen– oransje,bakhodelappen– gult).Lillehjernenses i blått.Hjernestammenses i sort.

Menneskehjernens struktur skiller seg fra andre dyrs hjerner på forskjellige viktige områder. Disse forskjellene gir menneskene «høyere» egenskaper som for eksempel avansertekognitiveevner. Menneskelig encefalisering finnes spesielt i neocortex, den mest komplekse delen av hjernebarken. Områdene som omfatter neocortex, spesielt denprefrontale cortex,er større hos mennesker enn hos alle andre dyr.

Mennesker har unik nervekapasitet, men mye av hjernestrukturen ligner på strukturen til andre dyrehjerner. Grunnleggende systemer som gjør atnervesystemetreagerer på stimulus, sanser hendelser i omgivelsene, og som overvåker kroppstilstanden er lik hos mennesker og virveldyr. Nervekoblingen som ligger til grunn forbevissthetenomfatter bådeneocortexogprototypiskestrukturer ihjernestammen.Menneskehjernen har også et enormt antallsynaptiskeforbindelser som tillater en stor grad avparallell prosessering.

Storehjernener organisert i lapper:

Hjernen består avhjernebarkensom, hos menneske, er 2mm – 4mm tykk og som har rundt 20 milliardernerveceller.Forøvrig er det nerveceller i kjernene,lillehjernenog den forlengede marg. Totalt er det omtrent 100 milliarder nerveceller i hjernen og et betydelig større antallgliaceller(«støtteceller»).

Overflaten er buktet medvindinger(gyrusi flertallgyri). I mellomgyrier det ensulcus(flertall:sulci). Noen gyri er koblet til funksjoner, men for det meste er det bare svake relasjoner mellom funksjoner og gyri. Nervecellene er organisert i mikrokolonner i hjernebarken, i store deler av hjernen er det omtrent 110 nerveceller i hver. Denne organiseringen er lik hos mange høyerestående dyr. Mikrokolonnene organiseres i sin tur i større kolonner. Det er lite kjent om relasjonen mellom kolonnene og funksjoner. Hos mennesket er det antatt at 95 % av nervefibre som går ut av hjernebarken, går tilbake til hjernebarken, mens 5 % går til sentrale kjerner,hjernestammeno.l. Hos rotter er dette forholdet omtrent 50/50.

Man deler hjernen inn i grå substans og hvit substans. Grå substans er områdene med mange nerveceller. Det er i praksishjernebarkenogkjernenei hjernen. Hvit substans er området med utløpere (aksoner) fra nervecellene. Fargen skyldes fett istøttecellene(gliaceller).

MR-skanning av en menneskehjerne. Bildet viser vannrette snitt av hjernen fra toppen av hodet og nedover.

Hjernen er antatt å fungere ved hjelp av elektriske impulser (aksjonspotensialer) i nerveceller.

Registrering av hjerneaktiviteten gjøres direkte vedelektroencefalografiog indirekte via metabolisme vedPETeller ved måling av blodgjennomstrømning ved fMRIellerSPECT.

Psykologiprofessor Paul Reber anslår at hjernen som «minnepinne» har plass til rundt 2.500 millionergigabyte,tilsvarende rundt 300 år medvideoav TV-kvalitet.[6]

Referanser

[rediger|rediger kilde]
  1. ^Brain Facts and Figures
  2. ^abButler, Ann B. (2000). «Chordate Evolution and the Origin of Craniates: An Old Brain in a New Head».The Anatomical Record.261: 111–125.
  3. ^Kandel, ER (2000).Principles of Neural Science(4th ed. utg.). New York: McGraw-Hill.ISBN 0-8385-7701-6.
  4. ^abcMartin, John H. (1996).Neuroanatomy: Text and Atlas(Second Edition utg.). New York: McGraw-Hill.ISBN 0-07-138183-X.
  5. ^Kandel, ER (2000).Principles of Neural Science(4th ed. utg.). New York: McGraw-Hill.ISBN 0-8385-7701-6.
  6. ^http:// tera-player /Brain_capacity.pdf

Eksterne lenker

[rediger|rediger kilde]
Hentet fra «https://no.wikipedia.org/w/index.php?title=Hjerne&oldid=24209190»