hjernen er den del af centralnervesystemet, der er indeholdt i kraniets kraniumhulrum. Det omfatter hjernebarken, det limbiske system, basale ganglier, thalamus, hypothalamus og cerebellum. Der er tre forskellige måder, hvorpå en hjerne kan sektioneres for at se interne strukturer: en sagittal sektion skærer hjernen fra venstre mod højre, som vist i figur 1b, en koronal sektion skærer hjernen foran til bag, som vist i figur 1a, og en vandret sektion skærer hjernen top til bund.

hjernebark

den yderste del af hjernen er et tykt stykke nervesystemvæv kaldet hjernebarken, som foldes i bakker kaldet gyri (ental: gyrus) og dale kaldet sulci (ental: sulcus). Barken består af to halvkugler—højre og venstre—som er adskilt af en stor sulcus. Et tykt fiberbundt kaldet corpus callosum (Latin: “tough body”) forbinder de to halvkugler og gør det muligt at overføre information fra den ene side til den anden. Selvom der er nogle hjernefunktioner, der er lokaliseret mere til den ene halvkugle end den anden, er funktionerne i de to halvkugler stort set overflødige. Faktisk fjernes undertiden (meget sjældent) en hel halvkugle for at behandle svær epilepsi. Mens patienter lider nogle underskud efter operationen, kan de have overraskende få problemer, især når operationen udføres på børn, der har meget umodne nervesystemer.

Figur 1. Disse illustrationer viser (a) koronale og (b) sagittale dele af den menneskelige hjerne.

i andre operationer til behandling af svær epilepsi skæres corpus callosum i stedet for at fjerne en hel halvkugle. Dette forårsager en tilstand kaldet split-brain, som giver indsigt i unikke funktioner i de to halvkugler. For eksempel, når et objekt præsenteres for patienters venstre synsfelt, kan de muligvis ikke verbalt navngive objektet (og kan hævde at de slet ikke har set et objekt). Dette skyldes, at det visuelle input fra det venstre synsfelt krydser og kommer ind i højre halvkugle og derefter ikke kan signalere til talecentret, som generelt findes i venstre side af hjernen. Bemærkelsesværdigt, hvis en split-hjerne-patient bliver bedt om at hente et bestemt objekt ud af en gruppe objekter med venstre hånd, vil patienten være i stand til at gøre det, men vil stadig ikke være i stand til at identificere det vokalt.

figur 2. Den menneskelige hjernebark omfatter de frontale, parietale, tidsmæssige og occipitale lobes.

hver kortikale halvkugle indeholder regioner kaldet lobes, der er involveret i forskellige funktioner. Forskere bruger forskellige teknikker til at bestemme, hvilke hjerneområder der er involveret i forskellige funktioner: de undersøger patienter, der har haft skader eller sygdomme, der påvirker specifikke områder, og ser, hvordan disse områder er relateret til funktionelle underskud. De gennemfører også dyreforsøg, hvor de stimulerer hjerneområder og ser om der er adfærdsændringer. De bruger en teknik kaldet transmagnetisk stimulering (TMS) til midlertidigt at deaktivere specifikke dele af barken ved hjælp af stærke magneter placeret uden for hovedet; og de bruger funktionel magnetisk resonansafbildning (fMRI) til at se på ændringer i iltet blodgennemstrømning i bestemte hjerneområder, der korrelerer med specifikke adfærdsmæssige opgaver. Disse teknikker og andre har givet stor indsigt i funktionerne i forskellige hjerneområder, men har også vist, at ethvert givet hjerneområde kan være involveret i mere end en adfærd eller proces, og enhver given adfærd eller proces involverer generelt neuroner i flere hjerneområder. Når det er sagt, kan hver halvkugle i pattedyrs hjernebark opdeles i fire funktionelt og rumligt definerede lapper: frontal, parietal, temporal og occipital. Figur 2 illustrerer disse fire lobes af den menneskelige hjernebark.

figur 3. Forskellige dele af motorbarken styrer forskellige muskelgrupper. Muskelgrupper, der er naboer i kroppen, styres generelt også af nærliggende regioner i motorbarken. For eksempel er neuronerne, der styrer fingerbevægelsen, nær neuronerne, der styrer håndbevægelsen.

frontal lobe er placeret på forsiden af hjernen, over øjnene. Denne lobe indeholder den olfaktoriske pære, som behandler lugte. Frontallappen indeholder også motorbarken, hvilket er vigtigt for planlægning og implementering af bevægelse. Områder inden for motorbarken kort til forskellige muskelgrupper, og der er en vis organisation til dette kort, som vist i figur 3. For eksempel er neuronerne, der styrer fingers bevægelse, ved siden af neuronerne, der styrer håndens bevægelse. Neuroner i frontallappen styrer også kognitive funktioner som at opretholde opmærksomhed, tale og beslutningstagning. Undersøgelser af mennesker, der har beskadiget deres frontallober, viser, at dele af dette område er involveret i personlighed, socialisering og vurdering af risiko.

parietalloben er placeret øverst i hjernen. Neuroner i parietallappen er involveret i tale og også læsning. To af parietallobens hovedfunktioner er behandling af somatosensation-berøringsfølelser som tryk, smerte, varme, kulde—og behandling af proprioception—følelsen af, hvordan dele af kroppen er orienteret i rummet. Parietallappen indeholder et somatosensorisk kort over kroppen, der ligner motorbarken.

den occipitale lobe er placeret bag på hjernen. Det er primært involveret i vision—at se, genkende og identificere den visuelle verden.

den temporale lap er placeret i bunden af hjernen ved dine ører og er primært involveret i behandling og fortolkning af lyde. Den indeholder også hippocampus (græsk for “seahorse”)—en struktur, der behandler hukommelsesdannelse. Hippocampus er illustreret i figur 5. Hippocampus ‘ rolle i hukommelsen blev delvist bestemt ved at studere en berømt epileptisk patient, HM, der fik begge sider af sin hippocampus fjernet i et forsøg på at helbrede hans epilepsi. Hans anfald forsvandt, men han kunne ikke længere danne nye minder (selvom han kunne huske nogle fakta fra før sin operation og kunne lære nye motoriske opgaver).

hjernebark

sammenlignet med andre hvirveldyr har pattedyr usædvanligt store hjerner for deres kropsstørrelse. En hel alligator hjerne, for eksempel, ville fylde omkring en og en halv teskefulde. Denne stigning i forholdet mellem hjerne og kropsstørrelse er især udtalt hos aber, hvaler og delfiner. Mens denne stigning i den samlede hjernestørrelse uden tvivl spillede en rolle i udviklingen af kompleks adfærd, der er unik for pattedyr, fortæller den ikke hele historien. Forskere har fundet et forhold mellem det relativt høje overfladeareal af barken og den intelligens og komplekse sociale adfærd, som nogle pattedyr udviser. Dette øgede overfladeareal skyldes delvis øget foldning af det kortikale ark (mere sulci og gyri). For eksempel er en rottebark meget glat med meget få sulci og gyri. Kat og får cortices har mere sulci og gyri. Chimpanser, mennesker og delfiner har endnu mere.

figur 4. Pattedyr har større hjerne-til-krop-forhold end andre hvirveldyr. Inden for pattedyr er øget kortikal foldning og overfladeareal korreleret med kompleks opførsel.

basale ganglier

sammenkoblede hjerneområder kaldet basale ganglier (eller basale kerner), vist i figur 1b, spiller vigtige roller i bevægelseskontrol og kropsholdning. Skader på de basale ganglier, som i Parkinsons sygdom, fører til motoriske svækkelser som en blandet gang, når man går. De basale ganglier regulerer også motivation. For eksempel, da et hvepsestik førte til bilateral basalganglierskade hos en 25-årig forretningsmand, begyndte han at tilbringe alle sine dage i sengen og viste ingen interesse for noget eller nogen. Men da han blev eksternt stimuleret—som når nogen bad om at spille et kortspil med ham—var han i stand til at fungere normalt. Interessant nok rapporterer han og andre lignende patienter ikke, at de keder sig eller er frustrerede over deres tilstand.

Thalamus

figur 5. Det limbiske system regulerer følelser og anden adfærd. Det omfatter dele af hjernebarken placeret nær midten af hjernen, herunder cingulate gyrus og hippocampus samt thalamus, hypothalamus og amygdala.thalamus (græsk for “indre kammer”), illustreret i figur 5, fungerer som en port til og fra barken. Det modtager sensoriske og motoriske input fra kroppen og modtager også feedback fra barken. Denne feedbackmekanisme kan modulere bevidst bevidsthed om sensoriske og motoriske input afhængigt af dyrets opmærksomhed og ophidselsestilstand. Thalamus hjælper med at regulere bevidsthed, ophidselse og søvntilstande. En sjælden genetisk lidelse kaldet dødelig familiær søvnløshed forårsager degeneration af thalamiske neuroner og glia. Denne lidelse forhindrer berørte patienter i at kunne sove blandt andre symptomer og er til sidst dødelig.

Hypothalamus

under thalamus er hypothalamus, vist i figur 5. Hypothalamus styrer det endokrine system ved at sende signaler til hypofysen, en ært-størrelse endokrine kirtel, der frigiver flere forskellige hormoner, der påvirker andre kirtler samt andre celler. Dette forhold betyder, at hypothalamus regulerer vigtig adfærd, der styres af disse hormoner. Hypothalamus er kroppens termostat—det sørger for, at nøglefunktioner som mad og vandindtag, energiforbrug og kropstemperatur holdes på passende niveauer. Neuroner i hypothalamus regulerer også døgnrytmer, undertiden kaldet søvncyklusser.

limbisk System

det limbiske system er et forbundet sæt strukturer, der regulerer følelser såvel som adfærd relateret til frygt og motivation. Det spiller en rolle i hukommelsesdannelse og inkluderer dele af thalamus og hypothalamus såvel som hippocampus. En vigtig struktur inden for det limbiske system er en temporal lobstruktur kaldet amygdala (græsk for “mandel”), illustreret i figur 5. De to amygdala er vigtige både for følelsen af frygt og for at genkende bange ansigter. Cingulate gyrus hjælper med at regulere følelser og smerte.

Cerebellum

cerebellum (Latin for “lille hjerne”), vist i figur 2, sidder ved bunden af hjernen oven på hjernestammen. Cerebellum styrer balance og hjælper med at koordinere bevægelse og lære nye motoriske opgaver.

hjernestamme

hjernestammen, illustreret i figur 2, forbinder resten af hjernen med rygmarven. Den består af mellemhjernen, medulla oblongata og pons. Motoriske og sensoriske neuroner strækker sig gennem hjernestammen, hvilket giver mulighed for relæ af signaler mellem hjernen og rygmarven. Stigende neurale veje krydser i dette afsnit af hjernen, hvilket gør det muligt for venstre hjernehalvdel at kontrollere højre side af kroppen og omvendt. Hjernestammen koordinerer motorstyringssignaler sendt fra hjernen til kroppen. Hjernestammen styrer flere vigtige funktioner i kroppen, herunder årvågenhed, ophidselse, vejrtrækning, blodtryk, fordøjelse, puls, synke, gå og sensorisk og motorisk informationsintegration.

prøv det

bidrage!

havde du en ide til forbedring af dette indhold? Vi ville elske dit input.

forbedre denne sidelær mere