de hersenen zijn het deel van het centrale zenuwstelsel dat zich in de schedelholte bevindt. Het omvat de hersenschors, limbisch systeem, basale ganglia, thalamus, hypothalamus, en cerebellum. Er zijn drie verschillende manieren waarop een brein kan worden onderverdeeld om interne structuren te bekijken: een sagittale sectie snijdt de hersenen van links naar rechts, zoals getoond in Figuur 1b, een coronale sectie snijdt de hersenen van voor naar achter, zoals getoond in Figuur 1a, en een horizontale sectie snijdt de hersenen van boven naar beneden.

cerebrale Cortex

het buitenste deel van de hersenen is een dik deel van het zenuwstelsel weefsel genaamd de cerebrale cortex, die is gevouwen in heuvels genaamd gyri (enkelvoud: gyrus) en valleien genaamd sulci (enkelvoud: sulcus). De cortex bestaat uit twee hemisferen—rechts en links-die worden gescheiden door een grote sulcus. Een dikke vezel bundel genaamd het corpus callosum (Latijn: “tough body”) verbindt de twee hemisferen en laat informatie van de ene naar de andere kant worden doorgegeven. Hoewel er sommige hersenfuncties zijn die meer gelokaliseerd zijn op de ene hemisfeer dan op de andere, zijn de functies van de twee hemisferen grotendeels overbodig. In feite wordt soms (zeer zelden) een hele hemisfeer verwijderd om ernstige epilepsie te behandelen. Terwijl de patiënten sommige tekorten na de operatie lijden, kunnen zij verrassend weinig problemen hebben, vooral wanneer de operatie wordt uitgevoerd op kinderen die zeer onvolwassen zenuwstelsel hebben.

figuur 1. Deze illustraties tonen de (A) coronale en (b) sagittale delen van het menselijk brein.

bij andere operaties voor de behandeling van ernstige epilepsie wordt het corpus callosum gesneden in plaats van een hele hemisfeer te verwijderen. Dit veroorzaakt een voorwaarde genoemd split-brain, die inzicht in unieke functies van de twee hemisferen geeft. Bijvoorbeeld, wanneer een object wordt gepresenteerd aan het linker gezichtsveld van de patiënt, kunnen ze niet in staat zijn om het object verbaal een naam te geven (en kunnen beweren dat ze een object helemaal niet hebben gezien). Dit komt omdat de visuele input van het linker gezichtsveld kruist en de rechter hemisfeer binnengaat en dan niet naar het spraakcentrum kan signaleren, dat over het algemeen in de linkerhelft van de hersenen wordt gevonden. Opmerkelijk is dat als een split-brain patiënt wordt gevraagd om een specifiek object op te halen uit een groep van objecten met de linkerhand, de patiënt in staat zal zijn om dit te doen, maar zal nog steeds niet in staat zijn om vocaal te identificeren.

Figuur 2. De menselijke hersenschors omvat de frontale, pariëtale, temporale en occipitale kwabben.

elke corticale hemisfeer bevat gebieden genaamd lobben die betrokken zijn bij verschillende functies. Wetenschappers gebruiken verschillende technieken om te bepalen welke hersengebieden betrokken zijn bij verschillende functies: ze onderzoeken patiënten die verwondingen of ziekten hebben gehad die specifieke gebieden beïnvloeden en zien hoe die gebieden zijn gerelateerd aan functionele tekorten. Ze voeren ook dierstudies uit waar ze hersengebieden stimuleren en kijken of er gedragsveranderingen zijn. Ze gebruiken een techniek genaamd transmagnetische stimulatie (TMS) om tijdelijk specifieke delen van de cortex te deactiveren met behulp van sterke magneten buiten het hoofd; en ze gebruiken functionele magnetic resonance imaging (fMRI) om te kijken naar veranderingen in zuurstofrijke bloedstroom in bepaalde hersengebieden die correleren met specifieke gedragstaken. Deze technieken, en anderen, hebben groot inzicht in de functies van verschillende hersenengebieden gegeven maar hebben ook aangetoond dat om het even welk bepaald hersenengebied bij meer dan één gedrag of proces kan worden betrokken, en om het even welk bepaald gedrag of proces impliceert over het algemeen neuronen in veelvoudige hersenengebieden. Dat gezegd hebbende, kan elke hemisfeer van de hersenschors van zoogdieren worden opgesplitst in vier functioneel en ruimtelijk gedefinieerde kwabben: frontaal, pariëtaal, temporaal en occipitaal. Figuur 2 illustreert deze vier kwabben van de menselijke hersenschors.

Figuur 3. Verschillende delen van de motorische cortex controleren verschillende spiergroepen. Spiergroepen die buren in het lichaam zijn, worden over het algemeen ook gecontroleerd door naburige regio ‘ s van de motorische cortex. Bijvoorbeeld, de neuronen die vingerbeweging controleren zijn in de buurt van de neuronen die handbeweging controleren.

de frontale kwab bevindt zich aan de voorzijde van de hersenen, boven de ogen. Deze kwab bevat de olfactorische bol, die geuren verwerkt. De frontale kwab bevat ook de motorische cortex, wat belangrijk is voor het plannen en uitvoeren van beweging. Gebieden binnen de motorische cortex kaart naar verschillende spiergroepen, en er is enige organisatie aan deze kaart, zoals weergegeven in Figuur 3. Bijvoorbeeld, de neuronen die de beweging van de vingers controleren zijn naast de neuronen die de beweging van de hand controleren. Neuronen in de frontale kwab controleren ook cognitieve functies zoals het handhaven van aandacht, spraak en besluitvorming. Studies van mensen die hun frontale kwabben hebben beschadigd tonen aan dat delen van dit gebied betrokken zijn bij persoonlijkheid, socialisatie en het beoordelen van risico ‘ s.

de pariëtale kwab bevindt zich aan de bovenkant van de hersenen. Neuronen in de pariëtale kwab zijn betrokken bij spraak en ook lezen. Twee van de belangrijkste functies van de pariëtale kwab zijn het verwerken van somatosensatie—aanraakgevoelens zoals druk, pijn, warmte, kou—en het verwerken van proprioceptie—het gevoel van hoe delen van het lichaam in de ruimte zijn georiënteerd. De pariëtale kwab bevat een somatosensorische kaart van het lichaam vergelijkbaar met de motorische cortex.

de occipitale kwab bevindt zich aan de achterkant van de hersenen. Het is voornamelijk betrokken bij het zien, herkennen en identificeren van de visuele wereld.

de temporale kwab bevindt zich aan de basis van de hersenen door uw oren en is voornamelijk betrokken bij het verwerken en interpreteren van geluiden. Het bevat ook de hippocampus—Grieks voor “zeepaardje”) – een structuur die geheugenvorming verwerkt. De hippocampus is afgebeeld in Figuur 5. De rol van de hippocampus in het geheugen werd gedeeltelijk bepaald door het bestuderen van een beroemde epileptische patiënt, HM, die beide zijden van zijn hippocampus verwijderd in een poging om zijn epilepsie te genezen. Zijn aanvallen gingen weg, maar hij kon geen nieuwe herinneringen meer vormen (hoewel hij zich enkele feiten van voor zijn operatie kon herinneren en nieuwe motorische taken kon leren).

cerebrale Cortex

vergeleken met andere gewervelde dieren hebben zoogdieren uitzonderlijk grote hersenen voor hun lichaamsgrootte. De hersenen van een alligator vullen bijvoorbeeld anderhalve theelepel. Deze toename van de verhouding tussen hersenen en lichaam is vooral uitgesproken bij apen, walvissen en dolfijnen. Hoewel deze toename van de totale hersengrootte ongetwijfeld een rol speelde in de evolutie van complex gedrag dat uniek is voor zoogdieren, vertelt het niet het hele verhaal. Wetenschappers hebben een relatie gevonden tussen de relatief hoge oppervlakte van de cortex en de intelligentie en complexe sociale gedrag tentoongesteld door sommige zoogdieren. Deze grotere oppervlakte is deels te wijten aan het meer vouwen van de corticale plaat (meer sulci en gyri). Bijvoorbeeld, een rat cortex is zeer glad met zeer weinig sulci en gyri. Kat en schapen cortices hebben meer sulci en gyri. Chimpansees, mensen en dolfijnen hebben nog meer.

Figuur 4. Zoogdieren hebben grotere hersenen-lichaam verhoudingen dan andere gewervelde dieren. Binnen zoogdieren is het toegenomen corticale vouwen en de oppervlakte gecorreleerd met complex gedrag.

basale Ganglia

onderling verbonden hersengebieden die de basale ganglia (of basale kernen) worden genoemd, zoals weergegeven in Figuur 1b, spelen een belangrijke rol in de bewegingscontrole en de houding. Schade aan de basale ganglia, zoals bij de ziekte van Parkinson, leidt tot motorische stoornissen zoals een schuifelende gang tijdens het lopen. De basale ganglia reguleren ook de motivatie. Bijvoorbeeld, toen een wespensteek leidde tot bilaterale basale ganglia schade bij een 25-jarige zakenman, begon hij al zijn dagen in bed door te brengen en toonde geen interesse in iets of iemand. Maar toen hij extern werd gestimuleerd-zoals wanneer iemand vroeg om een kaartspel met hem te spelen—was hij in staat om normaal te functioneren. Interessant, hij en andere soortgelijke patiënten niet melden zich verveeld of gefrustreerd door hun toestand.

Thalamus

Figuur 5. Het limbisch systeem reguleert emotie en ander gedrag. Het omvat delen van de hersenschors in de buurt van het centrum van de hersenen, met inbegrip van de cingulate gyrus en de hippocampus evenals de thalamus, hypothalamus en amygdala.

de thalamus (Grieks voor “binnenste kamer”), afgebeeld in Figuur 5, fungeert als een poort naar en van de cortex. Het ontvangt sensorische en motorische ingangen van het lichaam en ontvangt ook feedback van de cortex. Dit feedbackmechanisme kan het bewuste bewustzijn van sensorische en motorische ingangen moduleren, afhankelijk van de aandacht en de opwindingstoestand van het dier. De thalamus helpt bij het reguleren van bewustzijn, opwinding, en slaap Staten. Een zeldzame genetische aandoening genaamd fatale familiale slapeloosheid veroorzaakt de degeneratie van thalamische neuronen en glia. Deze aandoening voorkomt dat de getroffen patiënten kunnen slapen, onder andere symptomen, en is uiteindelijk fataal.

Hypothalamus

onder de thalamus bevindt zich de hypothalamus, weergegeven in Figuur 5. De hypothalamus controleert het endocriene systeem door het verzenden van signalen naar de hypofyse, een erwt-sized endocriene klier die verscheidene verschillende hormonen die andere klieren evenals andere cellen beà nvloeden vrijgeeft. Deze relatie betekent dat de hypothalamus belangrijke gedragingen regelt die door deze hormonen worden gecontroleerd. De hypothalamus is de thermostaat van het lichaam—het zorgt ervoor dat belangrijke functies zoals voedsel-en wateropname, energieverbruik en lichaamstemperatuur op passende niveaus worden gehouden. De neuronen binnen de hypothalamus regelen ook circadiaanse ritmes, soms genoemd slaapcycli.

limbisch systeem

het limbisch systeem is een aaneengesloten verzameling structuren die emotie, evenals gedrag gerelateerd aan angst en motivatie reguleert. Het speelt een rol in geheugenvorming en omvat delen van de thalamus en hypothalamus evenals de hippocampus. Een belangrijke structuur binnen het limbisch systeem is een temporale kwabstructuur genaamd de amygdala (Grieks voor “amandel”), geïllustreerd in Figuur 5. De twee amygdala ‘ s zijn belangrijk voor zowel het gevoel van angst als voor het herkennen van angstige gezichten. De cingulate gyrus helpt emoties en pijn te reguleren.

Cerebellum

het cerebellum (Latijn voor” kleine hersenen”), weergegeven in Figuur 2, bevindt zich aan de basis van de hersenen bovenop de hersenstam. Het cerebellum controleert balans en helpt bij het coördineren van beweging en het leren van nieuwe motorische taken.

hersenstam

de hersenstam, geïllustreerd in Figuur 2, verbindt de rest van de hersenen met het ruggenmerg. Het bestaat uit de middenhersenen, medulla oblongata en de pons. Motorische en zintuiglijke neuronen strekken zich uit door de hersenstam toestaand voor het relais van signalen tussen de hersenen en het ruggenmerg. Stijgende neurale paden kruisen in dit deel van de hersenen waardoor de linkerhersenhelft van het cerebrum om de rechterkant van het lichaam te controleren en vice versa. De hersenstam coördineert de motorische besturingssignalen van de hersenen naar het lichaam. De hersenstam regelt verschillende belangrijke functies van het lichaam, waaronder alertheid, opwinding, ademhaling, bloeddruk, spijsvertering, hartslag, slikken, lopen en sensorische en motorische informatie-integratie.

bijdragen!

verbeter deze pagina leer meer