Hjernen: Definition, funktion, struktur og beskyttelse hos dyr og mennesker
Lær om hjernen: definition, struktur, funktion og beskyttelse hos dyr og mennesker — fra nerveceller til kranie og unikke evolutionære tilpasninger.
Hjernen er den del af kroppen, som gør det muligt for dyr og mennesker at tænke og udføre kropsfunktioner, f.eks. at fortælle resten af kroppen, hvad den skal gøre. Den får input fra sanseorganer og ændrer adfærd som reaktion på disse oplysninger. Hos mennesker styrer hjernen også vores sprogbrug og er i stand til at tænke abstrakt. Hjernen er det vigtigste kontrolcenter for hele kroppen. Hjernen består af særlige celler, der kaldes nerver, som er forbundet med hinanden og med andre nerver i vores krop. Hos alle dyr er hjernen beskyttet på en eller anden måde. Hos os selv og alle hvirveldyr er den beskyttet af kranieknoglerne. Hos spætter er hjernen beskyttet af tungen, som er viklet rundt om hjernen.
Struktur
Overordnet inddeling:
- Storhjernen (cerebrum) – ansvarlig for bevidst tænkning, sprog, sanser og frivillige bevægelser. Overfladen består af hjernebarken (cortex), som er foldet for at øge overfladearealet.
- Den limbiske struktur – styrer følelser og hukommelse (fx hippocampus og amygdala).
- Basalganglierne – vigtige for bevægelseskontrol og vaner.
- Lillehjernen (cerebellum) – koordination, balance og finmotorik.
- Hjernestammen – forbinder hjernen med rygmarven og styrer mange livsnødvendige funktioner som vejrtrækning, puls og blodtryk.
Celler og kommunikation
Nevroner (nerveceller) sender og modtager elektriske og kemiske signaler via aksoner og dendritter. Kontaktpunkterne, hvor neuroner kommunikerer, kaldes synapser.
Gliaceller understøtter neuronerne: astrocytter regulerer miljøet omkring neuroner, oligodendrocytter danner myelin (isolerende lag) i centralnervesystemet, og mikroglia fungerer som immunceller i hjernen.
Neurotransmittere som glutamat, GABA, dopamin, serotonin og acetylcholin formidler signaler mellem celler og påvirker alt fra bevægelse til humør og hukommelse.
Funktion
- Sensorisk behandling: Modtagelse og fortolkning af sanseindtryk fra øjne, ører, hud, smag og lugt.
- Motorisk kontrol: Planlægning og udførelse af bevægelser.
- Autonome funktioner: Regulering af kredsløb, åndedræt, fordøjelse og temperatur.
- Kognition og adfærd: Tænkning, sprog, problemløsning, beslutningstagning, hukommelse og følelser.
- Homeostase og overlevelse: Styring af hormonproduktion via hypofysen og opretholdelse af indre balance.
Beskyttelse
Fysiske beskyttelseslag hos mennesker og hvirveldyr:
- Kraniet (og ryghvirvlerne for rygmarven) danner en hård skal om hjernen.
- Meninges: Tre bindevævslag – dura mater, arachnoidea og pia mater – yder beskyttelse og støtte.
- Cerebrospinalvæsken (CSF) virker som støddæmper og transportmedium for næringsstoffer og affaldsstoffer.
- Blod-hjerne-barrieren begrænser hvilke stoffer fra blodet der kan trænge ind i hjernen og beskytter mod toksiner og infektioner.
Variation hos dyr: Ikke alle dyr har et hvirveldyrs-kranie; insekter og andre hvirvelløse dyr har ofte et netværk af ganglier eller et centraliseret hjerneknude beskyttet af et exoskelet. Nogle dyr har udviklet særlige løsninger: for eksempel beskytter spætter deres hjerne mod gentagne stød ved en kombination af kranieopbygning og ved, at tungen og tilhørende strukturer fungerer som en slags støddæmper omkring hjernen.
Blodforsyning og risici
Hjernen får sin ilt og glukose via et rigt karsystem (bl.a. halspulsårerne og rygmarvsarterierne). Forstyrrelser i blodforsyningen kan føre til slagtilfælde (apopleksi), som hurtigt skader hjernevæv. Beskyttende mekanismer som blod-hjerne-barrieren beskytter mod mange skadelige stoffer, men gør også behandling af nogle hjernesygdomme mere kompliceret.
Udvikling, plasticitet og sygdom
- Udvikling: Hjernen udvikles gennem fosterstadiet og barndommen; tidlig erfaring og stimulering former hjernekredsløb.
- Plastisitet: Hjernen kan ændre forbindelser som respons på læring eller skade (neuroplasticitet).
- Sygdomme og skader: Alzheimers, Parkinsons, infektioner, skader efter traume og metabolske sygdomme påvirker hjernens funktion.
Praktiske bemærkninger
- Søvn, kost og motion påvirker hjernens sundhed direkte: god søvn og regelmæssig fysisk aktivitet fremmer hukommelse og forebygger sygdom.
- Forebyggelse af skader: Brug af sikkerhedsudstyr (hjelm mv.) og hurtig behandling ved hovedtraume eller symptomer på slagtilfælde øger chancerne for bedring.
Hjernen er dermed både et komplekst organ med specialiserede regioner og celler, og et system hvor beskyttelse, blodforsyning og samarbejde mellem millioner af neuroner sikrer vores evne til at sanse, handle, tænke og føle.
Funktionelle områder i hjernebarken.
Funktion
Hjernen tænker, lærer og føler for kroppen. For mennesker er den kilden til bevidsthed. Hjernen styrer også grundlæggende autonome kropshandlinger som vejrtrækning, fordøjelse og hjerteslag, der sker automatisk. Disse aktiviteter, og meget andet, styres af hjernens og nervesystemets ubevidste funktioner. Alle de oplysninger om verden, som vores sanser indsamler, sendes gennem nerverne til hjernen, så vi kan se, høre, lugte, smage og føle ting. Hjernen bearbejder disse oplysninger, og vi oplever dem som billeder, lyde osv. Hjernen bruger også nerverne til at fortælle kroppen, hvad den skal gøre, f.eks. ved at bede musklerne om at bevæge sig eller vores hjerte om at slå hurtigere.
Dette er generelt rigtigt, men nogle aktiviteter forårsages direkte af rygmarven, f.eks. reflekshandlinger, som ikke involverer hjernen. Hos lavere dyr sker der meget, uden at hjernen er involveret.
Alle hvirveldyr har en hjerne, og med tiden har deres hjerner udviklet sig til at blive mere komplekse. Nogle simple dyr, som f.eks. svampe, har dog ikke noget, der ligner en hjerne. Segmenterede hvirvelløse dyr har ganglier i hvert segment og en ring af nervevæv omkring fordøjelseskanalen fortil. Dette virker til at bringe sanseoplysninger fra forsiden i spil med kroppens bevægelse.
Dele
Hos pattedyr består hjernen af tre hoveddele: storhjernen, lillehjernen og hjernestammen. Overfladen af storhjernen er hjernebarken, som alle hvirveldyr har. Pattedyr har også et ekstra lag, neocortex. Dette er nøglen til den adfærd, der er typisk for pattedyr, især mennesker.
Cerebral cortex
Cortex har sensoriske, motoriske og associationsområder. De sensoriske områder er de områder, der modtager og behandler information fra sanserne. De motoriske områder kontrollerer frivillige bevægelser, især fine bevægelser, der udføres af hånden. Den højre halvdel af det motoriske område styrer den venstre side af kroppen og omvendt. Associeringsområderne producerer en meningsfuld oplevelse af verden og understøtter abstrakt tænkning og sprog. Dette gør det muligt for os at interagere effektivt. De fleste forbindelser er fra et område af cortex til et andet, snarere end til subkortikale områder; tallet kan være så højt som 99 %.
Cerebellum
Lillehjernen koordinerer musklerne, så de arbejder sammen. Det er også centrum for at holde position og balance og for motoriske færdigheder. Det er en af de ældste dele af hjernen og sidder bagest under hjernebarken.
Thalamus
Thalamus samler input fra de fleste af sanserne. Det er det sted i hjernen, der skaber det "billede", vi har af verden uden for os. Thalamus sidder centralt under hjernebarken.
Hjernestammen
Hjernestammen ligger bagest i hjernen (faktisk under hjernen hos mennesker). Den forbinder resten af hjernen med rygmarven. Den har mange forskellige dele, der styrer forskellige opgaver i kroppen: hjernestammen styrer f.eks. vejrtrækning, hjerteslag, nysen, øjenblink og synkning. Kroppens temperatur og sult styres også af dele af hjernestammen.
Størrelse
Menneskets hjerne er meget stor (i forhold til hele kroppens størrelse) sammenlignet med de fleste andre dyrs hjernevolumen. Den menneskelige hjerne har også en meget stor overflade (kaldet cortex) i forhold til sin størrelse, hvilket er muligt, fordi den er meget rynket. Hvis den menneskelige cortex blev fladtrykt, ville den være tæt på en kvadratmeter i areal. Nogle andre dyr har også meget rynkede hjerner, f.eks. delfiner og elefanter. Her er en tommelfingerregel: Jo større et dyr er, jo større vil dets hjerne være.p15 Selv hvis man tager højde for dette, er den menneskelige hjerne, og især neocortexet, meget stor. Vi ved, at den er firedoblet i størrelse i løbet af de sidste mange millioner år af evolutionen.p79 Der er ideer om, hvorfor dette er sket, men ingen er helt sikker. De fleste teorier går ud på, at kompleks social aktivitet og sprogets udvikling ville gøre en større hjerne fordelagtig.p80 Som en yderligere bemærkning kan det nævnes, at Einsteins hjerne kun vejede 1 230 gram, hvilket er mindre end den gennemsnitlige voksne mandehjerne (ca. 1 400 gram). Den detaljerede organisation af en hjerne har naturligvis betydning, men på måder, som man ikke forstår på nuværende tidspunkt.
Antal celler
En menneskelig hjerne udgør ca. 2 % af kroppens vægt, men bruger ca. 20 % af energien. Den har omkring 50-100 milliarder nerveceller (også kaldet neuroner) og omtrent det samme antal støtteceller, kaldet glia. Neuronerne har til opgave at modtage og sende information til og fra resten af kroppen, mens glia giver næringsstoffer og styrer blodgennemstrømningen til neuronerne, så de kan udføre deres arbejde. Hver nervecelle har kontakt med op til 10.000 andre nerveceller gennem forbindelser, der kaldes synapser.
Relaterede sider
- Rygmarv
- Hjerne hos hvirveldyr
- Human Connectome-projektet
Neurale signaler i den menneskelige hjerne. Små elektriske ladninger går fra en neuron til den næste
Spørgsmål og svar
Spørgsmål: Hvad er hjernen?
A: Hjernen er den del af kroppen, som lader dyr og mennesker tænke og udføre kropsfunktioner, f.eks. fortælle resten af kroppen, hvad den skal gøre. Den får input fra sanseorganer og ændrer adfærd som reaktion på disse oplysninger. Hos mennesker styrer hjernen også vores sprogbrug og er i stand til at tænke abstrakt.
Spørgsmål: Hvad styrer hjernen?
Svar: Hjernen er det vigtigste kontrolcenter for hele kroppen. Den styrer kropslige funktioner som bevægelse, tale, følelser, hukommelse og tænkning.
Spørgsmål: Hvordan er hjernen opbygget?
A: Hjernen består af særlige celler, der kaldes nerver, som er forbundet med hinanden og med andre nerver i vores krop.
Spørgsmål: Hvordan er den beskyttet?
A: Hos alle dyr er hjernen beskyttet på en eller anden måde. Hos os selv og alle hvirveldyr er den beskyttet af kranieknoglerne. Hos spætter er den f.eks. beskyttet af deres tunge, som er viklet rundt om deres hjerne.
Spørgsmål: Hvad gør den hos mennesker?
A: Hos mennesker kontrollerer den vores sprogbrug og gør det muligt for os at tænke abstrakt.
Spørgsmål: Modtager den input fra andre steder?
A: Ja - den modtager input fra sanseorganer, som er med til at informere dens adfærd, når den reagerer på forskellige stimuli eller situationer.
Søge