Du indeholder den mest utrolige maskine i verden, nemlig din hjerne. Det lille kontrolcenter udgør kun 2% af din kropsvægt, men alligevel har den indflydelse på alt, hvad du fortager dig: Dine bevægelser, tanker, følelser og ikke mindst dine sanser. Fra hjernen udløber der et kæmpe netværk af signaler, som forgrener sig ud til hver en krog af din krop og tilbage igen. På den måde kan hjernen styre hver en lille del af kroppen. I dette afsnit bliver du klogere på et af de vigtigste organer i din krop. Først ser vi nærmere på, hvorfor hjernen er så svær at forstå.

Hjernen er et mysterium!

Når man forestiller sig hjernen, som en grå geleklump med utallige foldninger, kan det være svært at forstå, hvor meget den egentlig kan. Selv forskere har svært ved helt at forstå den – for hvordan måler man lige på en tanke eller et minde? Hjernen styrer vores følelser, tanker og adfærd, den koordinerer vores bevægelser, og den behandler indtryk udefra og indefra. Den besidder også indviklede egenskaber som intelligens og hukommelse.  Vigtigst af alt sørger den for, at vores hjerte banker, og at vi trækker vejret – helt uden at tænke over det.

Hjernen indeholder omkring 86 milliarder (86.000.000.000) nerveceller. Det er næsten lige så mange nerveceller, som der er stjerner i vores galakse, Mælkevejen. Nerveceller er celler, som har til opgave at sende signaler rundt mellem hinanden for at føre informationer rundt i hele kroppen. Hver nervecelle kan sende signaler til tusindvis af andre nerveceller. Disse nerveceller kan så sende signalerne videre til tusinder af nye nerveceller, og sådan fortsætter det. Der er altså hele tiden et ubeskriveligt stort netværk af signaler mellem de 86 milliarder nerveceller. Netop derfor er det så svært at forstå, hvordan hjernen helt præcis virker. På figur 1 kan du se et forgrenet netværk af nerveceller.

Figur 1. Netværk af nerveceller. Nerveceller indgår i et stort og forgrenet netværk, hvor de sender signaler på kryds og tværs mellem hinanden.

Selvom vi måske aldrig kommer til at forstå hjernen fuldstændig, ved vi, at alting kontrolleres gennem et samspil mellem milliarder af nerveceller. Og vi ved, at forskellige egenskaber styres fra bestemte områder i hjernen. Der er altså et område, som styrer evnen til at tale, et andet til at lagre hukommelsen, et tredje til at koordinere balancen og så videre. Du kan se, hvor nogle af centrene er i hjernen på figur 2.

Figur 2. Centre i hjernen. Hjernen kan opdeles i forskellige centre, som styrer specifikke egenskaber. F.eks. styres synet fra bagerste del af hjernen, mens tale og lugt styres fra den forreste del af hjernen.

 

 

 

 

Hjernen består mest af vand og fedt. Fedtet er meget vigtigt for hjernen. Det beskytter nemlig nervernes hale – lidt ligesom et plastiklag isolerer en ledning. Fedtlaget sørger altså for, at et elektrisk signal hurtigt kan bevæge sig fra nervecelle til nervecelle. På figur 3 kan du se fedtlaget omkring nervecellens hale.

 

Figur 3. Fedtlag beskytter nervecelle. Nervecellers hale beskyttes af et fedtlag. Fedtlaget medfører, at et elektrisk signal hurtigt kan bevæge langs nervecellen og hen til den næste nervecelle.

Netværket af nerveceller er så kompliceret, at man ikke kan genskabe det på en computer. I stedet forsøger forskere at undersøge hjernen gennem hjernescanninger af menneskehjerner eller ved at undersøge dyrs hjerner. Men de er langt fra i mål med at løse hjernens mange mysterier.

Hjernens anatomi og nervesystemerne

Hjernen inddeles overordnet i storhjernen, lillehjernen og hjernestammen – selvom man også kan opdele den i flere, mindre centre, som du netop har lært. Du kan se inddelingen på figur 4.

Figur 4. Hjernens inddeling. Hjernen kan inddeles i storhjernen (gul), lillehjernen (grøn) og hjernestammen (rød).

Storhjernen udgør den største del af hjernen, og den er delt i to hjernehalvdele: En højre og en venstre hjernehalvdel. Nogle undersøgelser viser, at den højre hjernehalvdel er specialiseret i følelser og rumlig forståelse, kreativitet og musikalitet. Den venstre halvdel er derimod specialiseret i sprog, tal, logik og tidsopfattelse. Den højre hjernehalvdel styrer venstre side af kroppen, mens den venstre hjernehalvdel styrer højre side af kroppen. Figur 5 viser, hvordan venstre hjernehalvdel styrer den højre hånd, og den højre halvdel styrer den venstre hånd. Herfra kommer skrønen om, at venstrehåndede er mere kreative end højrehåndede: Den venstre hånd styres af højre hjernehalvdel, hvor det kreative center nemlig er. Det virker måske logisk, men man må ikke lade sig narre og tro, at man kun bruger den ene hjernehalvdel, alt efter om man er højre- eller venstrehåndet. Hele hjernen arbejder konstant, uanset hvilken aktivitet man fortager sig. De fleste mennesker er alligevel domineret mere af den ene hjernehalvdel end den anden, og derfor er man netop bedst til at skrive med den ene hånd, sparke med det ene ben og sigte med det ene øje.

Figur 5. Hjernehalvdelene styrer hver sin side af kroppen. Højre hjernehalvdel (blå) styrer venstre side af kroppen og dermed venstre hånd. Venstre hjernehalvdel (orange) styrer derimod højre side af kroppen og dermed højre hånd. Hjernen er orienteret, så den kigger ud mod dig.

Faktaboks: 90% af verdens befolkning er højrehåndede.

Alle mennesker er asymmetriske i den forstand, at de er domineret af den ene eller den anden side af deres krop – eller en blanding. Den hånd man foretrækker at bruge, når man tegner og skriver, er ens dominerende hånd og afgør, om man er højre- eller venstrehåndet. Kun omkring 10% af verdens befolkning er venstrehåndede, som du kan se på figur 6, og hvorfor så det? Det er forskerne ikke helt sikre på, men meget typer på, at det skyldes en blanding af ens gener og miljøet.

Mindre end 1% af verdens befolkning er krydsdominante. Det betyder, at personen udfører nogle aktiviteter med den ene side af kroppen og andre aktiviteter med den anden side. F.eks. hvis man skriver med venstre hånd og sparker til en bold med højre ben.

Hvor stor en procentdel af din klasse er højrehåndede, venstrehåndede og krydsdominante?

Figur 6. Højrehåndede og venstrehåndede. Omkring 90% af verdens befolkning er højrehåndede, mens kun ca. 10% er venstrehåndede (blå hænder).

 

Lillehjernen er placeret under den bagerste del af hjernen, og den er kun på størrelse med en knytnæve. Den er også inddelt i to halvdele, og den er ansvarlig for vores balance og koordinering af bevægelser.

Krybdyrhjernen forbinder storhjernen med rygmarven. Rygmarven er en aflang substans af nerveceller, der gemmer sig inde i rygsøjlen, og som går fra hjernen og ned til halebenet. Rygmarven fordeler nervebaner ud til resten af kroppen, og dens opgave er at håndtere informationer, der sendes mellem hjernen og resten af kroppen. Hjernen og rygmarven udgør tilsammen vores centralnervesystem (CNS). Netværket af nerveceller der går fra CNS og ud til resten af kroppen kaldes det perifere nervesystem (PNS). Når noget er perifert, betyder det, at det befinder sig i udkanten af noget – i dette tilfælde i udkanten af CNS. Nervesystemernes opgave er at modtage og afsende informationer rundt i kroppen, der gør at du f.eks. kan gå, se og føle. Figur 7 giver dig et overblik over nervesystemerne.

 

Figur 7. Nervesystemerne. Hjernen indgår sammen med rygmarven i det nervesystem, som kaldes centralnervesystemet (CNS). Nervesystemet der forbinder centralnervesystemet med resten af kroppen kaldes det perifere nervesystem (PNS).

Faktaboks: Krybdyrhjernen styrer dine instinkter

Lillehjernen og hjernestammen kaldes tilsammen for krybdyrhjernen eller reptilhjernen. Krybdyrhjernen blev udviklet tidligt i evolutionen for ca. 500 millioner år siden. Krybdyr, som opstod ca. 300 millioner år tilbage, siges at være de første dyr med fuldt udviklede krybdyrhjerner, og her stammer navnet ”krybdyrhjernen” fra. Da pattedyr, såsom mennesker, er udviklet fra krybdyr, har pattedyr altså også en krybdyrhjerne.

Vi er især styret af krybdyrhjernen, når det gælder instinkter og drifter. Et instinkt er en medfødt adfærd, som gennem evolutionen har været vigtig for overlevelse og derfor er nedarvet. Man kan ikke tillære sig et instinkt – det er altid medfødt og ens hos alle individer i en art. Derfor har alle mennesker de samme instinkter.

Instinkterne ligger gemt i krybdyrhjernen. De er bl.a. grunden til at skildpaddeunger begiver sig mod havet, når de udklækkes i sandet. Eller at fugle bygger rede, og at nogle flyver sydpå om vinteren. Ingen har fortalt dem hvordan – de gør det helt af sig selv.

Nogle mener, at bl.a. frygt, vrede, sorg, omsorg og seksualitet er instinkter hos mennesket. Andre mener, at mennesker slet ikke har instinkter, da vi er så kloge, at vi kan tilsidesætte dem og endda fralære dem. 

 

Hvad er en nervecelle?

Du ved allerede, at vi har flere milliarder af nerveceller i kroppen, men hvad er egentlig en nervecelle, og hvordan er den opbygget? En nervecelle er en celle, og den kaldes også for et neuron. Nerveceller har en ret speciel form i forhold til resten af kroppens celler. De er aflange og består af en krop og en hale. Kroppen kaldes soma, og den har lange forgreninger, som hedder dendritter. Fra soma udspringer halen, der kaldes et akson, og for enden af aksonet er der endeknopper.

Når nerveceller kommunikerer med hinanden, bruger de elektriske signaler. Signalet der går fra én nervecelle til en anden nervecelle hedder en impuls. En nervecelle modtager impulsen gennem dendritterne og sender det videre langs aksonet. Ved endeknopperne videregives impulsen til den næste nervecelle. Sådan sender nerveceller konstant information i form af impulser rundt i kroppen. På figur 8 kan du se en nervecelles opbygning samt impulsretning.

Figur 8. Nervecellens opbygning og impulsretningen. Nervecellen består af en krop, som kaldes soma, hvorfra forgrenede dendritter udløber. Halen, som går ud fra soma, kaldes et akson, og forenden af aksonet er der endeknopper. Når en impuls (altså et signal) føres fra en nervecelle til en anden, modtages impulsen gennem dendritterne, føres langs aksonet og frigives til en ny nervecelle ved endeknopperne.

Reaktionstid

Du har tidligere lært, at impulser er signaler, som går fra en nervecelle til en anden nervecelle. Når en information sendes fra ét sted i kroppen til et andet, skal det altså igennem en kæde af mange tusinder nerveceller, før det når frem.

Prøv at vippe med din storetå. Først skal dine øjne læse kommandoen på skærmen og sende signalet til hjernen. Derefter opfatter din hjerne, hvad den skal og sender så signalet gennem rygmarven og ned til storetåen. Endelig opfanger storetåen signalet, og du vipper med storetåen. Tænk lige over, hvor hurtigt det sker, at du vrikker med storetåen, selvom signalet skal hele vejen fra øjne til hjerne og så til storetå. Tiden det tager fra, at man får et sanseindtryk (f.eks. ser, dufter, hører, føler eller smager noget), til at man reagerer (f.eks. bevæger storetåen), kaldes for reaktionstiden. Det gennemsnitlige menneske har en reaktionstid på ca. 300 ms (300 millisekunder). Man kan faktisk træne sig til en hurtigere reaktionstid. F.eks. har professionelle gamere og 100-meterløbere ofte hurtige reaktionstider. Prøv øvelsen herunder fra DR for at teste din reaktionstid. https://www.dr.dk/ultra/test-dig-selv-hvor-hurtig-er-din-reaktionstid

Motoriske og sensoriske nerveceller

Vores reaktionstid, som du lige har lært om, afhænger af, at der går en impuls fra en sans, gennem rygmarven og op til hjernen og igen gennem rygmarven og ud til en muskel. Nerveceller som sender impulser fra sanserne og op til hjernen kaldes for sensoriske nerveceller. Sensoriske nerveceller gør, at du bl.a. kan se, høre, lugte, føle, smage og registrere temperatur. Det er altså de nerveceller, der viderebringer vores sanseindtryk, og det skal du høre meget mere om i de næste afsnit.

Nerveceller som omvendt sender impulser fra hjernen og ned til en muskel kaldes for motoriske nerveceller. Motoriske nerveceller styrer kroppens muskler og kirtler, og de gør, at du f.eks. kan krumme storetåen, bøje armen og knytte hånden. På figur 9 kan du se, hvordan sensoriske og motoriske nervebaner løber i kroppen.

Figur 9. Sensoriske og motoriske nervebaner. Sensoriske nervebaner (rød linje) begynder ved en sans, f.eks. følesansen her, og videre giver informationer fra sansen til hjernen gennem rygmarven. Motoriske nervebaner (blå linje) går fra hjernen, gennem rygmarven og ud til muskler, som biceps her. Sensoriske nervebaner slutter altså i hjernen, mens motoriske nervebaner igangsættes i hjernen.

Reflekser

Hvis du brænder din hånd på en varm kogeplade, fjerner du hånden meget hurtigt. Faktisk hurtigere, end du når at tænke over, hvad der lige er sket. Og du siger først ”av”, efter du har fjernet hånden. Din hurtige, ufrivillige reaktion sker takket være dine reflekser.

Du har netop lært, hvordan impulser bevæger sig fra en sans til hjernen og så fra hjernen til musklen. Men når det gælder reflekser, når impulsen slet ikke op til hjernen, før musklen aktiveres. Nervecellerne har nemlig en smutvej. Når sanserne opdager, at vi er i fare, sender sensoriske nerveceller impulser hen til rygmarven, og dernæst ud til motoriske nerveceller. Hjernen får derfor ikke besked endnu. Impulserne bevæger sig langs hhv. sensoriske og motoriske nervebaner, som du kan se på figur 10.

En refleks drejer sig altså om, hvordan aktivering af en sans går direkte over i en reaktion vha. musklen – fra sensoriske nervebaner til motoriske nervebaner helt uden brug af hjernen.

Refleksers reaktionstider er meget hurtige, og det er vigtigt, da de kan forhindre os i at komme slemt til skade. Først millisekunder efter vi fjerner hånden fra varmen, har andre sensoriske nerveceller fået sendt impulsen gennem rygmarven og op til hjernen. Først nu siger vi ”av” og kigger ned på vores hånd.

Figur 10. Refleks. En refleks er en ufrivillig reaktion, hvor sensoriske nervebaner bevæger sig til rygmarven og derefter direkte over i motoriske nervebaner. Brænder man sin finger, går den sensoriske nervebane (rød linje) fra smerteceller i fingeren hen til rygmarven. Her overføres signalet straks (grøn linje) til den motoriske nervebane (blå linje), som går ud til fingerens muskler, og får fingeren til at reagere på ilden. Der går også sensoriske nervebaner op til hjernen, men dette tager længere tid end refleksen selv.

Tror du, det er de sensoriske eller motoriske nerveceller, der gør, at du straks fjerner foden, hvis du kommer til at træde på en vandmand på stranden?

Svar:

Faktisk arbejder både sensoriske og motoriske nerveceller sammen her. Først registrerer de sensoriske nerveceller følelsen af den bløde og glatte vandmand. Impulser sendes fra de sensoriske nerveceller i foden op til rygmarven, og fra rygmarven sendes nogle impulser tilbage til motoriske nerveceller i foden og benet. Andre sensoriske impulser sendes op til hjernen. De motoriske nerveceller gør, at dine muskler straks får dig til at fjerne foden fra vandmanden. Denne reaktion sker så hurtigt, at din hjerne stadig ikke har nået at modtage impulsen fra de sensoriske nerveceller – du ved altså ikke, at du lige har fjernet din fod fra vandmanden. Dette er en refleks.

Øvelsesvejledning del 1: Din forunderlige hjerne

Aktivitet: Hjernen vs. computeren