5.1 Nervesystemet

Et blitsraskt kommunikasjonssystem

Tenk deg at du sitter på kjøkkenet og strekker deg etter en kopp te. Fingertuppene dine berører koppen, og i løpet av et øyeblikk registrerer du at den er brennende varm. Før du rekker å tenke en eneste bevisst tanke, har hånden din allerede trukket seg tilbake. Hele den prosessen tok under et tiendedels sekund.

Hvordan er det mulig? Svaret ligger i nervesystemet, kroppens eget kommunikasjonsnettverk som sender elektriske meldinger med hastigheter på opptil 120 meter per sekund. Det er raskere enn noen bil du noensinne har kjørt. Nervesystemet ditt styrer alt fra hvert eneste hjerteslag til de bevisste tankene du tenker akkurat nå mens du leser denne teksten.

I dette kapittelet skal vi utforske hvordan dette fantastiske systemet er bygget opp, fra de store delene som hjernen og ryggmargen, ned til de bittesmå nervecellene som frakter signalene. Vi skal forstå hvordan nerveimpulser oppstår, hva som skjer i synapsene der nervecellene møtes, hvorfor reflekser er så utrolig raske, og hvordan sansene dine lar deg oppleve verden rundt deg.

Nervesystemets oppbygning og oppgaver

Nervesystemet har fem hovedoppgaver. Det sørger for kommunikasjon mellom alle deler av kroppen, det koordinerer bevegelser slik at hundrevis av muskler kan jobbe sammen når du for eksempel går, det kontrollerer både bevisste handlinger som å snakke og ubevisste funksjoner som hjerteslag og pusting, det mottar og tolker sanseinntrykk fra omgivelsene, og det gjør det mulig for deg å tenke, føle og huske.

For å klare alt dette er nervesystemet delt inn i to hoveddeler. Sentralnervesystemet, forkortet CNS, består av hjernen og ryggmargen. Hjernen er kroppens kontrollsenter og veier omtrent 1,4 kilo. Den inneholder rundt 86 milliarder nerveceller. Storehjernen tar seg av bevisst tenking, bevegelser, sanser og språk. Lillehjernen sørger for balanse og koordinering. Hjernestammen styrer livsnødvendige funksjoner som pusting og hjerteslag, helt uten at du trenger å tenke på det. Ryggmargen er en tykk nervebunt som går gjennom ryggraden og forbinder hjernen med resten av kroppen.

Det perifere nervesystemet, forkortet PNS, er alle nervene som strekker seg ut fra sentralnervesystemet og inn i kroppen. Det har tre hovedtyper nerver: sansenerver som sender informasjon fra kroppen til hjernen, bevegelsesnerver som sender kommandoer fra hjernen til musklene, og det autonome nervesystemet som styrer ubevisste funksjoner som fordøyelse og hjerterytme.

Nerveceller og nerveimpulser

Nervesystemet er bygget opp av milliarder av spesialiserte celler som kalles nevroner. Et nevron har tre hoveddeler. Cellekroppen inneholder cellekjernen og holder cellen i live. Dendrittene er korte, forgrenede utløpere som fungerer som antenner og mottar signaler fra andre nerveceller. Aksonet er en lang, tynn utløper som sender signalet videre. Noen aksoner kan være opptil en meter lange, for eksempel fra ryggmargen helt ned til tærne dine.

Rundt mange aksoner finnes det et isolerende fettlag som kalles myelinskjeden. Den gjør en enorm forskjell for hastigheten. Uten myelinskjede beveger nerveimpulsen seg med bare omtrent 1 meter per sekund. Med myelinskjede kan den nå opptil 120 meter per sekund, fordi signalet kan hoppe fra gap til gap langs isolasjonen. Det er derfor du reagerer så fort når du brenner deg.

Det finnes tre typer nevroner. Sanseneuroner sender informasjon fra sanseorganer til sentralnervesystemet. Mellomnevroner finnes i hjernen og ryggmargen og behandler informasjon. Motorneuroner sender kommandoer fra sentralnervesystemet til musklene. Selve nerveimpulsen følger alt-eller-ingenting-prinsippet: enten sendes det en full impuls, eller ingen i det hele tatt. Sterkere stimuli gir ikke sterkere impulser, men flere impulser per sekund.

Synapser og nevrotransmittere

Nervecellene er faktisk ikke i direkte kontakt med hverandre. Mellom dem finnes det et bittelite gap som kalles synapsespalten, bare omtrent 0,00002 millimeter bredt. Forbindelsespunktet der to nerveceller møtes kalles en synapse.

Når en nerveimpuls når enden av aksonet, kan den ikke hoppe over gapet som en elektrisk impuls. I stedet skjer noe elegant. Vesikler, som er små blærer i enden av aksonet, inneholder kjemiske signalstoffer kalt nevrotransmittere. Når impulsen ankommer, smelter vesiklene sammen med cellemembranen og slipper nevrotransmitterne ut i synapsespalten. Nevrotransmitterne svømmer over gapet på omtrent 0,0005 sekunder, binder seg til reseptorer på neste nervecelle som en nøkkel i en lås, og hvis nok nevrotransmittere binder seg, starter en ny elektrisk impuls i den neste cellen.

Det finnes flere viktige nevrotransmittere. Dopamin er knyttet til belønning og motivasjon, og mangel kan gi Parkinsons sykdom. Serotonin påvirker humør og søvn, og mangel kan gi depresjon. Acetylkolin er viktig for muskelsammentrekninger og hukommelse. Adrenalin aktiverer kamp-eller-flukt-responsen og øker hjerteslag og fokus.

Synapser gir nervesystemet en fantastisk fleksibilitet. Signaler kan forsterkes, dempes, filtreres og forgrenes. Én nervecelle kan sende til tusenvis av andre celler samtidig. Synapser kan styrkes gjennom gjentatt bruk, og det er nettopp dette som er grunnlaget for all læring og hukommelse.

Reflekser og sanser

Har du noen gang lurt på hvorfor du trekker hånden til deg fra noe varmt før du i det hele tatt kjenner smerten bevisst? Svaret er reflekser, hurtige, automatiske reaksjoner som skjer uten at hjernen trenger å ta en beslutning.

En refleks følger en fast rute gjennom nervesystemet som kalles refleksbuen. Den har fem steg. Først oppfatter en reseptor i huden stimulien, for eksempel varme. Deretter sender et sanseneuron signalet til ryggmargen, ikke til hjernen. I ryggmargen sender et mellomnevron signalet direkte videre til et motorneuron. Motorneuron sender signal til muskelen, og muskelen trekker seg sammen slik at du trekker hånden til deg. Hele prosessen tar bare omtrent 0,05 sekunder, fire til seks ganger raskere enn en bevisst handling. Etterpå sendes et signal til hjernen slik at du blir bevisst på hva som skjedde, men refleksen har allerede reddet deg.

Sansene dine lar deg oppleve verden. De fem hovedsansene er syn, hørsel, lukt, smak og følelse, men du har også balansesans og propriosepsjon, som er evnen til å vite hvor kroppens deler befinner seg uten å se på dem. Alle sanser fungerer etter samme prinsipp: en spesialisert reseptor oppfatter en bestemt type stimulus, konverterer den til et elektrisk nervesignal, og sender det til hjernen via sanseneuroner. Hjernen tolker signalet, og du opplever det som et sanseinntrykk. Fascinerende nok oppfatter vi ikke virkeligheten direkte. Vi oppfatter hva hjernen tolker basert på signalene fra sansene.

Oppsummering

I dette kapittelet har vi utforsket nervesystemet, kroppens fantastiske kommunikasjonsnettverk. Vi har sett at det deles i sentralnervesystemet (hjernen og ryggmargen) og det perifere nervesystemet (alle nervene ut i kroppen), og at det har fem hovedoppgaver: kommunikasjon, koordinering, kontroll, sanseoppfatning, og tenking.

Vi har lært at nerveceller, nevroner, består av cellekropp, dendritter som mottar signaler, og akson som sender signaler videre. Myelinskjeden rundt aksonet øker hastigheten på nerveimpulser fra omtrent 1 meter per sekund til opptil 120 meter per sekund, og impulsen følger alt-eller-ingenting-prinsippet.

Vi har sett hvordan nerveceller kommuniserer via synapser, der elektriske signaler omgjøres til kjemiske nevrotransmittere som krysser synapsespalten. Viktige nevrotransmittere som dopamin, serotonin, acetylkolin og adrenalin styrer alt fra humør til bevegelser. Synapsenes evne til å styrkes gjennom bruk er grunnlaget for læring og hukommelse.

Til slutt har vi forstått reflekser, de raske automatiske reaksjonene som går via ryggmargen og beskytter oss mot skade, og hvordan sansene våre konverterer stimuli til elektriske signaler som hjernen tolker som opplevelser av verden rundt oss.