2.2 Hjernen

Halvannet kilo som rommer hele deg

Rett nå, mens du leser dette, jobber det mest komplekse vi kjenner til i hele universet -- og det sitter inni hodet ditt. Hjernen veier bare rundt 1,4 kilo, men inneholder omtrent 86 milliarder nevroner med billioner av forbindelser mellom seg. Den er senteret for alt du tenker, føler, husker og opplever.

Det utrolige er at hjernen aldri tar pause. Selv når du sover, jobber den på spreng: den regulerer aandedrett, hjerteslag og kroppstemperatur, og bearbeider minner fra dagen. Den bruker hele 20 prosent av kroppens energi, selv om den bare utgjør rundt 2 prosent av kroppsvekten din. Tenk på det -- en femtedel av all energien du får i deg, gaaer til dette ene organet.

Men hjernen er ikke én ensartet klump. Den er bygget opp av mange deler, hver med sine egne oppgaver -- noen eldgamle og opptatt av ren overlevelse, andre helt nye og ansvarlige for det som gjør deg til deg. I denne fortellingen skal vi reise gjennom hjernen lag for lag, møte en mann som overlevde en jernstang gjennom hodet, og se hvordan hjernen kan forandre seg gjennom hele livet.

Fra de eldste overlevingssentrene til foelelsenes hjerte

Vi starter nederst, med de eldste og mest primitive delene. Hjernestammen er den eldste delen av hjernen og kontrollerer de mest grunnleggende overlevingsfunksjonene. Her sitter medulla oblongata, som styrer hjerteslag, aandedrett og blodtrykk, pons, som viderefoerer signaler og bidrar til søvn-vaaken-regulering, og den retikulaere formasjonen, som regulerer våkenhet og oppmerksomhet. Fordi hjernestammen styrer livsnoedvendige funksjoner, kan skade her være dødelig.

Bakerst, under storhjernen, ligger lillehjernen (cerebellum). Den koordinerer bevegelser og balanse, finjusterer motorikk -- som når du skriver eller spiller piano -- og hjelper oss å lære motoriske ferdigheter. Skade her gir problemer med koordinasjon og balanse, men ikke lammelse.

Dypt inne i hjernen ligger det limbiske systemet, en gruppe strukturer som styrer følelser og motivasjon. Hippocampus er avgjørende for å danne nye minner -- den gjør korttidsminner om til langtidsminner og er viktig for romlig navigasjon; ved skade kan personen ikke lenger danne nye minner. Amygdala prosesserer følelser, særlig frykt og aggresjon, aktiveres ved trusler og kobler sanseinntrykk til følelsesmessige reaksjoner. Hypothalamus regulerer sult, tørste og kroppstemperatur, styrer hormonproduksjon via hypofysen og kontrollerer søvn-vaaken-syklusen. Og thalamus fungerer som en "relestasjon" -- nesten all sanseinformasjon, bortsett fra lukt, gaaer gjennom thalamus før den når hjernebarken, som filtrerer og prioriterer hva som er viktig.

Det ytre laget der du blir til

Utenpaa storhjernen ligger hjernebarken, eller korteks -- det "nye" laget som er mest utviklet hos mennesker. Den er bare 2-4 mm tykk, men foldet om og om igjen for å få plass til mest mulig overflate. Barken er delt i to hjernehalvdeler (hemisfaerer), forbundet av corpus callosum, en stor bunt nervefibre som lar de to sidene snakke sammen.

Hver hjernehalvdel er delt i fire lapper. Frontalloppen (pannelappen) er den største og ligger bak pannen. Her finner vi den motoriske korteks som styrer vilkaarlige bevegelser, Brocas område som er viktig for taleproduksjon, og den prefrontale korteks som staaer for eksekutive funksjoner som planlegging, beslutninger og impulskontroll -- samt personlighet og sosialt samspill. Parietallappen (isselappen) ligger øverst og rommer den somatosensoriske korteks, som prosesserer berøring, smerte og temperatur, og staaer for romlig oppfatning og kroppsbilde. Temporallappen (tinninglappen) ligger på siden og inneholder auditorisk korteks for lyd, Wernickes område for spraakforstaaelse, samt langtidsminne og ansiktsgjenkjenning. Oksipitallappen (nakkelappen) ligger bakerst og rommer den visuelle korteks, som prosesserer syn -- farger, bevegelse og form.

De to spraaksentrene fortjener en ekstra forklaring. Brocas område i frontalloppen styrer taleproduksjon: skades det, forstaaer personen språk, men talen blir stakket og moeysommelig. Wernickes område i temporallappen styrer spraakforstaaelse: skades det, snakker personen flytende, men ordene gir ikke mening -- og de forstaaer heller ikke andre. Disse områdene ligger vanligvis i venstre hemisfaere hos rundt 95 prosent av hoeyrehendte.

To halvdeler, en jernstang -- og en hjerne som forandrer seg

De to hjernehalvdelene har delvis ulike oppgaver, noe som kalles lateralisering. Hos de fleste er venstre hemisfaere spesialisert på språk, logisk tenkning, matematikk, detaljer og sekvensiell prosessering. Høyre hemisfaere er bedre på romlig oppfatning, ansiktsgjenkjenning, musikk, kreativitet, helhet og følelser. Men her er en viktig advarsel: dette er bare generelle tendenser. Begge halvdeler jobber sammen på nesten alle oppgaver, og myten om "venstre-hjerne-mennesker" og "høyre-hjerne-mennesker" er en grov overforenkling. Verdt å merke seg er også at hjernen har krysset kontroll: venstre hemisfaere styrer høyre side av kroppen, og omvendt.

Den kanskje mest dramatiske historien i nevrovitenskapen er Phineas Gage. I 1848 jobbet han som anleggsleder ved jernbanebygging i USA. Under en sprengning gikk noe galt, og en jernstang på over en meter ble skutt gjennom kinnet hans, gjennom hjernen, og ut gjennom toppen av hodet. Utrolig nok overlevde han. Men personligheten endret seg dramatisk: før ulykken var han ansvarsfull, pålitelig og godt likt; etterpå ble han impulsiv, uforutsigbar og sosialt upassende, og kunne ikke lenger planlegge eller ta gode beslutninger. Jernstangen hadde ødelagt deler av hans prefrontale korteks. Dermed viste Gage-saken at frontalloppen er avgjørende for personlighet, impulskontroll, planlegging og passende oppførsel -- og at skade på bestemte omraader kan forandre hvem vi er.

Lenge trodde man at hjernen var "ferdig" i voksen alder. I dag vet vi at den har enorm plastisitet -- evnen til å forandre seg gjennom hele livet. Strukturell plastisitet betyr at nye nevroner kan dannes (nevrogenese, særlig i hippocampus) og at nye forbindelser vokser fram. Funksjonell plastisitet betyr at omraader kan overta funksjoner fra skadede deler -- og barn har større plastisitet enn voksne. Plastisiteten fremmes av læring og stimulering, fysisk aktivitet, søvn, god ernæring med næringsstoffer som omega-3, og sosial interaksjon. Visse ferdigheter laeres dessuten lettest i bestemte kritiske perioder: språk laeres lett før puberteten, synet utvikles de første leveaarene, og tidlig musikktrening gir størst effekt. Men hjernen kan lære og tilpasse seg hele livet -- bare i litt saktere tempo.

Hvordan vet vi alt dette? Forskere bruker flere metoder. fMRI viser hvilke omraader som er aktive under ulike oppgaver ved å måle blodtilførsel og har utmerket romlig oppløsning. EEG måler elektrisk aktivitet via elektroder på hodet med svært god tidsopploesning. PET-scan bruker radioaktive markører for å vise hjerneaktivitet og stoffskifte. I tillegg kommer kliniske studier av pasienter med hjerneskade og dyrestudier, som gir detaljert innsikt der etikken setter grenser for hva vi kan gjøre med mennesker.

Oppsummering

Hjernen veier bare 1,4 kg, men er universets mest komplekse struktur med 86 milliarder nevroner. Nederst sitter de eldste delene: hjernestammen styrer livsnoedvendige funksjoner, og lillehjernen koordinerer bevegelse og balanse. Det limbiske systemet styrer følelser og motivasjon -- med hippocampus (minner), amygdala (frykt), hypothalamus (sult, temperatur, hormoner) og thalamus (sansenes relestasjon).

Utenpaa ligger hjernebarken med fire lapper: frontalloppen (bevegelse, planlegging, Brocas område), parietallappen (berøring, rom), temporallappen (hørsel, Wernickes område, minner) og oksipitallappen (syn). De to hemisfaerene er forbundet av corpus callosum og viser lateralisering -- men myten om "venstre-" og "høyre-hjerne-mennesker" stemmer ikke.

Phineas Gage viste at frontalloppen styrer personlighet og impulskontroll. Og hjernen har plastisitet -- evnen til å forandre seg hele livet gjennom læring, aktivitet, søvn og sosial kontakt. Forskere studerer den med fMRI, EEG, PET, kliniske studier og dyrestudier.