Människans Hjärna - Studier och Fakta

2010-04-12
Hjärnan förbrukar cirka en tredjedel av all näring. Hjärnan ger oss många möjligheter men den kan också plåga oss när den inte fungerar korrekt. Mer kunskap hur hjärnan fungerar kan hjälpa oss till ett lyckligare och bättre samhälle. Här hittar du vanliga begrepp förklarade och forskningsnyheter publicerade i Nyfiken vital uppdelade efter ämne.

Centrala nervsystemet: Hjärna och ryggmärg

Hjärna och ryggmärgen bildar tillsammans det centrala nervsystemet (CNS). Det centrala nervsystemet fungerar som kroppens beslutscentrum.

Hjärnan är den styrande delen i centrala nervsystemet. I hjärnans regleras och koordineras många av kroppens funktions inklusive minne, inlärning, känslor och tankar.

Perifera nervsystemet: Skicka och ta emot information

Det perifera nervsystemet utgörs av alla nervtrådar som löper in i och ut från hjärna och ryggmärk. Nervtrådarna är t.ex. vara kopplade till ögon, tarmar, känsel, smak, hjärta och muskler.

Det perifiera nervsystemet har till uppgift att skicka information in och ut till det centrala nervsystemet.

Hjärnans delar

Hur viktig och vilken stor arbetsuppgift vår hjärna har förstår vi av att hjärnan förbrukar 15% till 25% av kroppens energi och ca 1/5 av allt syre. Samtidigt väger den bara ca 1,5 kg.

Hjärnan delas ofta in i följande delar:

  • Storhjärna.
  • Hjärnstam.
  • Lillhjärna.
  • Hjärnhinnor.

Storhjärnan skiljer oss från enklare djur

Storhjärnan är vad hjärnans mest utvecklade del kallas. Nästan 90% av hjärnans vikt utgörs av denna. Människans avancerade förmågor som skiljer oss från enklare djur finns i storhjärnan.

Storhjärnan har två hjärnhalvor. De båda hjärnhalvorna hör vardera övergripande allmänt till olika funktioner:

Hjärnhalva Funktion
Vänster hjärnhalva Medveten, analytisk och verbal
Höger hjärnhalva Omedveten, helhetsuppfattande och rumsuppfattning

Lober och bark

Ytan på storhjärnan består av veck som kallas vindlingar. Mellan vindlingarna finns fåror och några fåror är extra tydliga och dessa kallas för lober.

Loberna är:

  • Pannlob (frontallob).
  • Hjässlob.
  • Tinninglob.
  • Nacklob.

Storhjärnans yttre skikt inklusive lober kallas gemensamt för hjärnbarken. Hjärnbarken styr resten av det centrala nervsystemet och det ansvarar för medvetande, tankar, känslor, minne och medvetna rörelser.

Pannlob (Lobus frontalis) eller Frontallob

Hjärnans högsta tankefunktioner finns i pannloben t.ex. att:

  • Koncentrera på en uppgift.
  • Planera handlande.
  • Lära från erfarenhet.
  • Styra våra rörelser.

Pannloben delas i sin tur in i följande delar:

  • Motoriska barken.
  • Premotoriska barken.
  • Prefrontala barken.
  • Orbitofrontala barken (del av prefrontala barken).
Pannlob Uppgift
Motoriska barken Viljestyrda rörelser.
Premotoriska barken Planeringen av rörelser.
Prefrontala barken Att organisera handlingar.

Prefrontala barken är den viktigaste och största delen och den del av hjärnan som har för människan flest unika funktioner. Här finns bl.a. det som gör det möjligt att välja en passande handling utifrån erfarenhet, kunskap, träning och regler.

Pannloben och ungdomar

Tonåringar kan se ut som vuxna men hjärnan är inte fullvuxen förrän vi blir cirka 25 år. Att följa hur hjärnan utvecklas går med s.k. magnetresonanskameror att när detta först skedde på ungdomar visade det sig utvecklingen av hjärnan är intensiven under tonåren.

Även om hjärnan når cirka 95% av sin fullständiga storlek redan innan vi börjar skolan och fullstorlek innan tonåren är det inte avgörande. Kopplingarna mellan nervcellerna blir kraftigare och mer effektiva under puberteten.

Området som utvecklas så intensivt är pannloben som är den sista delen att bli vuxen. Pannloben är vår "högsta tankefunktion" och är ansvarig för bland annat sådant som:

  • Koncentration.
  • Planering.
  • Att lära från erfarenhet.

Att pannloben inte är fullt utvecklad hos ungdomar innebär att de får ett mer känslomässigt styrt beteende. De delar av hjärnan som hanterar känslor mognar nämligen tidigare. Känslor dominerar därför lätt över planering för ungdomar.

Hjässloben (Lobus parietalis) eller Parietalloben

Hjässloben samordnar sinnesintryck från öga, öra, hud och rörelseapparat. Det är hjässloben som ger oss en enhetlig och samordnad bild av omvärlden och hur vår kropp befinner sig till denna.

Tinningloben (Lobus temporalis) eller Temporalloben

Tinningloberna har flera intressanta funktioner. Först hanteras information om det vi hör:

  • Vänster tinninglob analyserar och tolkar språk.
  • Höger tinninglob analyserar och tolkar musik.

De analyserar och tolkar former och färger och det är genom denna funktion vi kan känna igen det vi ser. Vår rumsliga orientering d.v.s. de funktioner du utnyttjar när du ska hitta någonstans finns i tinningloberna. Vidare finns här inlärning och minne (i hippocampus). Kraftiga känslomässiga reaktioner så som skräck, vrede, upphetsning m.m. kontrolleras även de från tinningloberna.

Nackloben bearbetar syninformation

Nackloben har till huvuduppgift att bearbeta syninformation. Detta representerar ett stort område i hjärnan och kanske att så mycket som 2/3 av hjärnbarken används till att analysera och bearbeta information från ögonen.

Hjärnstammen är filter och automatik

Hjärnstammen ligger under storhjärnan och kopplar den till ryggmärgen. Information på väg till hjärnbarken går först via hjärnstammen och "filtreras". Allt som händer i kroppen behöver inte involvera hjärnbarken och det är hjärnstammen som "beslutar" detta.

Hjärnstammen innehåller dessutom områden som styr mycket av det i kroppen som vi uppfattar som automatiskt:

  • Vakenhet.
  • Temperatur.
  • Hjärta.
  • Ändning.
  • Ämnesomsättning.
  • Hormoner.

Lillhjärnan hjälper till med rörelser

Lillhjärnan är särskilt viktig för balans och finregleringen av rörelser. Information om kroppens läge och rörelser tas emot och samordnas med information från storhjärnan om viljestyrda rörelser.

Lillhjärnan är också involverat i vårt tänkande och våra känslor.

Tre hjärnhinnor

Runt hjärnan finns tre hjärnhinnor: hårda hjärnhinnan, spindelvävshinnan och mjuka hjärnhinnan. Hjärnhinnorna hjälper skallbenet att skydda hjärnan och ger särskilt bättre skydd mot stötar. Hjärnhinnorna kan även innehålla blodkärl som förser hjärnan med energi och syre.

ADHD (attention deficit/hyperactivity disorder)

ADHD står för attention deficit/hyperactivity disorder vilket kan översättas med uppmärksamhetsstörning med överaktivitet. Det psykiatriska funktionshindret kan orsaka bland annat:

  • Försämrad koncentrationsförmåga.
  • Nedsatt impulskontroll.
  • Trötthet och brist på energi.
  • Försämrat närminne.
  • Svårigheter att tolka omvärlden och lära av erfarenhet.

Funktionerna för att planera och organisera i hjärnan fungerar inte korrekt.

Alzheimers sjukdom

Vid Alzheimers sjukdom skrumpnar nervcellerna bort i ett eller flera av tinningloben, hjässloben, pannloben och nackloben. Det innebär att minne, tolkning av sinnesintryck, omdöme, insikt och språk kan påverkas vid Alzheimers sjukdom.

Blodkärlsdemens (vaskulär demens)

Blodkärlsdemens (vaskulär demens) är den näst vanligaste demenssjukdomen efter Alzheimers sjukdom. Vid blodkärlsdemens får inte alla delar av hjärnan tillräckligt med syre och näring.

Sjukdomen ser och utvecklas olika ut beroende på vilka delar av hjärnan som skadats.

Pannlobsdemens

Vid pannlobsdemens påverkas normalt personlighet först. Patienten blir inbunden, uttråkad, får koncentrationssvårigheter och nedstämdhet kan komma. Längre fram blir den drabbare tröttare och språket försämras. Minnet blir allt sämre.

Vid svåra fall saknar patienten insikt om sig själv trots att kroppen kan fungera bra i övrigt.

Parkinsons sjukdom

Vid Parkinsons sjukdom förstörs de celler som tillverkar dopamin. Dopamin är viktigt för att skicka signaler mellan hjärnceller. En verkan av Parkinsons sjukdom blir att hjärnan får svårare att kontrollera kroppens rörelser.

Sjukdomen börjar knappt märkbar men utvecklas sedan resten av livet. Parkinsons sjukdom är obotlig men kan lindras med läkemedel.

Epilepsi

Epilepsi innebär att vissa av hjärnans nervceller är överaktiva. Det kan orsaka epileptiska anfall vilka kan vara mycket olika mellan olika personer.

Några får anfall ett fåtal gånger under livet medan de för andra kan komma mycket ofta.

Multipel skleros (MS)

Multipel skleros (MS) är en sjukdom i det centrala nervsystemet (hjärna och ryggmärg). Vid MS uppstår det inflammationer och ärrbildningar på nervtrådarna. Information som skickas når inte fram som den ska ske.

Stroke (slaganfall)

Stroke (slaganfall) är samlingsnamnet på blodpropp och blödning i hjärnan. Dessa orsakar en syrebrist i de delar av hjärnan dit blodet skulle han transporterats. Syrebristen kan skada hjärnan och delar av den kan sluta att fungera helt.

Reflexer

Reflexer är signaler från kroppen som ryggmärgen direkt svarar på med signaler tillbaka till musklerna. Hjärnan får information i efterhand. Genom reflexer kan vi reagera mycket snabbt på signaler som indikerar att vi är i fara.

EEG (Elektroencephalografi) och EEG-undersökning

EEG står för elektroencephalografi och en EEG-undersökning är en metod för att undersöka hjärnans elektriska aktivitet. Särskilt visar EEG-undersökning aktivitet i storhjärnbarken. De oscillerande elektriska aktiviteterna man mäter brukar kallas för hjärnvågor.

Den elektriska aktiviteten uppkommer när nervceller i hjärnan kommunicerar med varandra. En EEG-undersökning kan ge information om hjärnsjukdomar som förändrar hjärnans struktur och däribland:

  • Epilepsi.
  • Andra kramper än epilepsi.
  • Demens.
  • Hjärnskador.

Den elektriska aktiviteten varierar beroende på om du är vaken eller sover, och också under dessa perioder. Ett EEG kan därför tas vid olika tider på dygnet för att ge olika information. Nästan alltid räcker det dock att ta ett EEG när man är vaken.

EEG under sömnen tas emellertid ibland t.ex. om ett EEG från dagen gav normala värden men man ändå tror att epilepsi eller dyligt kan vara fallet. Ett EEG från natten tas ibland också vid vissa sömnstörningar. Det finns dessutom bärbar utrustning som sparar undan EEG från hela dygnet och som går att använda under flera dagar.

Den elektriska aktiviteten mäts med metallelektroder som fästs på hårbotten. Desto fler elektroder ju mer exakt blir ett EEG. I de flesta fall inom sjukvården används mycket få elektroder, typiskt kanske 20 st, eftersom det räcker.

Vid forskning kan man ibland använda flera hundra elektroder vilket ger högre upplösning. Mycket sällan mäts EEG direkt på den blottade hjärnans yta eller från dess djup med hjälp av olika slags elektroder. Det kan vara fallet vid operation av hjärnan.

MEG och MEG-undersökning

MEG står för magneto-encefalogram och mäter precis som EEG hjärnans aktivitet. MEG-undersökningen är mer exakt och ger en mycket större detaljrikedom än EEG. MEG mäter de svaga magnetfält som hjärnans elektriska aktivitet ger upphov till.

Magneto-encefalogram är ännu mindre vanligt än EEG. Inom sjukvården räcker dessutom EEG utmärkt till för att visa det man behöver se. För forskning kan de fler detaljer MEG visar vara mer värdefulla.

Charles Bell (1774-1842): The Anatomy of the Brain, Explained in a Series of Engravings. London: T.N. Longman and O. Rees (etc.), 1802.

Vad är hjärnvågor?

Hjärnvågor är de oscillerande elektriska aktiviteterna som uppkommer i hjärnan när nercellerna kommunicerar med varandra. Dessa går att mäta med EEG. Med hjärnvågor menar man dock vanligen inte all elektrisk aktivitet i hjärnan utan aktivitet i storhjärnbarken. Hjärnvågorna oscillerar med olika frekvens och delas in efter denna frekvens:

Våg Frekvens
Delta-vågor 1 - 3 Hz
Theta-vågor 4 - 7 Hz
Alpha-vågor 8 - 13 Hz
Beta-vågor 14 - 30 Hz
Gamma-vågor 30 - 80 Hz
Snabba vågor 80 - 200 Hz
Ultrasnabba vågor 200 - 600 Hz

Det finns många teorier om sambandet mellan olika vågor och vad hjärnan just då arbetar med liksom olika sjukdomar. All kunskap inom området är inte säker men ändå intressant.

Hjärnans delta-vågor

Delta-vågorna finns i frekvensbandet 1 - 3 Hz. De förekommer vanligen vid:

  • Djup drömlös sömn.
  • Hos spädbarn yngre än ett år.
  • Medvetslöshet.
  • Trance, meditation och hypnos.

Theta-vågor

Theta-vågor är hjärnvågor i frekvensbandet 4 - 7 Hz. Theta-vågor uppkommer i hjärnan när vi befinner oss mellan sömn och vaka. De kommer även vid mycket kreativa och emotionella processer.

De förekommer normalt inte hos en vuxen som är fullt vaken. Däremot är det inte ovanligt under puberteten.

Delta-vågor, Theta-vågor, koncentration och ADHD

Delta-vågorna och theta-vågor kan också uppträda om man tappar koncentrationen. Man har sett att särskilt theta-vågor ofta uppträder hos personer med ADHD (Attention Deficit Hyperactivity Disorder) och inte minst när uppmärksamhetsstörning dominerar.

När kocentration under längre tid krävs kan en person med ADHD börja få theta-vågor (eller delta-vågor) vilka hos en frisk uppträder antingen när man är på väg att somna eller vakna. Att personen då börjar röra på sig, trumma eller prata kan eventuellt vara ett sätt att motverka detta för att hindra att aktiviteten i hjärnan minskar ytterligare.

Alpha-vågor

Alpha-vågor är hjärnvågor i frekvensbandet 8 - 13 Hz. Alpha-aktivitet är den dominerande hjärnvågen hos en avslappad vuxen individ. Ligger vi och slappnar av utan distraktion kommer alpha-vågorna i hjärnan.

Beta-vågor

Beta-vågor är hjärnvågor i frekvensbandet 14 - 30 Hz. Dessa hjärnvågor dominerar hos den som är pigg och vaken. Du har förutsättningar för att uppmärksamma omvärlden och vara aktiv.

Gamma-vågor

Gamma-vågor tror man är resultatet av att hjärnan koordinerar aktivitet i olika delar av hjärnbarken. Intryck binds samman till en helhet.

Snabba och ultrasnabba hjärnvågor

Snabba och ultrasnabba hjärnvågor är hjärnvågor i frekvensbanden 80 - 200 Hz respektive 200 - 600 Hz. Dessa hjärnvågor är onormala och kan t.ex. uppträda vid epileptiska anfall där de utgår från den nervcellsansamling som startar anfallet.

Autism och "Theory of Mind" – Hur andra tänker

För att kunna förstå varför andra personer gör på ett särskilt sätt krävs att vi kan sätta oss in i hur de tänker och resonerar. Denna förmåga kallas ibland för en Theory of Mind (ToM) och i detta begrepp lägger man också förmågan att förstå skillnaden mellan eget och andra människors sätt att känna, tänka och handla. En del forskare tror att autism innebär en nedsatt förmåga att föreställa sig hur andra tänker och att det just är det man kallar Theory of Mind (ToM) som saknas.

Med ToM kan man skapa sig en föreställning om vad andras personers handlingar och reaktioner egentligen betyder. Vi kan förstå att det ironi är ironi och att man inte menar det bokstavligen. Samtal med andra blir ointressanta och svåra att förstå.

Vad är en neuron (nervcell)?

Neuron eller nervcell är en särskild grupp av celler som finns i vårt nervsystem. Den har till uppgift att ta emot och överföra nervimpulser. Antalet neuroner i hjärnan beräknas uppgå till ungefär 100 miljarder.

Neuroner kan delas in i olika grupper och ett sätt att göra det på är att grovt dela upp dem i sensoriska neuroner, neuroner i hjärnan och motororiska neuroner. Sensoriska neuron medverkar till att centrala nervsystemet får uppgifter om vad våra sinnen tar reda på, neuron i hjärnan bygger upp vår tankekapacitet och motoriska neuron skickar signaler om rörelser till kroppen.

Neuron har en eller flera dendriter som tar emot nervsignaler, en cellkärna (soma) i mitten och ett axon att ta kontakt med andra nervceller med. Nervsignalen består av en elektrisk impuls som fortplantar sig genom nervcellerna genom s.k. aktionspotentialer. Aktionspotentialen kallas oftare för nervimpuls eller "the spike" på engelska.

När nervimpulsen når slutet på nervcellens axon (presynaps) skickas signalen vidare via signalsubstaner (neurotransmittorer). Signalsubstanserna kan tas upp av receptorer på dendriten och ger då ibland upphov till en aktionspotential i nästa neuron.

I bilden nedan ser vi hur en neuron kan illustreras:

1. Granulärt endoplasmatiskt nätverk (Nisslkropp) 2. Polysomer 3. Ribosomer
4. Golgiapparaten 5. Cellkärna 6. Nukleol
7. Cellmembran 8. Mikrotubuli 9. Mitokondrie
10. Slätt endoplasmatiskt nätverk 11. Axonkägla 12. Cellkärna (Schwanncell)
13. Synaps (axosomatisk) 14. Synapser (axodendritiska) 15. Dendriter
16. Axon 17. Neurotransmittor 18. Receptor
19. Synaps 20. Cellskelett 21. Myelinskida (Schwanncell)
22. Ranviernod 23. Axonterminal 24. Synapsvesikel
25. Synaps (axoaxonisk) 26. Synapsspalt
Hjärnans lober

I bilden har hjärnans olika delar följande färger:

  • Pannlob (frontallob) är röd.
  • Hjässloben (parietalloben) är orange.
  • Tinningloben (temporalloben) är grön.
  • Nackloben är gul.
  • Hjärnstammen är svart.
  • Lillhjärnan är blå.

Efferens är utgående signaler i centrala nervsystemet (CNS)

Med efferens avses efferenta signaler i centrala nervsystemet. Efferenta signaler är på väg ut från ett speciellt område. Efferensen t.ex. från frontalloben syftar på signaler som strömmar ut från detta område. I perifera nervsystemet avses med efferens signaler som kommer från centrala nervsystemet och efferenta signaler i perifera nervsystemet kallas vanligen för motoriska signaler.

Epitalamus

Epitalamus är en liten del i mellanhjärnan. Denna omfattar tallskottkörteln och habenulae. Habenulae förenar tallskottkörteln med talamus.

Arbetsminne

Den minnesfunktion vi använder för att hålla flera "bitar information" i huvudet samtidigt som vi sedan aktivt kan arbeta och manipulera med direkt (i realtid) brukar kallas arbetsminne. Ett exempel på en uppgift som kräver att använder det s.k. arbetsminnet är att hålla ett antal siffror i huvudet och sedan räkna upp dem bakifrån.

Arbetsminne anses kunna vara nedsatt vid flera sjukdomar och neuropsykiatriska funktionshinder. Det finns emellertid forskning som pekar på att det kan vara möjligt att träna upp arbetsminne. En del länkar till mer information om det finns under läs mer ("Can Intelligence Be Trained? Martin Buschkuehl shows how"). Att träna arbetsminne kanske även kan minska symptom på ADHD.

Flytande (Fluid) intelligens och Kristalliserad (Crystallized) intelligens

Flytande (Fluid) intelligens kan beskrivas som vår förmåga att hantera nya problem och utmaningar. Det är sådant vi inte har tidigare erfarenhet av. Vår förmåga att hitta samband och förstå ostrukturerad information om ett ämne vi inte kan är exempel på en situation när flytande intelligens krävs. Flytande intelligens tros vara kopplat till förmåga hos arbetsminne.

Kristalliserad intelligens avser en förmåga till att meningsfullt använda tidigare inlärda kunskaper och erfarenheter för att lösa problem. Här krävs istället ett långtidsminne och att vi klarar att göra kopplingar mellan olika saker vi lärt oss.

Modellen med Flytande (Fluid) intelligens och dess motsvarighet föreslogs av Raymond Cattell 1971.

Läs mer:

  • Brain Facts - A primer on the brain and nervous system (PDF).
    Society for Neuroscience.
    Society for Neuroscience är ett av världens största organisationer för forskare och andra som arbetar med nervsystemet. I denna ganska långa och kostnadsfria bok sammanfattar man mycket om vad som var känt om hjärnan när den skrevs.
  • Människans nervsystem.
    Sahlgrenska Akademin.
    Här finns en uppslagsbok men de flesta av hjärnans delar. Även en hjärnatlas med 35 interaktiva bilder och en tredimensionell hjärnmodell finns. Hjärnatlas och uppslagsbok är sammankopplade via ca 1000 begrepp i uppslagsverket. Hjärnatlasen deltar i Riksutställningars vandringsutställning “Se Hjärnan!”.
  • European Federation of neurological societies.
    Europeisk förening för neurologer.
  • World Psychiatric Association.
    Koordinerar internationell verksamhet hos 110 nationella psykiatriska föreningar.