Nervsystemet 2 SJSD11 MÄNNISKAN: BIOLOGI OCH HÄLSA 19 HP ANNELIE AUGUSTINSSON Innehåll Det centrala nervsystemet (hjärna och ryggmärg) Skallbenet och ryggkotorna Hjärnans och ryggmärgens hinnor (meninger) Cerebrospinalvätska (likvor) Hjärnans blodförsörjning Hjärnans lober och hemisfärer Grå och vit substans Hjärnstammen, formatio reticularis och RAS Lillhjärnan (cerebellum) Hypothalamus Limbiska systemet, känslor och minne Basala ganglierna Sömn Det centrala nervsystemet (CNS) Hjärnan encephalon Ryggmärgen medulla spinalis Bild 4.11 Sand et al. Människokroppen 1
Hjärnans och ryggmärgens hinnor Hjärnans och rygg-märgens tre (bindvävs-)hinnor, meninger (utifrån och in): Hårda hjärnhinnan dura mater Spindelvävshinnan arachnoidea Mjuka hinnan (kärlhinnan) pia mater Cerebrospinalvätska (likvor) I subarachnoidalrummet (under arachnoidea) finns ungefär 150 ml av en klar, färglös vätska som hjärnan och ryggmärgen flyter i. Vätskan bildas ur blodet i blodkärlsformationer (plexus choroideus) i hjärnans fyra hålrum, ventriklarna. Likvor cirkulerar ut, och runt, i subarachnoidalrummet, och hjälper där till med att dämpa stötar och transportera näring till nervcellerna. Likvor återvänder till blodet via speciella bildningar, arachnoidalvilli, som buktar in i venösa blodkärl. Avflödet Falx cerebri Stramt veck i dura mater i den längsgående sprickan mellan hemisfärerna. Stabiliserar hjärnan. Sinus sagittalis superior Den stora, längsgående venen. Samlar venöst blod från hjärnans ytliga vener. Leder bort likvor från subarachnoidalrummet via arachnoidalvilli. 2
Hjärnans blodförsörjning Nervcellerna i hjärnan är helt beroende av syre för sin energiomsättning, och hjärnan måste därför ha en stabil blodtillförsel. Två par blodkärl förser hjärnan med syrerikt blod: A. carotis interna (dx + sin) A. vertebralis (dx + sin) Hjärnans blodförsörjning A. vertebralis dexter och sinister går samman och bildar a. basilaris. A. basilaris samt a. carotis interna dexter och sinister går samman i en artärring (circulus arteriosus cerebri), och från denna artärring utgår därefter de tre par storhjärnsartärer som förser hjärnan med det syrerika blodet: A. cerebri anterior (dx + sin) A. cerebri media (dx + sin) A. cerebri posterior (dx + sin) Storhjärnans lober Storhjärnans lober Pannlob (frontallob) Hjässlob (parietallob) Tinninglob (temporallob) Nacklob (occipitallob) Funtioner Koncentration, omdöme, tal och kontroll av handlingar Orienteringsförmåga, avståndsbedömning, praktisk förmåga samt skriv- och räkneförmåga Minne, inlärningsförmåga, språk och lukt Syn och igenkänningsförmåga 3
Hjärnans hemisfärer Vänster hemisfär Analytisk verbal Matematisk förståelse Språklig förståelse Brocas area = talcentrum Wernickes area = centrum för språkförståelse Höger hemisfär Helhetsuppfattande kreativ Icke-verbal förståelse Musikförståelse Det centrala nervsystemet (CNS) Hjärnan encephalon Storhjärnan cerebrum Mellanhjärnan diencephalon Hjärnstammen truncus encephali Mitthjärnan mesencephalon Hjärnbryggan pons Förlängda märgen medulla oblongata Lillhjärnan cerebellum Ryggmärgen medulla spinalis Bild 4.11 Sand et al. Människokroppen Hjärnans gråa och vita substans Grå substans I. Barken (cortex) = nervcellskroppar som täcker hjärnans yta II. Kärnor (nuclei) = nervcellskroppar i den vita substansen Vit substans Ledningsbanor (axon) Grå substans II. Vit substans I. 4
Ryggmärgens gråa och vita substans Grå substans I. Framhorn = motoriska nerver II. Bakhorn = omkoppling av vissa sensoriska nerver III. Sidohorn = preganglionära nervcellskroppar, autonoma nervsystemet (ej på bilden) Vit substans Uppåtstigande sensoriska ledningsbanor (axon) Nedåtstigande motoriska ledningsbanor (axon) Vit substans Grå substans II. I. Hjärnstammen Hjärnstammen består av mitthjärnan (mesencephalon), bryggan (pons) och förlängda märgen (medulla oblongata). I hjärnstammen ligger många kärnor som reflektoriskt styr flera livsviktiga kroppsfunktioner. Kärnor i medulla oblongata bidrar t ex med att kontrollera hjärtats minutvolym, blodtrycket och fördelning av blodet till olika kroppsdelar, medan t ex andningen styrs från medulla oblongata och pons. Formatio reticularis En förutsättning för att information ska kunna registreras och bearbetas är att den når fram till sensoriska centra i storhjärnsbarken. I hjärnstammen finns dock ett långsträckt område med censurerande funktion, formatio reticularis, där nästan all sensorisk information måste passera. Detta område sållar bort oviktiga impulser, t ex att du inte hör bruset från datorn om du inte lyssnar efter det. 5
Retikulära aktiveringssystemet (RAS) Du kommer dock att höra väldigt tydligt om en fågel flyger emot fönsterrutan. Då blir du inte bara medveten om ljudet, utan du blir också pigg och alert, så att du kan undersöka vad det var som orsakade smällen. Förklaringen är att en del av formatio reticularis; det retikulära aktiveringssystemet (RAS), fungerar som en väckarklocka för hela hjärnan vid oväntade händelser. Skador i RAS kan leda till koma. Lillhjärnan (cerebellum) Lillhjärnans viktigaste uppgift är att jämföra kroppens faktiska rörelser med de önskade. Samtidigt som storhjärnsbarken skickar signaler till skelettmusklerna om att påbörja rörelse skickar den information om den önskade rörelsen till lillhjärnan. Lillhjärnan tar också emot information från örats balansorgan, muskelspolar och sinnesceller i senor och leder hela tiden. Lillhjärnan kan då skicka korrigerande signaler till storhjärnsbarken och till kärnor i de nervbanor som leder signalerna i ryggmärgen, och på så sätt blir rörelserna jämna och koordinerade. Hypothalamus Hypothalamus = en viktig förbindelselänk mellan nervsystemet och det endokrina systemet. Hypothalamus reglerar: de flesta endokrina körtlar i kroppen det autonoma nervsystemet kroppstemperaturen den inre miljön (homeostasen) Även känslor som törst, svält och sexualdrift är knutna till bestämda områden i hypothalamus. 6
Känslor Ett led i bearbetningen av sensorisk information är den känslomässiga upplevelsen. Känslor som rädsla, obehag eller att vi mår bra uppstår i limbiska systemet som finns centralt i hjärnan. Områden Amygdala Hippocampus Gyrus cinguli samt limbiska associationscentra i temporalloberna Funktioner Förståelse av den emotionella betydelsen av en händelse Överföring av information från korttidsminnet till långtidsminnet Medvetenhet avseende känsloupplevelser Limbiska systemet Viktiga funktioner i limbiska systemet: Stimulering i form av belöning LUST Mat, socker, sex, droger, gott bemötande Stimulering i form av bestraffning OLUST Lust och olust befäster inlärning och minne. Minne Förmågan att utnyttja minnen hör till nervsystemets allra viktigaste funktioner; att kunna ställa aktuella händelser i relation till tidigare, att kunna beräkna, kalkylera och planera samt att bedöma tidsåtgång för olika uppgifter. När det limbiska systemet bearbetar sensorisk information sker inlärning och minnen skapas. Korttidsminne = varar från några sekunder till några timmar Långtidsminne = varar från dagar till många år (i bästa fall hela livet) 7
Minne Sannolikt uppstår ett minne genom att en förändrad synapsfunktion gör det lättare (eller svårare) för impulser att ta sig fram på olika ställen i hjärnan. Vid skapande av minnen leds sannolikt impulser från sensoriska centra, via delar i limbiska systemet (amygdala och hippocampus), tillbaka till sensoriska centra tillsammans med order om synapsförändringar. Korttidsminnet bygger på elektrisk aktivitet i vissa nervceller, medan långtidsminnet bygger på fysiska eller kemiska förändringar av nerv- eller gliaceller. Olika minnestyper Minnestyper Upplevelseminne (episodiskt minne) Kunskapsminne (semantiskt minne) Färdighetsminne (procedurminne) Igenkänningsminne (perceptuellt minne) Förklaringar Bevarar personligt upplevda händelser. Skadas lättast + avtar med stigande ålder. Lagrar generell kunskap om omvärlden, t ex vad Italiens huvudstad heter. Lagrar information om färdigheter, t ex om hur man skriver på datorn. Innebär förmåga att kunna identifiera objekt i omgivningen, veta vad de heter och vad de ska användas till. Basala ganglierna Tillhör storhjärnans inre kärnformationer: Nucleus caudatus, svanskärnan Nucleus lentiformis, linskärnan Substantia nigra, den svarta kärnan Svart av pigment, melanin. 8
Basala ganglierna Reglerar bland annat skelettmuskulaturens icke viljemässiga tonus (spänningsgrad). Hållningstonus Vid igångsättning av rörelser = låg inhiberande aktivitet i basala ganglierna Dopamin = transmittorsubstans som frisätts i substantia nigra. Sjukdomar kopplade till basala ganglier Parkinsons sjukdom Dopaminbrist hypokinesi = rörelsehämning Problem med igångsättning av rörelse Behandlas med L-dopa dopa i hjärnan Transplantation av fetala neuron från mesencephalon, mitthjärnan. Transplantatet kan överleva länge och minska symptomen men även de transplanterade cellerna kunde drabbas av plackbildningar. Sjukdomar kopplade till basala ganglier Huntingtons sjukdom (danssjukan) Ärftlig (autosomalt dominant) Dopaminöverskott hyperkinsesi = för mycket rörelse Demenssymtom Dopaminstabiliserande läkemedel är under utveckling och är verksamma vid sjukdomar med obalans i dopaminsystemet: Parkinsons sjukdom, Huntingtons sjukdom och schizofreni. 9
Sömn För att hjärnan ska kunna bearbeta all information tillfredsställande krävs det sömn med jämna mellanrum. Sömnen delas in i ortosömn och i parasömn (REMsömn), och sömndjupet varierar från djupt till ytligt. 10