|
| |
De hersenen , ook het brein of het
encephalon (Grieks voor "in het hoofd"), zijn het
waarnemende, aansturende, controlerende en
informatieverwerkende orgaan in dieren. Er zijn drie
groepen dieren met hersenen: de gewervelden, de
geleedpotigen (insecten, spinnen, kreeften) binnen
de groep van de ongewervelden en de inktvissen. De
overige ongewervelden hebben geen hersenen maar
collecties van individuele ganglia. De hersenen
bevinden zich over het algemeen in de kop van het
dier.De hersenen zijn een
complex orgaan; het menselijk brein is opgebouwd uit
vele tientallen miljarden neuronen (zenuwcellen)
waarvan elk in verbinding staat met een groot aantal
andere neuronen, soms vele duizenden. De hersenen
besturen en coördineren sensorische systemen,
beweging, gedrag en homeostatische lichaamsfuncties
zoals ademhaling, bloeddruk en lichaamstemperatuur.
De hersenen zijn de bron van beweging, geheugen en
(bij hogere soorten) cognitie (bewustzijn) en
emotie.
In de meeste hersenen is een verschil zichtbaar tussen
grijze stof (1) en witte stof. Grijze stof bestaat
uit de cellichamen van de neuronen, witte stof
bestaat uit de vezels (axonen) die de neuronen over
lange afstand verbinden. De buitenste lagen van de
telencephalon noemt men de cortex cerebri of
hersenschors. Deze bestaat voornamelijk uit grijze
stof. Behalve in lagen komen cellichamen ook voor in
kernen. Ze zijn over het gehele centrale
zenuwstelsel verspreid. De axonen in de witte stof
zijn omgeven door een vettige, beschermende en
isolerende laag: myeline. Myeline is
verantwoordelijk voor de kleur van de witte stof
(2). Dwarsdoorsneden van de hersenen geven inzicht
in de structuur van de grijze en witte stof binnen
een plat vlak.
Bij lagere gewervelden (vissen,
reptielen, amfibieën) bestaat de cortex cerebri uit
minder dan zes lagen. Deze structuur wordt ook wel
allocortex genoemd. Bij zoogdieren bestaat een deel
van de cortex cerebri uit zes lagen. Dit deel wordt
de neocortex genoemd en ligt bovenop de oudere
allocortex. Bij hogere zoogdieren zoals primaten
vormt de neocortex een groter deel van de hersenen
dan bij lagere zoogdieren.
De hersenen zijn in
te delen in verschillende gebieden:
-
Rhombencephalon (achterhersenen)
-
Myelencephalon
-
Metencephalon
- Mesencephalon
(middenhersenen)
-
Prosencephalon (voorhersenen)
-
Diencephalon
-
Telencephalon
Een eenvoudiger en
gangbaardere indeling is:
- Cerebrum
(grote hersenen)
- Cerebellum
(kleine hersenen)
- Hersenstam
Ondanks de variatie in diersoorten
die hersenen hebben zijn er op cellulair,
structureel en functioneel niveau veel
overeenkomsten. Op cellulair niveau: de hersenen
bestaan uit twee soorten cellen: neuronen en
gliacellen. Beide soorten cellen komen voor als
verschillende celtypen met verschillende functies.
Onderling verbonden neuronen vormen neuronale
netwerken. Deze netwerken bestaan uit schakelende
elementen (neuronen) die met elkaar verbonden zijn
door biologische bedrading (zenuwvezels). Normaliter
zijn neuronen verbonden met minimaal 1000 andere
neuronen. Deze uiterst gespecialiseerde netwerken
vormen systemen die de basis vormen van perceptie,
actie en hogere cognitieve functies.
De cellen die
actiepotentialen genereren en
informatie doorsturen naar andere
cellen zijn de neuronen. In elk
hersengebied bevinden zich neuronen
die input ontvangen (afferente
neuronen), die een output produceren
(efferente neuronen) en
interneuronen. Afferente neuronen
ontvangen projecties van andere
hersengebieden. Efferente neuronen
projecteren naar andere gebieden.
Interneuronen hebben geen connecties
buiten het hersengebied waarin ze
liggen, maar zorgen voor locale
verwerking.
Naast neuronen bevatten de hersenen
gliacellen, ongeveer 10 tot 50 per
neuron. Gliacellen (van het Griekse
glia wat staat voor lijm) hebben een
ondersteunende rol in de hersenen,
waaronder het produceren van het
isolerende myeline, het verschaffen
van structuur aan het neuronale
netwerk en het verwerken van afval.
De meeste soorten gliacellen die
zich in het centrale zenuwstelsel
bevinden bevinden zich in het
perifeer zenuwstelsel. Een
uitzondering zijn de
oligodendrocyten die in het centrale
zenuwstelsel axonen isoleren. In het
perifeer zenuwstelsel zijn hiervoor
de Schwanncellen verantwoordelijk.
Bij zoogdieren
worden de hersenen omgeven door
bindweefselvliezen, de
hersenvliezen. Dit is een systeem
van membranen dat de hersenen
scheidt van de schedel. De vliezen
zijn van buiten naar binnen
opgebouwd uit het harde hersenvlies,
het spinnenwebvlies en het zachte
hersenvlies. Het spinnenwebvlies is
verbonden met het harde hersenvlies
en deze tezamen worden soms als één
laag gezien. Onder het
spinnenwebvlies bevindt zich een
ruimte waarin zich het hersenvocht
(ook cerebrospinalis, cerbrospinale
vloeistof of liquor) bevindt. Hierin
"drijven" de hersenen. Het
hersenvocht circuleert tussen de
lagen van de hersenvliezen en door
holtes in de hersenen die we
ventrikels noemen. Chemisch is het
belangrijk voor het metabolisme en
mechanisch is het belangrijk als
schokdemper. Bloedvaten komen het
zenuwstelsel binnen via de ruimte
boven het zachte hersenvlies. De
bloed-hersenbarrière, een
functionele scheiding tussen
bloedvaten en hersenweefsel,
beschermt de hersenen deels tegen
toxines die mogelijk met het bloed
mee binnenkomen.
Hersenen van
gewervelden
ontvangen signalen
van de 'sensors'
(receptoren) van het
organisme via de
zenuwen. Deze
signalen worden door
het centrale
zenuwstelsel
geïnterpreteerd
waarna reacties
worden geformuleerd,
gebaseerd op
reflexen en
aangeleerde kennis.
Eenzelfde soort
systeem bezorgt
aansturende
boodschappen vanuit
de hersenen bij de
spieren in het hele
lichaam.
Sensorische input
wordt verwerkt door
de hersenen voor de
herkenning van
gevaar, het vinden
van voedsel, het
identificeren van
mogelijke partners
en verscheidene
andere functies.
Gezichts-, gevoels-
en gehoorsinformatie
gaat eerst naar
specifieke kernen
van de thalamus en
vervolgens naar
gebieden van de
cortex cerebri die
bij dat specifieke
sensorische systeem
horen.
Reukinformatie
(fylogenetisch het
oudste systeem) gaat
eerst naar de bulbus
olfactorius (3) en
vervolgens naar
andere delen van het
olfactorisch
systeem. Smaak wordt
via de hersenstam
geleid naar andere
delen van het
betreffende systeem.
Om
bewegingen te
coördineren hebben
de hersenen een
aantal parallelle
systemen die spieren
besturen. Het
motorisch systeem
bestuurt de
bewegingen van
spieren, geholpen
door de motorische
schors, de kleine
hersenen (het
cerebellum) en de
basale ganglia.
Uiteindelijk
projecteert het
systeem via het
ruggenmerg naar de
zogenaamde
spiereffectors.
Kernen in de
hersenstam besturen
veel onwillekeurige
spierfuncties zoals
de ademhaling.
Daarnaast kunnen
veel automatische
handelingen zoals
reflexen gestuurd
worden door het
ruggenmerg.
De
hersenen produceren
ook een deel van de
hormonen die organen
en klieren
beïnvloeden. Aan de
andere kant reageren
de hersenen ook op
hormonen die elders
in het lichaam
geproduceerd zijn.
Bij zoogdieren
worden de hormonen
afgegeven aan de
bloedsomloop. De
besturing van veel
hormonen verloopt
via de hypofyse (4).
1) De grijze stof
(Latijn: substantia grisea) is het
deel van het centraal zenuwstelsel
dat de cellichamen van de
zenuwcellen, de dendrieten en de
korte axonen bevat. De witte stof is
het deel wat de lange,
gemyeleniseerde axonen bevat. De
grijze stof bevindt zich in de
hersenen vooral (maar niet
uitsluitend) aan de buitenkant, waar
het de cortex cerebri, de schors van
de grote hersenen, en de cortex
cerebelli, de schors van de kleine
hersenen, vormt. De grijze stof
heeft als functie het verwerken van
informatie, terwijl de witte stof de
communicatie tussen de zenuwcellen
verzorgt.
2)
De witte stof
(Latijn: substantia
alba) is het deel
van het centraal
zenuwstelsel dat de
axonen, de
gemyeliniseerde
uitlopers van
zenuwcellen bevat.
Deze axonen
verbinden de
verschillende
hersengebieden met
grijze stof met
elkaar en geleiden
de zenuwimpulsen
tussen neuronen. De
witte stof in de
hersenen en in het
ruggenmerg bevat
geen dendrieten.
Deze zijn alleen in
grijze stof
aanwezig, samen met
zenuwcellichamen en
kortere axonen. De
witte kleur is het
gevolg van de
myelinescheden van
de zenuwvezels. In
het ruggenmerg ligt
de witte stof aan de
buitenkant van de
grijze stof. Hier
wordt zij
onderverdeeld in een
voorstreng, de
funiculus ventralis
of anterior, een
zijstreng, de
funiculus lateralis,
en een achterstreng,
de funiculus
dorsalis of
posterior. In de
hersenen wordt de
witte stof door
grijze stof omgeven.
Hier bevinden zich
twee soorten witte
stof. De eerste
soort witte stof
zijn de verbindingen
tussen
hersenschorsgebieden
die naast elkaar
liggen en wordt
subcorticale witte
stof genoemd. De
andere soort witte
stof in de hersenen
verbindt delen van
de hersenen die
verder van elkaar
liggen en heet
periventriculaire
witte stof. Dit komt
omdat deze banen
onder andere rondom
de hersenventrikels
liggen. Wel bevinden
zich binnen de witte
stof kleine gebieden
met grijze stof, de
nuclei. De witte
stof kan gezien
worden als de delen
van het zenuwstelsel
die verantwoordelijk
zijn voor
informatieoverdracht,
terwijl de grijze
stof met name te
maken heeft met
informatieverwerking.
Veranderingen in
witte stof worden in
verband gebracht met
de ziekte van
Alzheimer en andere
neurodegeneratieve
aandoeningen. Ook
als gevolg van
ouderdom treden
veranderingen in de
witte stof op.
3) De
bulbus olfactorius
of reukkolf is een
structuur die
voorkomt in de
hersenen van
gewervelden en
betrokken is bij
reuk; de perceptie
van geuren.
4)
De hypofyse, oftewel
hersenaanhangsel, is
een klier midden in
het hoofd, onder de
hersenen, die vele
hormonen afscheidt.
De hypofyse vervult
een belangrijke rol
bij de regulering
van een groot aantal
hormonen. De klier
is ongeveer zo groot
als een doperwt
(doorsnede circa één
centimeter) en is
gelegen in een holte
in de schedelbasis
(het zogeheten
Turkse zadel of
Sella Turcica in het
Latijn), achter de
neusrug. De
achterkwab van de
hypofyse behoort tot
het diencephalon.
Bij de aanleg in de
embryonale fase
wordt de voorkwab
van de hypofyse
gevormd uit een
stukje epitheel van
het monddak; het
zogenaamde zakje van
Rathke. De hypofyse
is opgebouwd uit
drie delen, de
voorkwab, achterkwab
en de middenkwab. De
middenkwab is bij
mensen bijna niet
aanwezig. Bij
sommige diersoorten
is deze echter
relatief groter. De
middenkwab maakt
α-MSH (Melanocyten
Stimulerend Hormoon)
uit de
neurotransmitter
corticotropine. In
dit artikel wordt
vooral aandacht
besteed aan de voor-
en achterkwab. In
verband met het
regulatiesysteem dat
gebruikt wordt voor
hormonen, negatieve
terugkoppeling, is
de hypofyse via een
poortadersysteem
verbonden met de
hypothalamus. Deze
meet de hoeveelheden
hormonen in het
bloed en stuurt
(hormonale) signalen
naar de hypofyse
wanneer er meer of
minder van een
hormoon nodig is.
Via de hypofysesteel
komt onder andere
dopamine in de
hypofyse terecht dat
de de afgifte van
prolactine remt.
|
|