Het Centraal Zenuwstelsel (CZS) bestaat uit de hersenen, het ruggenmerg, en het netvlies. Het is het commandocentrum van het lichaam, dat alles wat we doen aanstuurt en alles om ons heen interpreteert.
Dit systeem blijft zich gedurende het hele leven van de mens ontwikkelen, waarbij voortdurend neuronen worden aangemaakt en geëlimineerd om het standaard zenuwstelsel fris te laten functioneren.
Het centrale zenuwstelsel werkt door de informatie die door het perifere zenuwstelsel is verzameld op te nemen en op basis daarvan informatie te herverdelen. Het controleert alles, van een nies tot de snelheid van uw hartslag.
Het centrale zenuwstelsel bevat in totaal ongeveer 86 miljard zenuwcellen, dit is meer dan 12x het aantal mensen op de planeet Aarde op dit moment! Ze zijn allemaal verbonden door triljoenen zenuwvezels – axonen en dendrieten – die de overdracht van informatie door het hele zenuwstelsel vergemakkelijken.
De hersenen
Mensen hebben de grootste hersenen van alle gewervelde dieren in verhouding tot de lichaamsgrootte (Lewis, 2018). Ondanks wat je misschien hebt gehoord, doet grootte er eigenlijk niet toe.
Velen geloven al vrij lang dat de grootte van de hersenen een directe correlatie is met intelligentie bij diersoorten, er is echter niet veel wetenschappelijk bewijs om dit idee te ondersteunen. Wat nauwkeuriger is om te zeggen, is dat de verhouding tussen hersen- en lichaamsgrootte een betrouwbaarder maatstaf is voor intelligentie.
Naast het feit dat de mens de grootste hersenen heeft in verhouding tot de lichaamsgrootte, heeft hij ook meer neuronen per volume-eenheid dan verschillende andere soorten. Een belangrijke reden hiervoor is de hoeveelheid oppervlakte in de menselijke hersenen. De oppervlakte van de hersenen wordt gecreëerd door alle plooien in het weefsel. Hoe meer plooien, hoe meer oppervlakte.
Het menselijk brein weegt ongeveer 3,5 pond en maakt ongeveer 2% uit van het gemiddelde volwassen lichaamsgewicht en bestuurt bijna alles wat we doen. “Wacht, bijna?” vraag je, ongelovig. Ja, bijna… soort van.
De hersenen controleren niet rechtstreeks bewegingen zoals reflexen – deze acties gaan hooguit via je ruggenmerg vanwege de snelheid waarmee ze moeten gebeuren. Hier volgt waaruit de hersenen bestaan en wat ze wel besturen.
Structuren en functies van de menselijke hersenen
Het gehele CZS bestaat uit “grijze stof” en “witte stof”. De grijze stof bestaat uit neuronen, het celtype dat de basis vormt voor alle soorten zenuwcellen.
Het grootste deel van de menselijke hersenen is de kleine hersenen, die zijn afgeleid van de voorhersenen, oftewel het prosencephalon. De kleine hersenen zijn verdeeld in twee hemisferen, die met elkaar verbonden zijn door het corpus callosum. Dit deel van de hersenen regelt de zintuiglijke, motorische en cognitieve functies van de hersenen.
De linker hersenhelft bevat belangrijke gebieden die een integrale rol spelen bij spraak en taal. Zij wordt ook in verband gebracht met wiskunde en het terugvinden van informatie.
De rechterhersenhelft speelt een sleutelrol bij visuele en auditieve verwerking, ruimtelijke vaardigheden en artistiek vermogen. Maar bij al deze functies zijn beide kanten van de hersenen betrokken, dus het populaire idee van een “linker- of rechterhersenhelft” wordt slecht ondersteund door bewijs.
De buitenste laag van de hersenen, bekend als de hersenschors, wordt beschouwd als “het centrum van het denken,” en bestaat uit de volgende structuren:
- Frontaalkwab: controleert emoties, het oplossen van problemen, leren, geheugen, en nog veel meer.
- Pariëtale kwab: regelt ruimtelijke oriëntatie en navigatie door de integratie van informatie die door talrijke zintuiglijke systemen wordt verzameld
- Temporale kwab: verwerkt auditieve stimuli en helpt bij taal; omvat de hippocampus en de amygdala die primaire rollen spelen bij respectievelijk geheugen en emotie
- Occipitale kwab: regelt visuele verwerking
Corpus callosum. Ja, het klinkt zeker als een spreuk die je op Zweinstein zou leren, maar geloof me, dat is het niet (ik heb het geprobeerd). Dit is een verzameling zenuwvezels die de linker- en de rechterhersenhelft met elkaar verbindt.
Opvallend genoeg bestuurt de linkerhersenhelft alle spieren aan de rechterkant van het lichaam en vice versa. Links- of rechtshandigheid is het gevolg van het feit dat de ene hersenhelft dominant is over de andere.
De hersenstam is afgeleid van de middenhersenen (mesencephalon) en de achterhersenen (rhombencephalon) en vormt de verbinding tussen het ruggenmerg en de hersenen. Hij bestaat uit het medulla oblongata, het pons en de middenhersenen. De belangrijkste taken van de hersenstam zijn het doorgeven van informatie tussen de hersenen en het lichaam
Tussen de kleine hersenen en de hersenstam bevinden zich de thalamus en de hypothalamus. De hypothalamus geeft zintuiglijke en motorische signalen door aan de cortex en is betrokken bij de regeling van het bewustzijn, de slaap en de alertheid. De hypothalamus verbindt het zenuwstelsel met het endocriene stelsel via de hypofyse
Het cerebellum, dat zich vanuit de achterhersenen ontwikkelt, is van essentieel belang voor de motorische controle, omdat het gedeeltelijk de coördinatie en het evenwicht regelt. Deze structuur kan ook enkele cognitieve functies hebben.
Bescherming en fundamentele samenstelling van het CZS
De organen van het zenuwstelsel zijn zeer goed beschermd en worden stevig ondersteund door weefsels en orgaanstructuren in het hele lichaam.
Zo hoort het ook! Je wilt toch niet dat je zenuwen bij elke beweging heen en weer slingeren? Natuurlijk niet!
Om de grootst mogelijke bescherming te krijgen, krijgen delen van het CZS tot drie verschillende vormen van bescherming. Zowel de hersenen als het ruggenmerg worden eerst beschermd door lagen membraan, de hersenvliezen. De hersenen worden verder ingekapseld door de schedel, en het ruggenmerg door de wervels.
Ten derde is er het hersenvocht: dit is ongelooflijk belangrijk omdat het een buffer vormt die de kracht van een eventuele botsing tussen de hersenen en de schedel, of tussen het ruggenmerg en de wervels, vermindert.
De hersenen worden verder ingekapseld door de schedel, en het ruggenmerg door de wervels. Ten derde is er de cerebrospinale vloeistof: deze is ongelooflijk belangrijk omdat zij een buffer vormt die de kracht van een eventuele botsing tussen hersenen en schedel, of tussen ruggenmerg en wervels, vermindert.
Er is al gezegd dat het CZS volledig bestaat uit twee grote categorieën zenuwcellen: grijze stof en witte stof. De grijze stof bestaat uit neuroncellichamen en de bijbehorende dendrieten, gliacellen, haarvaten (zij zorgen voor de bloedtoevoer door het hersenweefsel, waardoor het roze wordt!).
Grijze stof wordt voornamelijk aangetroffen in de buitenste lagen van de hersenen, en in het ruggenmerg. U kunt het in het ruggenmerg herkennen, omdat het de binnenste “vlindervorm” vormt die u in een dwarsdoorsnede van het ruggenmerg kunt zien.
Witte stof daarentegen vormt de gebieden van het CZS die de meerderheid van de axonen hebben. De witte stof bevindt zich onder de grijze stof in de hersenen, terwijl het in het ruggenmerg de buitenste lagen zijn die de grijze kern omgeven.
Het ruggenmerg
Het ruggenmerg weegt slechts ongeveer 35 gram en is slechts ongeveer 1 cm in doorsnede. Het wordt beschermd door de 26 wervels en kan worden onderverdeeld in vijf gebieden, waar in totaal 31 paar zenuwen vanaf de zijkanten van de wervelkolom naar de distale delen van het lichaam lopen. De vijf regio’s van het ruggenmerg zijn als volgt:
Grijze materie in het ruggenmerg is wat het boterachtige silhouet vormt. Elke “vleugel” wordt een “hoorn” genoemd.
De hoorns zijn een massale verzameling van sensorische neuronen, en alles is omgeven door witte stof, die functioneert zoals de myelineschede dat doet voor een axon. (U kunt het ruggenmerg dus beschouwen als de Moeder van alle Neuronen, waarbij elke zenuw van het perifere zenuwstelsel fungeert als de dendrieten, het ruggenmerg als het axon en de hersenen als de kern.)
Het netvlies
Het netvlies is het neurale deel van het oog. Het ontstaat uit een “uitsteeksel” van het diencephalon, de oogblaas, die een invaginatie ondergaat om de oogbeker te vormen.
Nauwkeurig gezegd ontstaat uit de binnenwand van deze oogbeker het netvlies, terwijl uit de buitenwand het pigmentepitheel ontstaat. Het pigmentepitheel is wat uw oog blauw, bruin, enz. maakt, omdat het de melanine bevat.
De melanine is niet alleen voor het uiterlijk, maar ook om de verstrooiing van het licht dat het oog binnenkomt te verminderen, waardoor het gemakkelijker (en mogelijk) wordt om te zien.
Het pigmentepitheel speelt ook een belangrijke rol bij het onderhoud van de fotoreceptoren, door fotopigmenten te vernieuwen en de fotoreceptorschijven te fagocytoseren. Dit gebeurt in een ongelooflijk hoog tempo, essentieel voor het behoud van het gezichtsvermogen.
Fotoreceptoren zenden elektrische impulsen naar het netvlies, waarvan de neuronen deze informatie vervolgens via de oogzenuw naar de hersenen zenden.
Er zijn vijf soorten neuronen in het netvlies:
- Photoreceptoren
- Bipolaire cellen
- Ganglioncellen
- Horizoncellen
- Amacrinecellen
De lichtgevoelige zenuwcellen in het netvlies zijn de staafjes en de kegeltjes. Beide hebben een buitenste segment dat bestaat uit membraneuze schijven die fotopigment bevatten, waardoor kleur-specifieke auditieve stimuli kunnen worden opgevangen.
Al deze structuren, geleid door de hersenen, het ruggenmerg en het netvlies, en verbonden door triljoenen synapsen, regelen de kernprocessen die ons lichaam nodig heeft om ons in leven en in adem te houden.