Centrala nervsystemet (CNS) består av hjärnan, ryggmärgen och näthinnan. Det är kroppens kommandocentral som driver allt vi gör och tolkar allt omkring oss.
Detta system fortsätter att utvecklas under hela människans liv och skapar och eliminerar ständigt neuroner för att hålla det vanliga nervsystemets funktion uppdaterad.
Centrala nervsystemet fungerar genom att ta in den information som samlas in av det perifera nervsystemet och omfördela information baserat på det. Det kontrollerar allt från en nysning till din hjärtrytm.
Nervsystemet innehåller totalt cirka 86 miljarder nervceller, vilket är mer än 12 gånger så många som antalet människor på planeten Jorden just nu! Alla är sammankopplade med biljoner nervfibrer – axoner ochdendriter – som underlättar överföringen av information genom hela nervsystemet.
Hjärnan
Människor har den största hjärnan av alla ryggradsdjur i förhållande till kroppsstorlek (Lewis, 2018). Trots vad du kanske har hört spelar storleken dock faktiskt ingen roll.
Många har trott under ganska lång tid nu att hjärnans storlek är en direkt korrelation till intelligens hos djurarter, men det finns inte mycket vetenskapliga bevis för att stödja denna idé. Vad som är mer korrekt att säga är att förhållandet mellan hjärnans och kroppsstorlek är ett mer tillförlitligt mått på intelligens.
Förutom att ha den största hjärnan i förhållande till kroppsstorlek har människan också fler neuroner per volymenhet än flera andra arter. En viktig orsak till detta är mängden yta på den mänskliga hjärnan. Ytan i hjärnan skapas av alla veck i vävnaden. Ju fler veck, desto större yta.
Den mänskliga hjärnan väger cirka 3,5 pund och utgör cirka 2 % av den genomsnittliga kroppsvikten hos en vuxen människa och styr nästan allt vi gör. ”Vänta, nästan?” frågar du otroligt. Ja, nästan… på sätt och vis.
Hjärnan kontrollerar inte direkt rörelser som reflexer – dessa handlingar passerar högst genom ryggmärgen på grund av den hastighet med vilken de måste ske. Här är dock vad hjärnan består av och vad den kontrollerar.
Strukturer och funktioner i den mänskliga hjärnan
Hela CNS består av ”grå substans” och ”vit substans”. Den grå substansen består av neuroner, den celltyp som utgör grunden för alla typer av nervceller.
Den största delen av den mänskliga hjärnan är cerebrum, som härstammar från framhjärnan, eller prosencephalon. Storhjärnan är uppdelad i två hemisfärer som förbinds av corpus callosum. Denna region av hjärnan styr hjärnans sensoriska, motoriska och kognitiva funktioner.
Den vänstra hjärnhalvan av cerebrum innehåller viktiga regioner som spelar en viktig roll för tal och språk. Den är också förknippad med matematik och informationsinhämtning.
Den högra hjärnhalvan spelar en viktig roll för visuell och auditiv bearbetning, rumsliga färdigheter och konstnärlig förmåga. Men alla dessa funktioner involverar båda hjärnhalvorna, så den populära uppfattningen om att vara ”vänster- eller högerhjärnig” har dåligt stöd i bevisen. Ledsen att jag förstörde stämningen.
Hjärnhjärnans yttersta lager, som kallas hjärnbarken, anses vara ”tankens nav” och består av följande strukturer:
- Frontalloben: kontrollerar känslor, problemlösning, inlärning, minne med mera.
- Parietalloben: styr rumslig orientering och navigering genom att integrera information som samlats in av många sensoriska system
- Temporalloben: bearbetar auditiva stimuli och hjälper till med språket; innefattar hippocampus och amygdala som spelar primära roller för minne respektive känslor
- Occipitalloben: reglerar visuell bearbetning
Corpus callosum. Ja, det låter definitivt som en trollformel man skulle lära sig på Hogwarts, men tro mig, det är det inte (jag provade den). Detta är en samling nervfibrer som förbinder den vänstra och den högra hjärnhalvan.
Lustigt nog styr den vänstra hjärnhalvan alla muskler på den högra sidan av kroppen och vice versa. Vänster- eller högerhänthet är resultatet av att den ena hemisfären är dominant över den andra.
Hjärnstammen härstammar från mellanhjärnan (mesencephalon) och bakhjärnan (rhombencephalon) och är förbindelsen mellan ryggmärgen och hjärnan. Den består av medulla oblongata, pons och mellanhjärnan. Hjärnstammens huvudsakliga ansvarsområden är att
- Sända information mellan hjärnan och kroppen
- Försörja kranialnerver till ansiktet och huvudet (nerverna sträcker sig från denna region i hjärnan till dessa områden)
- Uppföra kritiska funktioner som kontrollerar hjärta, andning och medvetande.
Mellan storhjärnan och hjärnstammen finns thalamus och hypothalamus. Hypotalamus vidarebefordrar sensoriska och motoriska signaler till hjärnbarken och är involverad i regleringen av medvetande, sömn och vakenhet. Hypotalamus förbinder nervsystemet med det endokrina systemet via hypofysen
Cerebellum, som utvecklas från bakhjärnan, är viktigt för den motoriska kontrollen eftersom det delvis reglerar samordning och balans. Denna struktur kan också ha vissa kognitiva funktioner.
Skydd och grundläggande sammansättning av CNS
Nervsystemets organ är mycket väl skyddade och får ett säkert stöd av vävnader och organstrukturer i hela kroppen.
Som de ska vara! Du vill väl inte att dina nervbitar ska svänga runt varje gång du gör en rörelse, eller hur? Självklart inte!
För att få bästa möjliga skydd ges delar av CNS upp till tre olika former av skydd. Både hjärnan och ryggmärgen skyddas först av lager av membran som kallas meninges. Hjärnan är vidare inkapslad av skallen och ryggmärgen av kotorna.
För det tredje finns cerebrospinalvätskan: denna är otroligt viktig eftersom den utgör en buffert som minskar kraften av en eventuell stöt mellan hjärnan och skallen, eller mellan ryggmärgen och kotorna.
Hjärnan är vidare inkapslad av skallen och ryggmärgen av kotorna. För det tredje har vi cerebrospinalvätskan: den är otroligt viktig eftersom den utgör en buffert som minskar kraften av en eventuell kollision mellan hjärnan och skallen, eller mellan ryggmärgen och kotorna.
Det har redan nämnts att CNS består helt och hållet av två huvudkategorier av nervceller: grå substans och vit substans. Grå substans består av neuronernas cellkroppar och deras tillhörande dendriter, gliaceller, kapillärer (de ger blodtillförseln genom hjärnvävnaden, vilket gör den rosa!).
Grå substans finns främst i de yttre lagren av hjärnan och i ryggmärgen. Du kan identifiera den i ryggmärgen, eftersom det är den som bildar den inre ”fjärilsformen” som du kan se i ett tvärsnitt av ryggmärgen.
Vit substans utgör å andra sidan områden av CNS som har majoriteten av axoner. Den vita substansen ligger under den grå substansen i hjärnan, medan den i ryggmärgen är de yttre lagren som omger den grå kärnan.
Ryggmärgen
Ryggmärgen väger bara cirka 35 g och är bara cirka 1 cm i diameter. Den skyddas av de 26 kotorna och kan delas in i fem regioner, där sammanlagt 31 par nerver sträcker sig från kotpelarens sidor in i kroppens distala delar. De fem regionerna i ryggmärgen är följande:
Ryggmärgens gråa materia är det som utgör den smöriga silhuetten. Varje ”vinge” kallas för ett ”horn.”
Dessa horn är en massansamling av sensoriska neuroner, och allt är omgivet av vit substans som fungerar som myelinskidan gör för en axon. (Man kan alltså se ryggmärgen som alla neuroners moder, där varje nerv i det perifera nervsystemet fungerar som dendrit, ryggmärgen som axon och hjärnan som kärna.)
Nätet
Nätet är den neurala delen av ögat. Den har sitt ursprung i en ”utskjutande ficka” i diencephalon som kallas optikusblåsan och som genomgår en invagination för att bilda synskålen.
Specifikt sett är det den inre väggen i denna synskål som ger upphov till näthinnan, medan den yttre väggen ger upphov till pigmentepitelet. Det är pigmentepitelet som gör ögat blått, brunt osv. eftersom det innehåller melanin.
Melaninet är inte heller bara till för utseendet, det fungerar för att minska återspridningen av ljuset som kommer in i ögat, vilket gör det lättare (och möjligt) att se.
Pigmentepitelet spelar också en viktig roll för att bibehålla fotoreceptorerna, genom att förnya fotopigmenten och fagocitera fotoreceptorskivorna. Detta sker i en otroligt hög takt, vilket är viktigt för att bibehålla synkänslan.
Fotoreceptorer skickar elektriska impulser till näthinnan, vars nervceller sedan skickar informationen till hjärnan via synnerven.
Det finns fem typer av nervceller i näthinnan:
- Fotoreceptorer
- Bipolära celler
- Ganglionceller
- Horisontella celler
- Amakrina celler
De ljuskänsliga nervcellerna i näthinnan är stavarna och tapparna. Båda har ett yttre segment som består av membranösa skivor som innehåller fotopigment, vilket gör det möjligt att ta emot färgspecifika auditiva stimuli.
Alla dessa strukturer, som leds av hjärnan, ryggmärgen och näthinnan, och som är sammankopplade med biljoner synapser, reglerar de kärnprocesser som vår kropp behöver för att hålla oss vid liv och hålla oss i andning.