Forfattere
Forestil dig en dygtig klaverspillers hænder, når de flyver hen over tangenterne. Har du nogensinde undret dig over, hvordan det er muligt at kontrollere så komplicerede og præcise bevægelser? Hjernen styrer vores bevægelser og behandler al den information, vi modtager fra hele kroppen, når vi interagerer med verden. Vi udfører mange komplekse bevægelsesrelaterede opgaver, og vores hjerner styrer dem hele tiden, uden at vi lægger mærke til det! For at styre hele kroppen effektivt er hjernen organiseret, så specifikke hjerneområder kontrollerer eller indsamler information fra specifikke kropsdele. De dele af kroppen, der udfører de mest komplekse opgaver, får tildelt mere plads i hjernen. Kan du komme i tanke om en kropsdel, der er ansvarlig for meget komplekse bevægelser? Hvad ville der ske i din hjerne, hvis du ikke længere kunne bevæge den kropsdel?
Vores hjerner fortolker verden omkring os, tænker, forestiller sig, styrer vores bevægelser og meget mere (se denne Frontiers for Young Minds artikel). Det virker som en masse arbejde for et lille organ! Hvordan kan hjernen kontrollere så mange forskellige opgaver? Den bedste måde at håndtere mange opgaver på er at fordele arbejdet, og det er sådan, hjernen gør det (læs mere her). Specifikke dele af hjernen er ansvarlige for at bearbejde det, vi ser, kontrollere, hvordan vi taler, regulere, hvordan vi bevæger os, og så videre. I en travl kontorbygning vil folk, der har brug for at tale med hinanden regelmæssigt, ofte have deres skriveborde i nærheden af hinanden, men folk, der har meget forskellige job og opgaver, kan arbejde på hver sin etage. Det ville ikke give mening for medlemmer af det samme team at gå op og ned ad trapperne hele dagen, når de bare kunne sidde sammen! Ved at placere folk med lignende opgaver i nærheden af hinanden kan de arbejde hurtigere. Hjernen bruger en lignende strategi. Lignende hjernefunktioner styres af hjerneområder, der ligger tæt på hinanden. Det betyder, at de hjerneområder, der ofte arbejder sammen, kan kommunikere hurtigt og effektivt.
Flere hjerneområder er involveret i bevægelse, og motor cortex er en meget vigtig en af slagsen (figur 1). Cortex betyder “bark”, ligesom barken på et træ. Ligesom træbark er cortex det yderste lag af hjernen. “Motor” betyder bevægelse, så den motoriske cortex er den del af hjernen, der fortæller musklerne, at de skal bevæge kroppen. Tænk på alle de bevægelser, du laver, når du spiller et instrument eller dyrker sport – hjernen skal styre mange muskler på én gang (læs mere om det her)! Det er en ret kompleks opgave for den motoriske cortex. Hvordan tror du, den håndterer dette problem? Ligesom hele hjernen er organiseret efter funktion, er den motoriske cortex organiseret, så bestemte steder kontrollerer bestemte kropsdele (figur 1). Den ene halvdel af kroppen er repræsenteret i den ene halvdel ( hemisphere) af hjernen, mens den anden halvdel er repræsenteret i den anden hjernehalvdel. Interessant nok styrer den højre hjernehalvdel venstre side af kroppen, og den venstre hjernehalvdel styrer højre side.
Den somatosensoriske cortex (figur 1) er også meget vigtig for bevægelse. “Soma” betyder krop, og “sensorisk” henviser til fornemmelser, der hjælper os med at forstå og interagere med verden omkring os, som berøring, temperatur og smerte. For eksempel kan vi mærke kold sne på vores hænder, når vi rører ved den, eller føle smerte, hvis vi falder og skraber vores knæ. Og hvis vi lukker øjnene og bevæger kroppen, ved vi stadig, hvor vores arme og ben er, selv om vi ikke kan se dem. Disse fornemmelser kommer fra sensoriske receptorer.Det er en del af hjernen, som er placeret i huden og musklerne, og som måler, hvad vi føler, og sender denne information til hjernen. Så den somatosensoriske cortex er den del af hjernen, der behandler og fortolker fornemmelser fra kroppen. Den motoriske og den somatosensoriske hjernebark er tæt forbundet og kommunikerer konstant. Deres kommunikation skal være meget effektiv, fordi enhver bevægelse forårsager somatosensoriske fornemmelser, og disse fornemmelser påvirker, hvordan vi bevæger os næste gang. Den somatosensoriske cortex er organiseret på samme måde som den motoriske cortex – specifikke steder behandler de fornemmelser, der kommer fra bestemte kropsdele.
For at kontrollere kroppen skal hjernen fortælle specifikke kropsdele, at de skal bevæge sig. Til at hjælpe med dette er der et “kort” over kroppen i den motoriske cortex. Kropsdele, der er knyttet til hinanden, som hånd og arm, er placeret tæt på hinanden i dette hjernekort. Men denne effektive organisering slutter ikke her. Bruger du alle dine kropsdele lige meget, eller er nogle dele i stand til at udføre mere præcise handlinger? Tænk for eksempel på dine hænder og fødder. Kan du tråde en nål med dine tæer? Nogle kropsdele har sværere opgaver, så de kræver flere ressourcer fra hjernen. Hjernen tildeler større områder til opgaver, der er mere krævende. Derfor er det område i hjernen, der svarer til hænderne, større end det område, der svarer til fødderne. Kroppens kort i hjernen matcher ikke den fysiske størrelse af hver kropsdel, men matcher i stedet, hvor vigtigt og præcist hver kropsdels job er. Hvis vi tegnede hver kropsdel med en størrelse, der var proportional med den plads, den er tildelt i hjernen, ville det resultere i et mærkeligt billede af en krop med meget store hænder og meget små ben. Denne figur kaldes en homunculus[1], som bogstaveligt talt betyder “lille person” (figur 2).
Den somatosensoriske cortex har også en homunculus-organisation. De dele af cortex, der kontrollerer bevægelsen af en bestemt kropsdel og føler fornemmelser fra denne del, er tæt på hinanden, så de kan kommunikere hurtigt. For eksempel ligger håndområdet i den motoriske cortex lige ved siden af håndområdet i den somatosensoriske cortex. Ligesom den motoriske homunculus har den sensoriske homunculus også meget store hænder. Det skyldes, at vi har mange sensoriske receptorer i hænderne, da vi udforsker verden mere med hænderne end med fødderne. Alle pattedyr har en lignende hjerneorganisation, der matcher brugen af deres kropsdele. For eksempel udforsker mus verden med deres knurhår, så de har et stort hjerneområde dedikeret til dem [2].
Samarbejdet mellem sanser og bevægelse er meget vigtigt. Prøv at lukke øjnene og løfte en flaske fuld af vand. Gør derefter det samme, men med en tom flaske. Den nødvendige muskelkraft vil være forskellig, men du kan hurtigt justere til den rigtige mængde kraft bare ved at føle på flasken. Det skyldes, at de motoriske og sensoriske homunculi er et godt team og taler sammen hele tiden. Din motoriske cortex sender instruktioner til dine muskler om at vikle dine fingre rundt om flasken. Når din hånd rører ved flasken, registrerer sensoriske receptorer i din hånd oplysninger om fornemmelserne og sender dem til den somatosensoriske cortex. Håndområdet i din somatosensoriske cortex bearbejder informationen og sender den til håndområdet i den motoriske cortex. Denne information hjælper dig med at beslutte, hvor meget du skal klemme eller slippe. Dette sker så hurtigt, at du ikke engang er klar over det, hvilket er virkelig vigtigt for hurtig og præcis kontrol af dine bevægelser. Hos nogle mennesker med motoriske handicap fungerer kommunikationen mellem den sensoriske og motoriske hjernebark ikke særlig godt, hvilket gør enhver bevægelse sværere.
Vi nævnte, at homunculus har meget store hænder. Kan du forestille dig en anden kropsdel, der vil være meget stor i homunculus? Tænk på, hvor vigtig din mund er, når du taler og spiser. Bare ved at forestille dig din mund, bliver mundområdet i din hjerne aktiveret – du kan aktivere din motoriske cortex bare ved at tænke på at bevæge dig! Hvis du f.eks. leger med en bold og rører den med hænderne, aktiveres håndområderne i din hjerne. Hvis du senere tænker på at røre bolden, vil de samme hjerneområder blive aktiveret, selv om du ikke rører bolden (figur 3). Når du bare forestiller dig bevægelsen, bliver andre dele af hjernen involveret for at forhindre dine muskler i at bevæge sig.
Den hjerneaktivering, der sker, når vi forestiller os bevægelser, er meget kraftfuld, fordi den hjælper os med at lære, og den kan endda fremskynde helbredelsen af motoriske svækkelser, som dem, der forårsages af et slagtilfælde. (læs mere om det i denne artikel i Frontiers for Young Minds). Et slagtilfælde opstår, når en del af hjernen bliver beskadiget, fordi et blodkar, der tilfører ilt og næringsstoffer, bliver blokeret eller beskadiget. Hvis et slagtilfælde opstår i en del af hjernen, som kontrollerer bevægelser, kan det resultere i, at man ikke kan bevæge nogle dele af kroppen. Hvis dette beskadigede hjerneområde er i venstre hjernehalvdel, vil højre side af kroppen være svækket og omvendt. Hvis hånd- og/eller benområdet er påvirket, vil den tilsvarende kropsdel blive påvirket. Viden om homunculus kan hjælpe læger med at designe terapier til at træne specifikke dele af kroppen efter hjerneskade eller slagtilfælde (se denne artikel) og kan hjælpe neurokirurger med at planlægge hjerneoperationer.
Homunculus hjælper os ikke kun med at kontrollere vores egen krop, den hjælper os også med at forstå andre menneskers bevægelser. Når du ser nogen bevæge sig, kan du forestille dig, hvordan det føles, fordi vi alle har en lignende homunculus. Når du ser nogen bevæge hånden, vil håndområdet i din hjerne også blive aktiveret. Det hjælper os til at kopiere andres bevægelser og til at lære ved at se på. Det får os også til at føle os mere socialt forbundne, for hvis du ser nogen skrabe deres knæ, kan du forestille dig, hvor ondt det gør, og komme hen for at give dem et kram.
Homunculus er så vigtig og ens på tværs af mennesker, at den allerede er til stede, når vi bliver født [3]. Men det betyder ikke, at den ikke kan ændre sig. Homunculus kan tilpasse sig, når vi har brug for at bruge vores krop anderledes. Vi kan se et eksempel på dette hos en person, der mister hele sin hånd i en ulykke. Forskere fandt ud af, at det motoriske område, der normalt aktiveres under håndbevægelser, i stedet bliver aktivt under armbevægelser [4]. Så det ser ud, som om homunculus’ arm bliver større, og dens hånd forsvinder, da der ikke er nogen hånd at kontrollere. Men denne proces kan også vendes om! Nogle gange kan en person, der har mistet en hånd, få en erstatning indopereret. Takket være denne meget specielle operation og en masse træning kan personen lære at kontrollere den nye hånd ret godt. Homunculus’ håndområde, som blev overtaget af armområdet, kan igen blive aktivt under håndbevægelser. Vores hjerner har altså en fantastisk evne til at tilpasse sig kroppens skiftende behov. Dette er kendt som hjernens plasticitet. Vi har stadig meget at lære om, hvordan hjernens plasticitet fungerer, men det er godt at vide, at vores hjerner er i stand til så imponerende forandringer med træning og øvelse. Du har sikkert hørt mange gange, at “øvelse gør mester”. Det ordsprog refererer til, hvordan vi lærer og forbedrer vores færdigheder på grund af hjernens plasticitet. Så hvis du vil lære en ny færdighed eller komme dig efter en skade, er det bedste, du kan gøre, at træne og øve dig!
Kort sagt er hjernens funktioner organiseret i rummet, så de arbejder bedst muligt sammen. Funktioner relateret til kropsbevægelser og fornemmelser er lokaliseret i specifikke områder af hjernen afhængigt af det specifikke område af kroppen, der er involveret. Homunculus er en måde at beskrive, hvordan kroppen er repræsenteret i hjernen. Denne repræsentation kan ændre sig på grund af hjernens plasticitet, hvilket er afgørende for at lære nye motoriske færdigheder og komme sig efter skader.
Motorisk cortex: Hjerneområde involveret i planlægning, kontrol og udførelse af bevægelser.
Halvkugle: Bogstaveligt talt, halvdelen af en kugle. Hjernen er opdelt i to næsten symmetriske halvdele, kaldet hjernehalvdele.
Somatosensorisk cortex: Hjerneområde, der er ansvarligt for fornemmelser af berøring, smerte, temperatur og kropsposition, som kommer fra vores hud og muskler. “Soma” betyder krop, så det er kropsrelaterede fornemmelser.
Sensoriske receptorer: Strukturer, der modtager somatosensorisk information fra huden og musklerne og sender den til hjernen.
Homunculus: Betyder “lille person” og henviser til repræsentationen af hele kroppen i hjernen, baseret på kompleksiteten af bevægelse eller følelse.
Slagtilfælde: Reduktion af blodtilførslen til en del af hjernen, hvilket forårsager skade.
Hjernens plasticitet: Hjernens evne til at ændre og tilpasse sig som følge af erfaring.
[1] Penfield, W., og Boldrey, E. 1937. Somatisk motorisk og sensorisk repræsentation i menneskets hjernebark som undersøgt ved elektrisk stimulering. Brain. 60:389-443. doi: 10.1093/brain/60.4.389
[2] Zimmer, C. 2013. Mouseunculus: Hvordan hjernen tegner et lille dig. National Geographic Tilgængelig online på: https://www.nationalgeographic.com/science/article/mouseunculus-how-the-brain-draws-a-little-you (tilgået 08. november 2022).
[3] Dall’Orso, S., Steinweg, J., Allievi, A. G., Edwards, A. D., Burdet, E. og Arichi, T. 2018. Somatotopisk kortlægning af den udviklende sensomotoriske cortex i den præmature menneskelige hjerne. Cereb. Cortex 28: 2507-15. doi: 10.1093/cercor/bhy050
[4] Giraux, P., Sirigu, A., Schneider F. og Dubernard, J.-M. 2001. Kortikal reorganisering i motorisk cortex efter transplantation af begge hænder. Nat. Neurosci. 4:691-2. doi: 10.1038/89472
Når du læser disse ord, er hundredvis af millioner af nerveceller elektrisk og kemisk aktive i din hjerne. Denne aktivitet gør det muligt for dig at genkende ord, fornemme verden, lære, nyde og skabe nye ting og være nysgerrig på verden omkring dig. Faktisk er vores hjerner – Homo sapiens‘ – de mest fascinerende fysiske substanser, der nogensinde er opstået på jorden for ca. 200.000 år siden. Hjernen er så nysgerrig og ambitiøs, at den stræber efter at forstå sig selv og helbrede sine skrøbelige elementer, når den bliver syg. Men på trods af de seneste vigtige fremskridt inden for hjerneforskningen ved vi stadig ikke, hvordan vi skal lægge brikkerne i hjernens puslespil. Det er på grund af dette, at der for nylig er startet flere store hjerneforskningsprojekter rundt om i verden. Vi deltager i et af dem – Human Brain Project (HBP) [1]. Hovedformålet er systematisk at katalogisere alt, hvad vi ved om hjernen, at udvikle geniale eksperimentelle og teoretiske metoder til at undersøge hjernen og at sammensætte alt, hvad vi har lært, til en computermodel af hjernen. Alt dette er muligt, da vores hjerne selv har designet kraftfulde computere, internettet og sofistikerede matematik- og softwareværktøjer, som snart vil være kraftfulde nok til at modellere noget så komplekst som den menneskelige hjerne i computeren. Dette projekt vil give en ny og dybere forståelse af vores hjerne, hjælpe os med at udvikle bedre kure mod dens sygdomme og i sidste ende også lære os, hvordan vi kan bygge smartere, lærende computere. Det vigtige er, at vores hjerne kun har brug for et par måltider om dagen (og måske lidt ekstra slik) for at klare det hele – det er meget mere energieffektivt end selv en simpel computer. Lad os så fortælle dig historien om HBP.
…
Vidste du, at læger kigger på tusindvis af menneskers hjerner hver dag? På hospitaler over hele landet kigger vi ind i patienternes hjerner for at se, om noget er gået galt, så vi kan forstå, hvordan vi kan hjælpe med at behandle den enkelte patients tilstand. Hjerneafbildningsteknologi spiller en vigtig rolle i at hjælpe læger med at diagnosticere og behandle tilstande som hjerneskader . Bag kulisserne er der særlige kameraer, som giver os mulighed for at se dybt ind i patienternes hjerner hver dag.
…
Hjernen har fascineret os i umindelige tider. Nogle af de første seriøse diskussioner om den menneskelige hjerne startede i det gamle Egypten, hvor kongen af Alexandria tillod dissektioner af forbrydere i levende live for at studere menneskets anatomi [1]. De, der udførte dissektionerne, åbnede kranieknoglen og så hjernen i levende live. Da de skar gennem hjernen, opdagede de store rum inde i den. Disse rum var forbundet med hinanden som kamre i et hus. De var også fyldt med en unik, krystalklar væske, som vi nu kender som cerebrospinalvæske eller hjernevæske. De var så begejstrede for dette fund! De troede, at menneskelige sjæl befinder sig i disse væskefyldte kamre. De forsøgte at forstå, hvordan væsken bevæger sig på tværs af disse kamre, fordi de troede, at det kunne forklare, hvordan det menneskelige sind fungerer.
…
Vidste du, at den mad, du spiser, påvirker dit helbred? Vigtigst af alt kan det, du spiser, have en negativ effekt på det mest komplekse organ i din krop: din hjerne! Utroligt nok påvirker den mad, du spiser, neuronerne, som er de vigtigste celler i hjernen. I hjernen forårsager en usund kost, der er rig på fedt og sukker, betændelse i neuroner og hæmmer dannelsen af nye neuroner. Det kan påvirke den måde, hjernen fungerer på, og bidrage til hjernesygdomme som depression. På den anden side er en kost, der indeholder sunde næringsstoffer som f.eks. omega-3-fedtsyrer, gavnlig for hjernens sundhed. En sådan kost forbedrer dannelsen af neuroner og fører til forbedret tænkning, opmærksomhed og hukommelse. Alt i alt gør en sund kost hjernen glad, så vi bør alle være opmærksomme på, hvad vi spiser.
…Få inspiration og viden om praksis og cases, evidens og forskning, kurser, netværksmøder og vores Læringsplatform – alt sammen til at styrke din faglige udvikling.
Du kan til enhver tid trække dit samtykke tilbage ved at afmelde dig nyhedsmailen.
Du modtager om et øjeblik en e-mail med et link, hvor du bekræfter tilmeldingen.
Med venlig hilsen
MiLife
