Forfattere
Du ser bolden flyve mod dig, kun en halv meter væk. Du sprinter for at gribe den, mens du pumper dine ben så hårdt, du kan. Du griber bolden og holder fast i den med fingrene. Så hører du pludselig din mors stemme kalde på dig. Det går op for dig, at det er tid til aftensmad, så du skynder dig hjem igen. Hvordan kan alt dette ske? Du ved selvfølgelig, at din hjerne styrer din krop, men hvordan ved den, hvad dine øjne ser, eller hvordan får den dine ben til at løbe? Din hjerne består af milliarder af celler, der kaldes neuroner. Dine neuroner bærer information i form af elektriske impulser. Neuronerne kommunikerer med hinanden og resten af din krop ved særlige mødepunkter, der kaldes synapser.
Alle cellerne i vores krop kommunikerer med hinanden. Det er sådan, vi er i stand til at gøre så mange ting i vores daglige liv, som at spise morgenmad og læse til skole. I vores hjerne og krop neuroner kommunikerer med hinanden ved at sende beskeder ved hjælp af en form for elektricitet. I neuroner skabes denne elektricitet af strømmen af ladede partikler kaldet ioner der bevæger sig på tværs af cellens ydre membran [1]. Ionernes bevægelse bærer en elektrisk bølge langs neuronets længde (figur 1). Neuronen har grene (som et træ) kaldet dendritter, som modtager signaler, og en længere, enklere fremspringende del (som en træstamme), kaldet et akson, som sender signaler. Synapser findes for enden af aksoner. Hvordan springer det elektriske signal fra én neuron til en anden? Nervecellen frigiver kemiske signaler, kaldet neurotransmittere som bevæger sig over synapsen til et andet neuron for at skabe en ny elektrisk bølge i den celle.
Hvordan bevæger en elektrisk bølge sig ned gennem et neuron? Neuronets membran indeholder bittesmå kanaler, der kan åbnes og lukkes, så ioner kan komme ind eller ud af cellen [1]; ligesom de automatiske skydedøre i supermarkedet. Når en sådan kanal åbner, lader den ioner strømme ind i cellen med elektrisk ladning (figur 2A). Det får en anden kanal i nærheden til at åbne sig og derefter den næste, så den elektriske bølge bevæger sig langs cellen. For at vende tilbage til hvile åbnes en anden kanal langsommere, så ionerne kan forlade cellen [1]. Dette afslutter den elektriske bølge og gør klar til, at den næste elektriske bølge kan starte cyklussen igen. Bevægelsen af ioner fortsætter langs aksonet for at nå synapsen.
Den elektriske bølge får neuronet til at frigive små kemiske neurotransmittere ved synapsen [1], som derefter bevæger sig over til neuronet på den anden side af synapsen (figur 2A) [1]. Det sker meget hurtigt, fordi rummet er meget, meget smalt (figur 2B). Når den kemiske neurotransmitter når den modtagende celle, binder den sig til et molekyle kaldet en -receptor på modtagercellens membran, lidt ligesom en nøgle, der går ind i en lås. Det får ionkanalerne i modtagercellen til at åbne sig. Ioner strømmer derefter ind i modtagercellen, og det skaber en ny elektrisk besked [2].
Det er også sådan, vores neuroner kommunikerer med vores muskler og fortæller os, hvornår vi skal bevæge os. Synapsen mellem en nervecelle og en muskelcelle kaldes neuromuskulær junction (Figur 2B) [3]. Den neurotransmitter, der frigives i det neuromuskulære kryds, hedder acetylcholin. Ligesom i neuroner får bindingen af acetylcholin kanaler til at åbne sig i muskelcellen, så ioner kan strømme ind i musklen [3]. Denne elektriske besked får musklen til at trække sig sammen eller forkortes. Tænk på at gribe en bold: Din hjerne fortæller et neuron, at det skal sende et elektrisk signal til synapsen i det neuromuskulære kryds, og det får neurotransmitteren til at blive frigivet i dine fingermuskler, så de trækker sig sammen for at gribe bolden.
Vores sanser registrerer verden omkring os og omdanner de mange eksterne energiformer (lys, lyd, bevægelse) til elektriske beskeder i vores neuroner. I vores øjne er der f.eks. lysdetekterende neuroner, som reagerer på de ting, vi ser [1]. Nogle af disse særlige neuroner registrerer farvet lys (rødt, grønt, blåt), og andre registrerer kun sort og hvidt, som et gammeldags fotografi. Lys får kanaler til at åbne sig i lysdetekterende neuroner, som sender en elektrisk besked til synapserne på neuroner inde i din hjerne (figur 3) [1]. Denne information behandles derefter af hjernen for at fortolke lysbillederne.
For at vi kan høre, aktiveres sensoriske receptorer i vores ører af lydvibrationer, der bevæger sig gennem luften. Disse luftvibrationer bevæger små hår på ørets neuroner [1]. Denne bevægelse åbner kanaler, så ioner kan strømme ind i neuronet og skabe den elektriske besked. Resultatet er, at der frigives neurotransmittere ved synapsen mellem hårcellen og en hjerneneuron. Lydens styrke afhænger af, hvor mange hår der er bøjet. Større bøjning får flere neurotransmittere til at blive frigivet ved synapsen, som derefter skaber flere elektriske beskeder til hjernen. Disse signaler rejser til hjernens neuroner, som fortolker dem som lugte [1].
En af de vigtigste ting ved vores hjerner er, at antallet og størrelsen af synapser ændrer sig, når vi bruger dem. Denne egenskab ved hjernen, at den ændrer sig som reaktion på det, vi oplever, kaldes plasticitet. Plasticitet gør det muligt for os at lære ny information og derefter at huske, hvad vi har lært [2]. Hvis vi bruger vores synapser meget, kan der dannes mange flere. Hvis vi ikke bruger dem så meget, kan synapserne skrumpe eller falde i antal [2]. Styrken af kommunikationen mellem synapserne kan også ændre sig afhængigt af, hvor meget vi bruger dem. Hvis vi bruger dem meget, kan det øge mængden af neurotransmittere, der frigives, eller antallet af neurotransmitterreceptorer på den modtagende celle [2]. Synapser er som muskler; de styrkes ved brug. Hvis vi bruger vores synapser meget, kan det skabe nye, stærke synapser, som forbliver på plads i mange år, endda årtier [2]. Det kan hjælpe os med at danne langtidshukommelse. Som du ved, kan du huske ting i årevis; tænk på din mors ansigt eller din bedste ven i første klasse.
Da dine synapser er så vigtige for bevægelse, sansning, indlæring og hukommelse, er det let at se, hvordan problemer med synapser kan forårsage sygdomme og handicap [4, 5, 6]. Når synapserne ikke fungerer ordentligt, kan hjernen ikke kommunikere med sig selv og med musklerne. Bevægelsesforstyrrelser skyldes ofte problemer i det neuromuskulære kryds [4]. En sygdom skyldes f.eks., at neurotransmitteren ikke fjernes fra synapsen. Acetylcholin frigives ved synapsen i det neuromuskulære kryds for at få musklerne til at trække sig sammen. Hvis det ikke fjernes ordentligt bagefter, vil acetylkolin fortsætte med at binde muskelreceptorer. Det medfører forkert muskelsammentrækning og -bevægelse og resulterer senere i tab af receptorerne og i sidste ende tab af musklerne [4].
På samme måde kan problemer med synapser forårsage tab af sanseopfattelse. Døvhed kan opstå på grund af problemer med synapserne i ørets hårceller, hvilket medfører overaktivering af nerverne i øret [5]. Hvis vores hørenerver aktiveres igen og igen, kræver det en stærkere elektrisk besked at blive ved med at aktivere dem. Derfor skal ørehårcellerne hos mennesker med høreproblemer føle en højere lyd for at kunne sende beskeden videre til neuronerne, der rejser til hjernen [5]. I tilfælde af blindhed kan problemer med lysreceptorsynapser medføre, at lysfølsomme celler forsvinder helt [6]. Dermed kan lys ikke omdannes til elektriske signaler, og informationen bliver ikke ført ind i hjernen.
Endelig kan problemer med hjernesynapsernes plasticitet forårsage tænkevanskeligheder og autisme [1, 2]. Måske kender du en person med autismespektrumforstyrrelse? Autisme medfører nedsat social interaktion og nedsat evne til at kommunikere med venner og familie. Det ser ud til, at autisme kan skyldes problemer med plasticitet – synapser ændrer sig ikke så meget, som de burde, når de bliver brugt [1, 2]. Nye synapser dannes heller ikke så godt som normalt, og derfor svækkes kommunikationen mellem neuroner. Selv om årsagerne til autisme stadig er ved at blive fastlagt, ved vi, at det er relateret til vores gener.
Så mange funktioner i din krop udføres på baggrund af kommunikation mellem celler, der sker i synapser! Lige nu, mens du læser dette, sender bogstaveligt talt billioner af synapser signaler rundt i din hjerne og ud i resten af din krop. Neuroner driver bevægelser i dine muskler gennem synapser i det neuromuskulære kryds, så dine øjne kan bevæge sig, og dine fingre kan banke! Din hjernes synapser modtager sanseinformation fra dine øjne, dine ører og dine andre sanser, og du bruger denne snestorm af information til at træffe de bedste beslutninger om, hvad du skal gøre som det næste. Dine synapser ændrer sig, så du kan lære og huske, hvad du lærer. Forhåbentlig vil dine synapser hjælpe oplysningerne i denne artikel med at blive i din hjerne som en langtidshukommelse!
Neuron: Elektrisk celle i nervesystemet, der er specialiseret i at sende og modtage signaler.
Ion: Positivt eller negativt ladet saltpartikel, der bevæger sig gennem dine cellemembraner.
Synapse: Kommunikationskryds mellem neuroner, hvor vesikelfusion frigiver kemiske signaler.
Neurotransmitter: Et kemisk signal, der frigives ved en synapse for at binde den næste celles receptor.
Receptor: Et membranprotein, der binder neurotransmitteren for at tillade ionflow ind i cellen.
Det neuromuskulære kryds: Den særlige synapse mellem en motorisk neuron og en muskelcelle.
Acetylcholin: En bestemt type neurotransmitter, der virker i det neuromuskulære kryds.
Plasticitet: Alle dine synapsers evne til at ændre sig, alt efter hvor meget du bruger dem.
[1] Reece, J. B., Urry, L. A., Cain, M. C., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V., and Jackson, R. B. 2014. Campbell Biology. 10th Edn. Glenview, IL: Pearson Education.
[2] Kennedy, M. B. 2016. Synaptisk signalering i indlæring og hukommelse. Cold Spring Harbor Perspect. Biol. 8:1-3. doi: 10.1101/cshperspect.a016824
[3] Slater, C. R. 2017. Strukturen af humane neuromuskulære forbindelser: nogle ubesvarede molekylære spørgsmål. Int. J. Mol. Sci. 18:2183. doi: 10.3390/ijms18102183
[4] Merzendorfer, H. 2005. Muskeldystrofier: en ny spiller. J. Exp. Biol. 208:7. doi: 10.1242/jeb.01388
[5] Clarkson, C., Antunes, F. M., og Rubio, M. E. 2016. Konduktivt høretab har langvarige strukturelle og molekylære virkninger på præsynaptiske og postsynaptiske strukturer i hørenervens synapser i cochlear nucleus. J. Neurosci. 36:10214. doi: 10.1523/JNEUROSCI.0226-16.2016
[6] Pottackal, J. 2015. Tidlige begivenheder i forbindelse med nedbrydning af synapser i den beskadigede nethinde. J. Neurosci. 35:9539. doi: 10.1523/JNEUROSCI.1340-15.2015
Forbrændinger er almindelige skader, der opstår, når varme, varme væsker, kemikalier, elektricitet eller endda solen beskadiger huden. Nogle forbrændinger er milde, som f.eks. solskoldning, mens andre kan være så alvorlige, at de beskadiger muskler, knogler eller endda organer. Mens de fleste forbrændinger er smertefulde, kan de mest alvorlige faktisk være smertefri, fordi de ødelægger nerverne. Forbrændinger svækker også hudens naturlige barriere, hvilket øger risikoen for infektion. Kroppen heler forbrændinger i tre faser, men dybere forbrændinger tager længere tid at komme sig over og kan efterlade permanente ar. Behandlingen afhænger af sværhedsgraden – nogle forbrændinger kan køles med vand, mens andre kræver akut lægehjælp. Denne artikel undersøger, hvad der forårsager forbrændinger, hvordan de klassificeres, og hvordan de heler, hvilket hjælper børn og deres omsorgspersoner med at forstå, hvordan man forebygger, håndterer og kommer sig efter disse skader.
…
Forestil dig dine knogler som fundamentet i et hus – de holder ikke kun din krop oprejst, men beskytter også dine organer og hjælper endda med at producere blodceller. Knogler består af en kombination af kollagen, som giver dem fleksibilitet, og mineraler som calcium, som giver dem styrke, og de spiller en afgørende rolle i kroppen. Vidste du, at dine tænder også er afhængige af stærke knogler? Alveolærknoglen, som støtter dine tænder, skal forblive sund for at sikre, at dit smil forbliver stabilt. Inde i knoglerne findes der specielle celler: osteoblaster opbygger ny knogle, mens osteoklaster “nedbryder” den gamle knogle. Når disse celler er ude af balance, kan der opstå knogletab omkring tænderne, som det ses ved parodontitis, en almindelig mundsygdom hos voksne. For at forebygge parodontitis er det afgørende at opretholde god mundhygiejne, en sund kost og en afbalanceret livsstil. Disse ting øger chancerne for, at dine knogler og tænder forbliver stærke og beskyttede gennem hele dit liv.
…
Bæredygtigt udviklingsmål 8: Anstændigt arbejde og økonomisk vækst har til formål at hjælpe mennesker med at få sikre og retfærdige jobs og tjene nok penge til at forsørge deres familier og lokalsamfund. Dette mål handler om at hjælpe virksomheder med at vokse på en bedre måde og behandle arbejdstagere retfærdigt. At skabe et nyt produkt, hæve eller sænke arbejdstagernes lønninger eller ændre måden, hvorpå arbejdet udføres, indebærer risikable beslutninger, som virksomhedsejere skal overveje. I øjeblikket er et stort spørgsmål, om virksomhederne skal holde fast i traditionelle metoder eller investere i smarte robotter og kunstig intelligens, som kan hjælpe dem med at arbejde hurtigere og bedre. Disse valg kan se enkle ud, men de har vigtige konsekvenser: hvor mange mennesker der får arbejde, hvilken slags arbejde de udfører, og endda hvor meget penge de tjener. I denne artikel vil vi undersøge, hvordan teknologi kan forandre den måde, mennesker arbejder på, og hvordan forskere kan bruge matematiske modeller til at få et indblik i, hvordan fremtidens arbejdspladser kan komme til at se ud.
…
Alle føler sig bange nogle gange, men når en frygt bliver så stærk, at den forhindrer os i at gøre ting, vi gerne vil eller skal, og forstyrrer vores dagligdag, kan det betragtes som en fobi. At være bange for skræmmende ting, som højder, havet eller rotter, er godt og vigtigt for overlevelsen, men for meget frygt kan være skadelig og forårsage psykisk eller fysisk lidelse. Fobier udvikles på grund af mange faktorer. En faktor er genetik, hvilket betyder, at fobier kan nedarves i familien. Fobier kan også skyldes miljømæssige påvirkninger, såsom særligt skræmmende oplevelser. Derudover kan fobier opstå på grund af noget, der kaldes frygtkonditionering, hvor hjernen lærer at forbinde noget harmløst med en følelse af fare. Fobier kan endda udvikle sig ved at se en anden være bange for noget ( ). I denne artikel diskuterer vi nogle af de måder, hvorpå en fobi kan udvikle sig, og hvordan de kan behandles.
…