Forfattere
Mennesket har syv hovedsanser, som hver har sine egne unikke sanseorganer. Disse organer videresender forskellige former for information om omverdenen (syn, lyde osv.) til hjernen. Den information, som sanseorganerne videresender, bliver derefter kombineret i hele hjernen. Denne kombination af information fra flere sanser er kendt som multisensorisk integration, og det er sådan, sunde hjerner fungerer. Men for nogle mennesker med en tilstand, der kaldes synæstesi, kan aktivering af en enkelt sans (f.eks. synet alene) udløse flere fornemmelser som syn og lyd. Forskere undersøger, hvordan man kan bruge multisensorisk integration til at hjælpe patienter, der har mistet evnen til at bruge en af deres sanser. Hos blinde patienter kan man f.eks. bruge information fra en sund sans som berøringssansen til at kompensere for det nedsatte syn. Det er et spændende område for nuværende og fremtidig forskning.
Menneskekroppen har syv primære sanser: syn, hørelse, smag, berøring, lugt, visceral sense, og vestibulærsans (figur 1A). De første fem er almindeligt kendte, men du har måske ikke hørt om de to sidste. Den viscerale sans består af sensorer i og omkring de indre organer, som giver dig mulighed for at fornemme, hvad der sker inde i din krop [1]. Det kan f.eks. være fornemmelsen af en fuld mave, genkendelse af et bankende hjerte eller følelsen af at skulle på toilettet. Det vestibulære system findes dybt inde i det indre øre, men det er ikke relateret til hørelsen. I stedet kommer det i spil, når vi bevæger os. Det er det system, der holder styr på balance, hastighed og bevægelsesretning [2]. Den vestibulære sans hjælper dig med at gå, løbe, stå på skateboard eller slå kolbøtter uden at falde.
Hjernen kombinerer information fra alle syv sanser i en proces, der kaldes multisensorisk integration du kan demonstrere nogle af principperne for multisensorisk integration ved hjælp af en illusion, der først blev beskrevet af den græske filosof Aristoteles (384-322 f.Kr.). Kryds din pegefinger og langfinger, og rør forsigtigt ved figurernes skæringspunkt med spidsen af en pen, som vist i figur 1B. Når du kigger lige på det, vil du selvfølgelig mærke en enkelt pennespids. Men når du lukker øjnene eller beder en anden om at røre ved skæringspunktet mellem dine fingre, mens du holder øjet lukket, vil du sandsynligvis mærke to pennespidser!
Det sker, fordi det at krydse fingrene bringer dem ud af deres normale position – noget hjernen er opmærksom på ved hjælp af et aspekt af følesansen kaldet proprioception. Når dine øjne er lukkede, har hjernen ikke adgang til visuel information og må udelukkende stole på proprioceptiv information. Hjernen har svært ved at forestille sig, at pennen kan røre tommelfingersiden af pegefingeren og lillefingersiden af langfingeren på samme tid. Derfor regner hjernen med, at der må være to forskellige pennespidser, der rører ved hver af de to fingre.
Når dine øjne er åbne, bruger du stadig proprioception, men den visuelle information fortæller hjernen, at der kun er én pennespids. Hjernen “tror” på den visuelle information frem for den proprioceptive information, fordi hjernen i de fleste tilfælde har en tendens til at favorisere synet frem for andre sanser. Når dine øjne er lukkede, gør din hjerne sit bedste for at kombinere informationerne fra de andre, mindre favoriserede sanser, hvilket fører til en anden konklusion.
Vi tror ofte, at vores sanser fungerer uafhængigt af hinanden. Men selvom de kan fungere hver for sig, er hjernens naturlige funktion at bruge sanserne sammen til at opfatte verden nøjagtigt. Men hvordan gør hjernen det?
Multisensorisk integration foregår i en stor del af hjernen, hvor hver hjerneregion spiller en lidt anden rolle i processen. Den overordnede colliculus (SC) er et godt eksempel på, hvordan hjernen kombinerer information fra flere sanser. Vi har to SC’er: en på hver side, dybt inde i hjernen. Hver SC ligner en ærtestor bule og har to forskellige lag af hjerneceller kaldet neuroner der modtager visuel, auditiv (lydbaseret) og fysisk berøringsinformation. Overfladelaget modtager visuel information, mens det dybe lag modtager auditive input og fysiske fornemmelser [3]. Det fortæller os, at information fra flere sanser overlapper hinanden i SC. Men hvordan kombineres informationerne egentlig?
Svaret på dette kom fra en banebrydende undersøgelse fra 1983 [4], hvor forskere indsatte slanke, robuste metaltråde kaldet elektroder i SC hos katte og hamstere for at måle elektrisk aktivitet i individuelle SC-neuroner (Figur 2A) (disse dyreforsøgsprocedurer udføres kun, når det er absolut nødvendigt for at fremme videnskab og medicin til gavn for offentligheden. Alle forholdsregler tages for at minimere den smerte og det ubehag, dyrene føler). Forskerne fandt ud af, at et enkelt neuron ikke kun reagerede på både syns- og lydinformation, men at kombinationen af disse to sanser faktisk førte til endnu større elektrisk aktivitet, end man så med en af sanserne alene (figur 2B).
Denne øgede respons fortæller hjernen, at både visuel og auditiv information blev modtaget på samme tid, hvilket gør det lettere for os at opfange vigtige stimuli, der sker omkring os. For eksempel er det lettere at genkende nogen i en menneskemængde, hvis man både ser dem og hører deres stemme, i stedet for kun at se dem eller kun høre dem. Neuroner som denne, der reagerer forskelligt afhængigt af, hvilken sans der stimuleres, hjælper altså hjernen med at kombinere information fra flere sanser. Neuroner i andre områder af hjernen kombinerer information fra andre sanser. Tilsammen hjælper alle disse neuroner hjernen med at kombinere information fra alle sanser.
Så nu ved vi, at vores sanser ikke er helt uafhængige af hinanden i hjernen. Selvom multisensorisk integration er en naturlig mekanisme i alle menneskers hjerner, er der et lille antal mennesker (ca. 3-4%), der udviser en meget unik forbindelse mellem sanserne kaldet synæstesi. Ved synæstesi udløser stimulering af en sans ikke kun den pågældende følelse, men også en separat følelse af en anden sans. Hos en person uden synæstesi aktiverer det f.eks. det auditive system at høre en lyd. Men en person med synæstesi (kaldet en synæstetiker), hvis hjerne forbinder det auditive og det visuelle system på en bestemt måde, vil høre en lyd og se en farve. Denne sensoriske forbindelse forbliver den samme gennem hele synæstetikerens liv.
Selvom synæstesi ikke giver nogen kendt evolutionær fordel for overlevelse, kan det give en stor kunstnerisk fordel. Mange geniale kunstneriske hjerner er kendt for at have synæstesi, herunder Pharrell Williams og Billy Joel [5]. Historikere mener nu, at Vincent van Gogh også var synæstetiker [5]. Alle disse tre berømte kunstnere har/havde en særlig form for synæstesi, der kaldes chromesthesia, som er associationen mellem lyde og farver. Som musikalske kunstnere “ser” Pharrell Williams og Billy Joel deres musik, så de kan danne melodier, der har behagelige farver. I tilfældet med van Gogh (1853-1890), en bemærkelsesværdig maler, dannede lyde billeder i hans sind, og han brugte sine talenter til at formidle dem på et lærred. Multisensorisk integration kan således gøre det muligt for synæstesier at skabe unikke ting, som de måske ikke ville have skabt, hvis de havde oplevet verden på en “almindelig” måde.
Forestil dig at være blind, men stadig være i stand til at “se” bogstaver, genstande og forhindringer. Lyder det umuligt? Et firma i Wisconsin (USA) har udviklet et medicinsk udstyr kaldet en tungedisplayenhed (TDU), som gør det muligt for blinde patienter at “se” [1]. Apparatet består af en håndholdt enhed, der er forbundet med et kamera og en tungestimulator. Patienten bærer kameraet på hovedet, normalt som en brille. Når kameraet registrerer et billede, reflekterer de små vibrerende prikker på tungestimulatoren billedet (figur 3A). Når patienterne ønsker at se, sætter de simpelthen TDU’en på tungen som en slikkepind (figur 3B, C). Tungen bruges, fordi den er meget mere følsom over for berøring end de fleste andre dele af kroppen [6]. De lysere dele af billedet giver stærkere fornemmelser på tungen, mens mørkere dele giver svagere fornemmelser. Ved at stimulere berøringssansen på denne måde kan den blinde person bruge fornemmelserne til at finde ud af, hvad de “ser”. Det gør det muligt for dem at læse, finde genstande, navigere gennem forhindringer og muligvis klare sig igennem livet med lidt hjælp.
Både patienter, der er blinde fra fødslen, og dem, der udvikler synshandicap efter fødslen, kan bruge TDU’er. Men de, der er blinde fra fødslen, vil sandsynligvis have brug for mere øvelse, da de ikke har nogen visuel hukommelse af objekter. De fornemmelser, som TDU’en frembringer, er de samme for alle mennesker, men den måde, hjernen giver mening til dem på, er forskellig baseret på hver persons hukommelse. Blinde patienter rapporterer, at de opfatter scener med TDU meget levende, men det er umuligt at vide, om de fornemmelser, de oplever, svarer til det, alle andre ser. Muligheden for at fortolke visuelle fornemmelser uden at kunne se med øjnene er et stort gennembrud for behandlingen af handicap og kan muligvis endda bruges til at forbedre synet hos mennesker med normalt syn.
Der er stadig meget at opdage om, hvordan hjernen kombinerer information fra flere sanser, og hvordan vi kan drage fordel af denne hjernekapacitet til at hjælpe patienter med en eller flere defekte sanser. Dette vil sandsynligvis fortsat være et spændende forskningsområde, når nogle af dagens unge læsere bliver morgendagens banebrydende forskere.
Visceral sans: De fornemmelser, vi får inde fra vores kropshulrum, såsom mavesæk, brystsmerter eller behovet for at gå på toilettet.
Vestibulærsansen: Vores sans for balance og for forskellige aspekter af selvbevægelse, såsom hvor hurtigt vi bevæger os, og i hvilken retning.
Multisensorisk integration: Den proces, hvor hjernen sammensætter information, den modtager fra flere sanser, til en enkelt følelse.
Proprioception: Den naturlige bevidsthed om kroppens position og bevægelse.
Colliculus superior: Et lille organ på størrelse med en ært dybt inde i hjernen, et på hver side. Det hjælper blandt andet hjernen med at kombinere information fra flere sanser.
Neuron: En celle i hjernen eller nervesystemet, der kan overføre elektriske signaler, som gør det muligt for celler at kommunikere, eller som kan overføre fornemmelser fra sanserne til hjernen.
Synæstesi: En mental tilstand, hvor stimulering af en sanseevne opleves som stimulering af denne sanseevne og af en anden sanseevne.
Kromæstesi: En mental tilstand, hvor de, der har tilstanden, oplever lyde som både lyde og visuelle fornemmelser, såsom farve eller former.
[1] De Lahunta, A., og Glass, E. (red.). 2009. “Chapter 16 – Visceral afferent systems,” in Veterinary Neuroanatomy and Clinical Neurology, 3rd ed. (Gainesville, FL: Saunders Elsevier), 441-447.
[2] Gray, L. 2020. Neuroscience Online. Houston, TX: University of Texas McGovern Medical School.
[3] Zubricky, R. D., og Das, J. M. 2022. Neuroanatomi, Colliculus superior. I StatPearls. Treasure Island, FL: StatPearls Publishing.
[4] Calvert, G., Spence, C., og Stein, B. E. 2004. Håndbog i multisensoriske processer. Cambridge, MA: MIT Press, xvii, 915.
[5] Engelsk, T. 2019. 9 berømte kunstnere, der har synæstesi, og hvordan det påvirkede dem. Tilgængelig online på: https://interestingengineering.com/lists/9-famous-artists-who-have-synesthesia-and-how-it-affected-them (tilgået 19. november 2023).
[6] Tenenbaum, D. 2016. En smag af vision: Enhed oversætter fra kamera til hjerne via tungen. Tilgængelig online på: https://news.wisc.edu/a-taste-of-vision-device-translates-from-camera-to-brain-via-the-tongue/ (tilgået 19. november 2023).
Mennesker har lavet musik i titusinder af år. Men hvad sker der i din hjerne, når du lytter til dit yndlingsband eller din yndlingsmusiker? I denne artikel følger du lydens rejse fra ørerne til hjernen, hvor forskellige områder arbejder sammen, mens du lytter til musik. Musik involverer mange hjernefunktioner, såsom lydbehandling, hukommelse, følelser og bevægelse. Du vil også opdage, at hjernen kan lære at genkende velkendte mønstre i musik, hvilket kan hjælpe med at forklare, hvorfor musik kan gøre os glade, triste eller endda ophidsede. Til sidst vil du udforske, hvad der sker i musikeres hjerner, når de spiller på deres instrumenter.
…
Kunstig intelligens (AI) systemer bliver ofte rost for deres imponerende præstationer inden for en lang række opgaver. Men mange af disse succeser skjuler et fælles problem: AI tager ofte genveje. I stedet for virkelig at lære, hvordan man udfører en opgave, bemærker den måske bare enkle mønstre i de eksempler, den har fået. For eksempel kan en AI, der er trænet til at genkende dyr på fotos, stole på baggrunden i stedet for selve dyret. Nogle gange kan disse genveje føre til alvorlige fejl, såsom en diagnose fr , der er baseret på hospitalsmærker i stedet for patientdata. Disse fejl opstår selv i avancerede systemer, der er trænet på millioner af eksempler. At forstå, hvordan og hvorfor AI tager genveje, kan hjælpe forskere med at designe bedre træningsmetoder og undgå skjulte fejl. For at gøre AI mere sikker og pålidelig skal vi hjælpe den med at udvikle en reel forståelse af opgaven – ikke bare gætte ud fra mønstre, der har fungeret tidligere.
…
Er du nogensinde faldet og slået hovedet, mens du legede? Følte du dig lidt svimmel og havde ondt i hovedet? Hvis ja, kan du have fået en hjernerystelse! Hjernerystelser kan ske hvor som helst. De kan ske under sport, når du leger med dine venner eller endda når du cykler med dine forældre. Det kan være svært at vide, om du har fået en hjernerystelse. Mange børn og forældre er ikke sikre på, hvad de skal gøre, hvis nogen får en hjernerystelse. Læger og forskere ved, at det hjælper dig med at komme dig hurtigere, hvis du gør det rigtige efter en hjernerystelse. Denne artikel forklarer, hvad en hjernerystelse er. Den hjælper dig med at se, om du eller en ven har fået en hjernerystelse, og fortæller dig, hvad du skal gøre, hvis du nogensinde får en hjernerystelse.
…
Hjertet er en meget vigtig muskel, der arbejder uafbrudt for at pumpe blod og levere vigtige næringsstoffer og ilt til alle dele af kroppen. Denne artikel ser på, hvordan hjertet fungerer normalt, og hvad der sker, når det fungerer unormalt, som det er tilfældet med en tilstand kaldet atrieflimren (AF). AF er en almindelig tilstand, der opstår, når hjertet slår uregelmæssigt og ude af takt. AF kan øge en persons risiko for at udvikle alvorlige problemer som hjertesvigt eller slagtilfælde. Denne artikel ser også på, hvordan AF kan diagnosticeres, hvad der forårsager AF, og de forskellige måder, det kan behandles på.
…