Specialisering af funktioner i den menneskelige hjerne

I dag lyder det fjollet at sige, at det menneskelige sind er relateret til væskestrømmen i de tomme rum inde i hjernen. Men dengang handlede lægevidenskaben om væsker i kroppen og balancen mellem dem. Lægerne betragtede menneskets sundhed som et resultat af balancen mellem forskellige slags væsker i kroppen. De tænkte i væsker, fordi den førende videnskab på det tidspunkt handlede om at flytte vand fra kilden til et mål, nemlig til en tørlagt by eller gård. Der var ingen maskiner eller computere til at bygge en dæmning, men der var masser af menneskeskabte kanaler og broer til at bringe vand fra et sted til et andet. Lav en Google-søgning på “akvædukter”, og du vil se fantastiske billeder af disse vandkanaler og broer! I Egypten og de nærliggende områder i Mellemøsten og Grækenland var der ikke meget regn. Så de var nødt til at tænke meget over væsker, og hvordan de kunne flytte væsker fra et sted til et andet. De tænkte konstant på væsker, og det var et stort gennembrud for dem at finde et sæt kamre inde i hjernen, som var forbundet med hinanden og fyldt med en væske, der så unik ud. De troede, at de havde fundet det sted, hvor menneskets sjæl befandt sig!

Som du kan se, følger tidens videnskabelige teorier altid tidens vigtigste praksis. Da dagens hovedpraksis handlede om væsker og deres strømning, forsøgte datidens forskere at forklare hjernens funktion ud fra væsker og deres strømning inde i hjernekamrene. I dag handler dagens praksis om computere og beregning, og derfor forsøger mange forskere at forklare den menneskelige hjerne ved at sige, at den fungerer som en computer. I det næste århundrede, når samfundet bevæger sig ud over computere, vil fremtidige generationer grine af dette og tænke, at det var dumt at tro, at hjernen fungerer som en computer!

Før vi går over til vores nuværende tidsalder, vil jeg fortælle dig om Leonardo da Vinci. Han var ret genial. Han tænkte på idéen om, at menneskets sjæl befandt sig i hjernekamrene, der var fyldt med den krystalklare væske. Han tænkte, at det ikke gav mening at placere menneskets sjæl i de kamre. Hvad med andre dyr? Har de ikke hjerner med væskefyldte kamre? Hvad hvis deres kamre er større? Ville du så sige, at de har større sjæle? Han fortsatte med at studere hjernekamrenes størrelse og form og viste, at andre dyr som kameler og geder også har hjernekamre, der er endnu mere imponerende i størrelse end vores egne hjernekamre [2]. En fornuftig person ville ikke sige, at kameler og geder har større hjerner end mennesker. Så hele denne idé må være skør! I dagens medicin er vi faktisk enige med da Vinci. Større hjernekamre er et tegn på alvorlige psykiatriske lidelser som f.eks. skizofreni!

Da ideen om væskefyldte hjernekamre blev latterliggjort, måtte man finde andre måder at forklare, hvordan den menneskelige hjerne fungerer. En østrigsk videnskabsmand ved navn Franz Joseph Gall promoverede ideen om, at der findes specifikke centre i hjernen til specifikke funktioner [3]. Denne idé, kendt som frenologi, hævdede, at hvis man bruger en del af sin hjerne ofte, bliver man meget god til det, og det pågældende hjerneområde vokser i størrelse og skaber en lille bule i kranieknoglen. Lad os sige, at vi har et matematikcenter i hjernen. Hvis du bruger matematik hele tiden, bliver du rigtig god til det. Du bliver måske som Einstein. Hvis det sker, er dit matematikcenter i hjernen vokset meget. Hvis jeg studerer din kranieknogle, burde jeg kunne se en lille bule over dit hoved lige over matematikcentret. Det samme gælder for hjernens centre for kærlighed, sex, følelser, sprog osv. Så hvis du studerer bumpene i kranieknoglen, vil du kunne gætte, hvad den pågældende person er god til. Du kan kalde denne skøre idé for “bumpologi”! Faktisk var der mange kontorer, som specialiserede sig i at studere buler i hoveder og beskrive folks karakter. Hvis du ville giftes med nogen, kunne du tage din kæreste med til et af disse kontorer og bede “bumpologen” om at forudsige, om dine bump er kompatible med din kommende partners bump.

Vi er kommet meget langt fra de mørke dage med uvidenhed. Vi ved nu, at hjernekamrene ikke kan være det sted, hvor det menneskelige sind er lagret. Vi ved også, at frenologien slet ikke er levedygtig. Hjernen vokser ikke, og den giver ikke buler i kraniet [4]. I stedet ved vi nu, at det menneskelige sind skabes i hjernen af dens 100 milliarder celler. Mere interessant er det, at hjernecellerne i modsætning til andre celler i kroppen har grene, der forbinder dem med andre celler, og de taler med hinanden. Hjernen under mikroskopet er som en skov med en masse grene, der forbinder sig med celler i nærheden, men også rødder, der rejser langt væk for at forbinde sig med fjerntliggende celler. Fordi hjernecellerne er forbundet med hinanden, skabes hjernens funktioner i en kollektiv handling af forbundne områder. Det er som en by med forskellige kvarterer, og hvert kvarter er mere eller mindre afhængigt af de andre kvarterer. Men hvert kvarter har sin egen karakter, og i hjernen kalder vi det “regionalt specialiserede funktioner”, hvilket betyder, at hver region i hjernen er specialiseret til at udføre en bestemt opgave.

En anden fascinerende ting ved hjernen er, at dens celler producerer elektricitet, og at hjernecellerne taler med hinanden ved at sende elektriske signaler. Forestil dig nu, at du sidder i en helikopter og kigger ned på en tæt skov. Du ser en masse grene, der rører ved hinanden, men du hører ikke meget. Hvis du nu sender en mikrofon ned, kan du begynde at høre alle mulige ting: fugle synger, blade falder, aber hopper rundt, og jaguarer går. Så hvis du implanterer disse spionmikrofoner i flere dage, vil du lære en masse interessante ting om livet i skoven. Det er det, jeg lever af: Jeg lytter til hjernens lyde og forsøger at forstå, hvordan hjernen fungerer, ved at optage den elektriske aktivitet fra forskellige hjørner af hjernen. Lyt til denne video, hvis du er interesseret i hjernens “lyde”.

Vi er for nylig begyndt at lære en masse om hjernens funktion ved simpelthen at aflytte de elektriske signaler, der genereres i forskellige dele af hjerneskoven. Det gør vi ved at indoperere elektroder i hjernen (se figur 1). Disse elektroder fungerer som “spionmikrofoner”, der implanteres i forskellige områder af skoven. Vi lytter til den elektriske aktivitet og forsøger at dechifrere koden for denne aktivitet. For at gøre dette fjerner vi kranieknoglen og får direkte adgang til hjernens overflade.