Forfattere
Menneskets adfærd afhænger af samarbejdet mellem omkring 100 milliarder hjerneceller, kaldet neuroner. Dannelsen af nye neuroner sker gennem en proces, der kaldes neurogenese. Tidligere troede forskerne, at neurogenese stoppede før fødslen. Men forskere har for nylig fundet ud af, at neurogenese stadig kan forekomme efter fødslen og fortsætter hele livet. Skader på hjernen kan føre til, at neuroner dør, hvilket kaldes neurodegeneration. Derfor kan alvorlige engangsskader eller gentagne mindre skader på hjernens neuroner føre til alvorlige sygdomme, der kaldes neurodegenerative lidelser. Neurogenese er vigtig for at erstatte beskadigede neuroner, især efter hjerneskade. Forskere forsøger at finde måder at mindske de negative virkninger af hjerneskade på. En måde er at hjælpe hjernen med at danne flere neuroner efter en skade ved at øge neurogenesen. Det kan hjælpe med at behandle hjerneskader og neurodegenerative sygdomme.
Hjernen er det mest komplekse organ i kroppen. Vores hjerner giver os mulighed for at tænke, observere, analysere, bevæge os, føle og udføre mange andre opgaver. Ligesom andre organer består hjernen af flere typer celler. Neuroner er de vigtigste celler i hjernen. De anses for at være hovedaktørerne i produktionen af den vidunderlige vifte af menneskelig adfærd. En neuron forbinder sig med andre neuroner for at overføre beskeder. Denne overførsel af beskeder gør det muligt for os at gøre alle de ting, vi gør. Hjernen består også af andre typer celler med forskellige opgaver, f.eks. at støtte og nære neuronerne, hjælpe neuronerne med at overføre deres signaler eller forsvare hjernen mod fremmede organismer [1].
For ikke så længe siden troede forskerne, at ingen nye neuroner kunne slutte sig til “holdet” af hjerneceller, når det var dannet før fødslen – man troede, at der ikke blev dannet nye neuroner, efter at en person var født. Senere opdagede forskerne, at to områder i hjernen kunne danne nye neuroner. Disse to hjerneområder indeholder særlige celler kaldet neurale stamceller (NSC’er), som kan generere nye neuroner gennem en proces, der kaldes neurogenese. De to områder i hjernen, der indeholder NSC’er og kan udføre neurogenese hele livet, er: (1) den subventrikulære zone, som er det område i hjernen, hvor det meste af neurogenesen sker; og (2) et område i hippocampus, som er den del af hjernen, der er ansvarlig for hukommelsen (figur 1). Interessant nok har man også fundet ud af, at NSC’er kan fungere som “bænkspillere”, der slutter sig til hjernecelleholdet i tilfælde af skade, hvilket betyder, at neurogenesen øges efter en hjerneskade [2].
Der er flere måder at spotte de neuroner, der for nylig har sluttet sig til teamet. BrdU-farvning er en metode, der bruges til at opdage de nye neuroner, som normalt produceres af NSC’er. BrdU er et kemikalie, der kan tilsættes hjerneceller i laboratoriet, og derefter bliver det inkorporeret i de nye neuroners DNA. BrdU bliver kun en del af og markerer DNA’et i nye celler, og de modne ældre celler bliver ikke markeret af BrdU. Farvningen af BrdU-molekyler i nye celler kan ses i et mikroskop (figur 1).
En anden strategi til at finde nydannede neuroner er at lede efter deres maskot. Lad os forestille os, at hver celletype i hjernen har en bestemt maskot. Hvis vi kan få øje på maskotten, kender vi holdet, og holdet er typen af hjernecelle! Men hvad er en neurons maskot? Nydannede neuroner har specifikke molekyler, som kun fremstilles af dem (deres maskot). Det, forskerne gør, er at lede efter tilstedeværelsen af disse specifikke molekyler. For at finde disse specifikke molekyler bruger forskerne specifikke detektormolekyler, som kun klæber til de nye neuroners maskot og ikke til andre maskotter. Detektormolekylerne kan ses under et særligt mikroskop.
En anden metode er at bestemme alderen på de nye neuroner. Det er muligt, fordi nye neuroner er meget yngre end de neuroner, du blev født med. Forskerne gør det ved at se på kulstofindholdet i neuronerne. Kulstof er et grundstof, der findes i naturen, og som er en byggesten i alt levende, inklusive celler. Kulstofs egenskaber ændrer sig over tid, og vi kan vide, hvor gammelt noget er, ved at se på, hvilken type kulstof det har. Tænk på det på denne måde: Hvert år får de nyankomne et nyt armbånd i velkomstgave, som adskiller sig fra de armbånd, der er blevet uddelt i de foregående år. Så vi kan se, hvilket år et medlem kom med på holdet ved at se på deres armbånd. Armbåndene er den type kulstof, de har [2].
De fleste af os har stødt hovedet en eller to gange i løbet af vores liv. Vi har måske følt en eller anden form for smerte, men er vågnet op næste dag, som om intet var hændt. Dette er kendt som en hovedskade. Hovedskader fører normalt ikke til langvarige konsekvenser. Men hvis slaget mod hjernen blev gentaget, eller hvis det første stød var meget alvorligt, kan hovedskaden føre til en traumatisk hjerneskade (TBI). Jo værre TBI, jo mere alvorligt bliver resultatet for den tilskadekomne, og jo flere ændringer vil der ske i personens hjerne.
Der er to stadier af TBI, kaldet primær skade og sekundær skade (figur 2). Den primære skade indebærer ændringer i hjernen, som opstår umiddelbart efter, at vi har slået hovedet. Der vil være skader på celler, blødninger nær skadesområdet og smerter. Timer eller endda dage efter den primære skade finder den sekundære skade sted. Den sekundære skade indebærer flere ændringer i hjernen, herunder excitotoksicitet (når neuroner bliver beskadiget eller endda dræbt, fordi de er meget aktive) og inflammation. Inflammation af neuroner involverer aktivering af hjernens immunceller, der kaldes microglia. Aktiverede mikroglia frigiver inflammatoriske molekyler, som rekrutterer andre typer immunceller til det sted, hvor hjerneskaden er sket, hvilket øger inflammationen endnu mere. Denne stigning i inflammation er en normal reaktion på skader og er afgørende for at bevare sundheden. Men en ukontrolleret stigning i inflammation er skadelig for cellerne.
Under den sekundære skade bliver hjernecellerne desuden stressede og begynder at ophobe toksinmolekyler, der i sidste ende kan føre til neuronernes død, eller det vi kalder neurodegeneration. Derfor er det ofte den sekundære skade, der forårsager mest skade og neurodegeneration, selv om det egentlige slag mod hovedet fandt sted dage eller uger tidligere. Mange neuroners død kan være meget farlig og endda føre til langvarige problemer, der kaldes neurodegenerative sygdomme [3]. Forskere forsøger at mindske de dårlige resultater af TBI ved at øge neurogenesen efter skaden.
Skader på hjernen forårsager, som nævnt ovenfor, betændelse. Inflammation i hjernen skyldes aktivering af mikroglia og andre immunceller kaldet macrophages. Disse celler udskiller kemikalier, såsom de inflammatoriske molekyler, der kan fremme enten neurogenese eller neurodegeneration (figur 3). Men hvordan?
Hvis hjerneskaden er meget mild, vil der opstå kontrolleret inflammation i hjernen. Denne kontrollerede inflammation har en positiv effekt på neurogenesen, da den har til formål at erstatte de tabte neuroner. Men hvis hjerneskaden er meget alvorlig, eller hvis hjerneskaden gentages, som det ofte ses ved visse sportsaktiviteter, kan det føre til alvorlig inflammation. Alvorlig inflammation kan ikke kontrolleres. Nogle af de inflammatoriske molekyler, der frigives under svær inflammation, har en negativ effekt på neurogenesen og danner et barskt miljø for vækst af nye neuroner. I nærvær af disse inflammatoriske molekyler kan nyfødte neuroner ikke overleve, selv om de dannes. Så i tilfælde af alvorlige eller gentagne hovedskader vil der være mere neurodegeneration end neurogenese.
Denne situation svarer til at veje to ting på en vægtskål. Hvis der er lige meget vægt på begge sider, er balancen i ligevægt. Det er det, der sker i tilfælde af kontrolleret inflammation: Mængden af neurogenese, der opstår, svarer nogenlunde til mængden af neurodegeneration, der fandt sted som følge af skaden. Men hvis den ene side af balancen er tungere end den anden, vil det få balancen til at tippe. I tilfælde af alvorlig hjerneskade er der ukontrolleret inflammation. Det får mængden af neurodegeneration til at være større end mængden af neurogenese (figur 3). I denne situation tipper balancen mod neurodegeneration, og den sekundære skade kan føre til alvorlige neurodegenerative sygdomme [4].
Neuroner arbejder sammen om at udføre alle hjernens funktioner. Hvis neuronerne begynder at dø, påvirkes hjernens funktioner. Folk, der får en mild eller moderat TBI, kan miste nogle få neuroner. De kan opleve problemer med deres tænkning eller hukommelse eller med deres evne til at være opmærksomme.
Alvorlig TBI opstår, når hjernen får en alvorlig skade, f.eks. i forbindelse med bilulykker eller hårde fald. Folk, der dyrker kontaktsport, som f.eks. fodboldspillere, hockeyspillere, fodboldspillere og boksere, er eksempler på folk, der kan blive udsat for alvorlige TBI eller gentagne TBI.
Under svær TBI dør mange neuroner, og det får neurodegeneration til at opveje neurogenese. Alvorlig TBI eller gentagne slag mod hovedet kan sætte folk i fare for at udvikle neurodegenerative sygdomme, fordi et stort antal neuroner dør.
Neurodegenerative sygdomme kan dukke op mange år efter TBI. Neurodegenerative sygdomme omfatter Alzheimers sygdom, som forårsager hukommelsestab, og Parkinsons sygdom, hvor folk begynder at ryste, fordi de mister kontrollen over deres muskler. Amyotrofisk lateral sklerose (ALS), en sygdom, hvor man mister kontrollen over sine muskler, og kronisk traumatisk encefalopati er andre typer af neurodegenerative sygdomme. Encefalopati refererer til sygdomme, der påvirker hjernens funktion eller struktur, og ved kronisk traumatisk encefalopati får patienterne problemer med deres adfærd, humør og tænkning, hvilket fører til forvirring og glemsomhed.
TBI skal altid tages alvorligt. De skader, der opstår efter TBI, er ikke altid synlige med det samme. Hvis du oplever en TBI, kan det påvirke dig i det lange løb. Der er mange faktorer, der påvirker udfaldet af TBI. Hvis skaden er meget alvorlig, er neurogenesen ikke så effektiv, og det kan forskyde balancen i retning af neurodegeneration. Så du bør altid beskytte dit hoved, når du laver farlige aktiviteter eller dyrker sport. Det er et must at beskytte sin hjerne [3, 5]!
Neuroner: Er grundlæggende celler i hjernen, som overfører information til andre celler.
Neurale stamceller: Er celler, der kan forny sig selv og danne nye neuroner.
Neurogenese: En proces, hvor der produceres nye neuroner.
TBI: En skade på hjernen, der forstyrrer hjernens normale funktion.
Inflammation: Det er en beskyttende biologisk reaktion, der starter under skadelige forhold som f.eks. stress. Det er en måde, hvorpå din krop bekæmper infektion, skade eller sygdom. Det involverer immunceller, blodkar og mange molekyler inde i cellen.
Mikroglia: En type immuncelle, der findes i hjernen.
Neurodegeneration: En proces, der får neuroner til at dø. Det er et mål for neurondød.
Neurodegenerative sygdomme: Neurodegenerative sygdomme er en række sygdomme, der er kendetegnet ved et gradvist tab af neuroner eller neurale funktioner. De fører til problemer med bevægelse eller mental funktion. De fleste af disse sygdomme kan ikke helbredes.
Makrofag: En type immuncelle, der er involveret i inflammationsprocessen.
[1] Purves, D., Augustine, G. J., Fitzpatrick, D., Katz, L. C., LaMantia, A. S., McNamara, J. O., et al. (Eds.). 2001. “Neuroglial cells”, i Neuroscience, 2nd Edn. (Sunderland, MA: Sinauer Associate). s. 1-43.
[2] Ming, G. L., og Song, H. 2011. Voksen neurogenese i pattedyrshjernen: betydningsfulde svar og betydningsfulde spørgsmål. Neuron 70:687-702. doi: 10.1016/j.neuron.2011.05.001
[3] Kobeissy, F., Mondello, S., Tumer, N., Toklu, H. Z., Whidden, M. A., Kirichenko, N., et al. 2013. Vurdering af neuro-systemiske og adfærdsmæssige komponenter i patofysiologien ved eksplosionsrelateret hjerneskade. Front. Neurol. 4:186. doi: 10.3389/fneur.2013.00186
[4] Shohayeb, B., Diab, M., Ahmed, M. og Ng, D. C. H. 2018. Faktorer, der påvirker neurogenese hos voksne, som potentiel terapi. Transl. Neurodegener. 7:4. doi: 10.1186/s40035-018-0109-9
[5] Abou-Abbass, H., Bahmad, H., Ghandour, H., Fares, J., Wazzi-Mkahal, R., Yacoub, B., et al. 2016. Epidemiologi og kliniske karakteristika ved traumatisk hjerneskade i Libanon: en systematisk gennemgang. Medicine (Baltimore). 95:e5342. doi: 10.1097/MD.0000000000005342
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.
…