Bakgrunn: Følsomme strømninger

Hjernen består av milliarder av celler som kommuniserer ved hjelp av strømpulser. Men hvordan forstår vi - altså hjernen - hva en strømpuls betyr? Hvordan blir elektrisk strøm en følelse av identitet?

Published

Hjernen er bygget opp av store-hjernen, lillehjernen og hjernestammen.

Storehjernen utgjør 87 prosent av en menneskehjerne.

Det er i de ytterste lagene av storehjernen vi finner de høyere funksjonene, som for eksempel hukommelse og tanker.

Hjernebark

Det ytterste laget kalles hjernebark. Her sitter nervecellene - “de små grå” - tett i tett. Til sammen har vi milliarder av slike celler.

Hjernebarken er den mest avanserte delen av hjernen. Den dukket riktignok opp hos avanserte reptiler allerede for mer enn 200 millioner år siden, men de hadde ikke særlig mye av den.

Utviklingen av hjernebarken har først og fremst foregått hos pattedyrene, og har nådd sin mest utviklede form hos oss mennesker.

Hjernebarken

Hjernebarken er igjen delt inn i seks bestemte lag, men hvilken funksjon denne lagdelingen har, er foreløpig ikke godt forstått.

- Vi kan se på en enkelt nervecelle, sier professor Gaute Einevoll.

"Fra hver hjernecelle går det bare ett akson ut, og alle meldinger til andre celler skjer gjennom dette aksonet. Det forgrener seg så det kan sende meldinger til mange andre celler, og her ser vi hvordan en slik forgrening har koblet seg til en annen hjernecelle. En slik kobling kalles en synapse."
"Fra hver hjernecelle går det bare ett akson ut, og alle meldinger til andre celler skjer gjennom dette aksonet. Det forgrener seg så det kan sende meldinger til mange andre celler, og her ser vi hvordan en slik forgrening har koblet seg til en annen hjernecelle. En slik kobling kalles en synapse."

- Den har jo mye av det samme maskineriet som celler ellers i kroppen, men også sine særegenheter. Cellen er koblet til andre hjerneceller ved hjelp av dendritter, som tar imot signaler fra andre celler, og et akson, et nervefiber, som sender signaler ut til andre celler.

Synapse

Koblingen der en celles akson møter en annen celles dendritter, kaller vi en synapse.

Mens overføring av signaler langs et akson skjer ved hjelp av elektriske pulser, skjer overføringen mellom nervecellene på en synapse ved hjelp av bestemte signalmolekyler, såkalte nevrotransmittere.

Hvis en celle mottar nok signaler fra andre celler via sine dendritter, vil den selv sende en kort strømpuls videre ut gjennom sitt akson.

Trolig avgjør tidspunktet tolkningen

Alle pulsene fra en nervecelle ser helt like ut, så det er kun tidspunktene når de sendes ut som er viktig for mottagercellen.

Dette kan ligne på en datamaskin, hvor hver enkelt del kan ha to stillinger: av og på.

- En enkelt hjernecelle kan maksimalt sende ut noen hundre pulser i løpet av et sekund, noe som er svært tregt i forhold til en datamaskin, sier Einevoll.

Hjernen er genialt organisert

- Datamaskiner kan være så raske fordi ørsmå og lette elektroner overfører signalet.

- I hjernen brukes ioner som er mye større og tyngre. Organiseringen av hjernen gjør at disse trege enkeltdelene likevel kan få utrettet det utrolige sammen, sier Einevoll.

- Informasjonen ligger lagret i tidspunktene for når aksjonspotensialene sendes ut. Men akkurat hvordan signalene er kodet, og om for eksempel små variasjoner i tidspunktene er viktig informasjon, det vet vi ikke.

Hjernens egne signaler?

Hvordan gir disse elektriske impulser mening?

Hvordan blir elektrisk strøm en følelse av identitet, av vurderinger og overlegninger?

Hvordan ender elektrisk strøm opp med å bli Shakespeares samlede verker? Det vet vi ikke noe om.

Lenker:

Computational Neuroscience (hjemmeside for programmet til Einevoll, Plesser og Wyller. Den har også norske artikler)

Gaute Einevoll

Einevoll om matematisk modellbygging

På jakt etter minner (Edvard Moser)

Fremtiden ligger i hukommelsen

Fysikknett.no (her finner du mange artikler)

tomografi (for eksempel CT)

MR

Jahreprisen tildelt Terje Lømo

Hjernen som forskningsobjekt

Hjernen

Netthinnen

Faktasider om fossile hjerner

Brain

Consciousness

Mind

Philosophy of mind

Quantum mind