• Anatomi
• Hjärn- och ryggmärgsvätska
• Nervcellen
• Fortledning av impulser
• Överföring av information
• Signalämnen

Anatomi

Centrala nervsystemet utgörs av hjärna och ryggmärg.

Stora hjärnan består av två hjärnhalvor som tillsammans utgör den största delen av hjärnan. Mellan hjärnhalvorna löper en djup fåra. I fårans botten finns hjärnbalken med mängder av nervtrådar som förenar de båda hjärnhalvorna. Övriga fåror indelar hjärnbarken i pannlob, hjässlob, tinninglob och nacklob. I innandömet av varje hjärnhalva finns stora kärnor av grå substans som benämns basala ganglierna. Dessa strukturer är nödvändiga för viljemässiga rörelser.

Stora och lilla hjärnans yttersta lager (barken) består av grå substans. I hjärnbarken finns bland annat känselcentrum, rörelsecentrum och språkcentrum samt associationsområden där information bearbetas och tolkas. Det är förmågan att kombinera information från flera källor och bearbeta den till en helhetsbild som utgör grunden för vårt medvetande.

Bilden nedan visar en indelning av hjärnan i lober. De olika delarna av hjärnan har olika funktioner. Några av de viktigaste funktionerna framgår av bilden.

Bild av hjärna

Hjärnstammen utgör en förbindelselänk mellan stora hjärnan och ryggmärgen. I hjärnstammen inkluderas mellanhjärnan, mitthjärnan, bryggan och förlängda märgen. Genom hjärnstammen löper de ledningsbanor som för information till och från hjärnan. Det är i hjärnstammen som banorna korsas, så att varje hjärnhalva kontrollerar den motsatta sidan av kroppen.

Från hjärnstammen styrs flera livsviktiga funktioner såsom andning och cirkulation. Här regleras också sömn och vakenhet. Hjärnstammens övre del (mellanhjärnan) utgörs i huvudsak av thalamus och hypotalamus. Hypotalamus innehåller centra som reglerar sömn, hunger och törst, kroppstemperatur och sexuell aktivitet. Under hypotalamus sitter hypofysen som tillsammans med hypotalamus styr kroppens hormonsystem. Här finns också det limbiska systemet som är ett sammansatt organ med betydelse för minne och känsloliv.

Bild av hjärna

Hjärn- och ryggmärgsvätska

Nervsystemet omges av tre hjärn- respektive ryggmärgshinnor. Djupt inne i hjärnhalvorna ligger ett nätverk av blodkärl som bildar den klara hjärnvätskan som samlas i hjärnans fyra hålrum och som sedan flyter ut mellan hjärnhinnorna så att både hjärnans yta och ryggmärgen badar i vätska. Vätskan fungerar som ett skydd för hjärnan samtidigt som den transporterar näring och signalämnen till hjärnans olika delar.

Gliaceller och nervceller

Huvudsakligen finns det två olika typer av celler i nervsystemet - nervceller och gliaceller. Gliacellerna ingår i den stödjevävnad som skyddar nervcellerna och förser dem med syre och näring från blodet. I gränsen mellan hjärnans och den övriga kroppens blodcirkulation har en del gliaceller en tätande funktion och bildar den så kallade blodhjärnbarriären.

Nervcellen utgörs av en cellkropp med cellkärna samt ett antal nervtrådar som förmedlar impulser till och från cellen. Cellen fylls av en trögflytande vätska samt av en mängd olika komponenter. Här sker tillverkning av proteiner, kolhydrater, fiber och fetter som behövs för cellens uppbyggnad och funktion. Här sköts också energiförsörjning och olika uppbyggnads- och nedbrytningsprocesser. I cellkroppens kärna finns det genetiska materialet.

Dendriter är utskott som förgrenar sig ut från cellkroppen på ett trädlikt sätt. Deras främsta uppgift är att ta emot impulser från andra nervceller. Den andra typen av utskott kallas axon och fungerar som en slags fortledare av impulser. Vissa nervtrådar löper ner i ryggmärgen. Där finns omkopplingsstationer som för över signalerna till nya nervceller vars nervtrådar sedan löper vidare ut i kroppen.

Bild av nervcell

Nervcellerna behöver ständig tillförsel av syre och socker via blodet för att kunna fungera. Hjärnan är det organ som har det största blodflödet. Det anpassas efter behovet och regleras av hjärnan själv.

Fortledning av impulser

Nervceller kan överföra meddelanden därför att deras membran har en egenskap som benämns retbarhet. I vilostadiet (det retbara tillståndet) finns en skillnad i den elektriska laddningen mellan nervcellens in- och utsida. Skillnaden beror på en hög koncentration av kaliumjoner på membranets insida och en låg koncentration på dess utsida. Med natriumjoner är förhållandet det motsatta. Jonerna kan inte passera genom membranen och utjämna skillnaden i koncentration eftersom membranen är svårgenomtränglig.

Om det inträffar något i membranens molekylära struktur så att den plötsligt blir genomtränglig kan jonerna passera och utjämna koncentrationsskillnaden. Därvid alstras en elektrisk urladdning eftersom membranladdningen förändras. Så uppstår en nervimpuls.

En nervimpuls sprids snabbt från ett område till ett annat eftersom förändringen i den elektriska laddningen åstadkommer en omplacering av molekylerna i den angränsande delen av membranet och processen upprepas. Vågorna av molekylära förändringar och in- och utflödet av joner skapar en nervimpuls. Det är lätt att tänka sig en nervimpuls som elektrisk ström i en ledning, men i själva verket är förloppet mycket mer komplicerat.

Sedan ett membran har urladdats återgår den snabbt till vilostadiet och innan molekylerna och jonerna är på plats igen kan nervcellen inte ta emot någon ny impuls.

Impulshastighet
Impulshastigheten är störst i nerver som omges av fettämnet myelin. Nervtrådar som inte är myelinförsedda leder impulser betydligt långsammare. I myelinförsedda nerver leds impulserna stötvis mellan avbrott i myelinet och impulshastigheten kan vara 100-150 meter i sekunden, medan den i icke myelinförsedda nerver bara är 0,5-2 meter i sekunden.

Överföring av information

Impulser överförs från en nervcell till en annan via ett enkelriktat kopplingsställe, en så kallad synaps, som är belägen i slutet av det axon som utgår från nervcellen. När en nervimpuls når synapsen frigörs en kemisk substans som kallas signalämne. Signalämnet sprider sig till nästa cell och binder till receptorer (mottagare) i cellväggen. Receptorer är specialiserade proteiner som har till uppgift att binda de signalämnen som frisätts.

Presynaps kallas den sida av synapsen där signalämnet frisätts, i motsatts till postsynaps vilket är den sida som binder signalämnet.

Bild av synaps

Själva kontakten mellan receptorn och signalämnet fungerar som en signal. Beroende på vilket signalämne och vilken typ av receptor som är inblandade, aktiveras en rad komplicerade processer i den postsynaptiska cellen. Budskapet kan exempelvis vara att cellen ska tillverka mer eller mindre av något. Nervcellen genomgår också en laddningsförändring som bidrar till att impulsen skickas vidare.

Signalämnen

Signalämnen kan beskrivas som hjärnans kemiska budbärare. Deras främsta uppgift är att överföra signaler från cell till cell så att överföringen av impulser fortlöper som den ska.

Det finns ett stort antal olika signalämnen i hjärnan där några av de vanligaste framgår av tabellen nedan: