Denne artikkelen minnet meg på hvorfor jeg elsker å jobbe med en hjerne som ser søt og ren ut, som denne:
Fordi den virkelige hjernen er veldig ubehagelig og trist å se på. Folk er frekke.
Men jeg har tilbrakt den siste måneden på bunnen av Googles skinnende, blodsutgytende del av bilder, og nå må du også sjekke det ut. Så slapp av.
La oss nå gå langt inn. Det er et slikt øyeblikk i biologien - det får deg noen ganger til å tenke, og hjernen gjør også noen ganger at du ikke vil. Den første er situasjonen med matryoshka i hodet.
Under håret ditt er huden, og under - tenkte du en hodeskalle? - nei, det er 19 poeng, og da bare hodeskallen. Så kommer hodeskallen og en hel haug med ting som venter på vei til hjernen.
Kampanjevideo:
Det er tre membraner under hodeskallen og over hjernen.
Utenfor dura mater (latin), et slitesterkt, grovt, vanntett lag. Det er i flukt med hodeskallen. Jeg har hørt at hjernen ikke har et smertsensitivt område, men duraen har en - omtrent like følsom som huden i ansiktet ditt. Og presset på dura mater under hjernerystelse er ofte årsaken til alvorlig hodepine.
Nedenfor er arachnoid mater, arachnoid eller arachnoid meninges, som er et hudlag og deretter et åpent rom med elastiske fibre. Jeg har alltid trodd at hjernen min bare svevde uten mål i hodet mitt i en slags væske, men faktisk er det eneste virkelige gapet mellom hjernen og den indre veggen i hodeskallen arachnoid meninges. Disse fibrene stabiliserer hjernen i posisjon slik at den ikke beveger seg for mye, og fungerer som en støtdemper når hodet ditt treffer noe. Dette området er fylt med cerebrospinalvæske, som holder hjernen som om den flyter, fordi dens tetthet er lik den for vann.
Til slutt er det pia mater, pia mater, et tynt, delikat hudlag som smelter sammen med utsiden av hjernen. Husk at når du ser på hjernen, er den alltid dekket av blodkar? Så de er ikke på hjernens overflate, de er som sagt innelukket i pia mater.
Her er en komplett oversikt over det som ser ut til å være et grisehode.
Til venstre ser du huden (rosa), deretter to lag i hodebunnen, deretter hodeskallen, deretter dura mater, arachnoid, og til høyre hjernen, bare dekket av pia mater.
Så snart vi fjerner alt unødvendig, blir vi stående ansikt til ansikt med denne dumme gutten.
Denne merkelige utseendet er en av de mest komplekse kjente objektene i universet - et kilo, som nevroingeniør Tim Hanson sier, "en av de mest informasjonstette, strukturelle og selvorganiserte stoffene blant alle kjente." Alt dette fungerer med bare 20 watt energi (en datamaskin med tilsvarende effekt spiser 24.000.000 watt).
Polina Anikeeva, professor ved Massachusetts Institute of Technology, kaller det "en myk pudding som du kan skrape av med en skje." Hjernekirurg Ben Rapoport beskrev det mer vitenskapelig: et kryss mellom pudding og gelé. Han sier at hvis du legger hjernen din på et bord, vil tyngdekraften føre til at den blir uskarp som en manet. Det er vanskelig å forestille seg hjernen så rotete, fordi den vanligvis flyter i vann.
Men det er dette vi handler om. Du ser i speilet, du ser kroppen din og ansiktet ditt, og du tror det er deg, men i virkeligheten er det bare en bil du kjører. Faktisk er du en merkelig geléaktig ball. Hvordan liker du denne analogien?
Gitt det merkelige av alt dette, bør man ikke skylde Aristoteles eller de gamle egypterne, eller mange andre, for å betrakte hjernen som en meningsløs hjerneoppfylling. Aristoteles mente at hjertet var sentrum av sinnet.
Til slutt fant folk ut hva som var hva. Men ikke i sin helhet.
Professor Krishna Shenoy sammenligner vår forståelse av hjernen med hvordan menneskeheten forestilte seg et kart over verden tidlig på 1500-tallet.
En annen professor, Jeff Lichtman, er enda tøffere. Han begynner klassen med et spørsmål som er rettet til studentene: "Hvis alt du trenger å vite om hjernen er en mil, hvor langt har vi kommet denne milen?" Han sier at studenter vanligvis svarer "tre fjerdedeler", "en halv mil", "en kvart mil" og så videre. Men det virkelige svaret er etter hans mening "omtrent tre centimeter".
En tredje professor, nevroforsker Moran Cerf, delte med meg et gammelt ordtak fra nevrologer om at det å prøve å forstå hjernen er en gimmick-22: “Hvis den menneskelige hjerne var så enkel at vi kunne forstå det, ville vi være så enkle. at de ikke kunne [forstå ham]."
Kanskje, med hjelp av det store kunnskapstårnet som arten vår bygger, vil vi komme til dette på et eller annet tidspunkt. For nå, la oss se på hva vi vet om maneten i hodene våre, og begynner med det store bildet.
Hjernen langveisfra
La oss se på store deler av hjernen ved hjelp av et halvkuleformet tverrsnitt. Slik ser hjernen ut i hodet på deg:
La oss nå ta hjernen ut av hodet og fjerne venstre halvkule, noe som gir oss den beste utsikten inni.
Nevrolog Paul McLean har laget et enkelt diagram som illustrerer den grunnleggende ideen vi diskuterte tidligere, og berørte krypdyrhjernen i revolusjonsprosessen, den påfølgende overbygningen av pattedyrhjernen og til slutt vår egen tredje hjerne.
I form av et slikt kart er dette lagt på vår virkelige hjerne:
La oss ta en titt på hver seksjon:
Hjernestammen (og lillehjernen)
Dette er den eldste delen av hjernen vår.
Dette er delen av hjerneseksjonen vår der froskasjefen bor. Faktisk er hele froskhjernen som denne nedre delen av hjernen vår:
Når du forstår funksjonen til disse delene, er det fornuftig med det faktum at de er eldgamle - uansett hva disse delene gjør, kan frosker og øgler gjøre. De største delene er:
Medulla
Medulla oblongata tar seg av din død. Den utfører de utakknemlige oppgavene med å håndtere ufrivillige prosesser som hjertefrekvens, pust og blodtrykk, og får deg til å kaste opp når den tror du har blitt forgiftet.
Pons
Varoliev Bridge gjør litt av alt. Han er ansvarlig for svelging, blærekontroll, ansiktsuttrykk, tygging, spytt, tårer og avføring - kort sagt alt.
Midthjernen
Midthjernen har en enda større personlighetskrise enn ponsene. Du forstår at en del av hjernen har problemer når nesten alle dens funksjoner utføres av en annen del av hjernen. I tilfelle mellomhjernen handler det om syn, hørsel, motoriske ferdigheter, årvåkenhet, temperaturkontroll og en rekke andre ting som andre deler av hjernen gjør. Resten av hjernen ser heller ikke mye ut som en mellomhjernen, gitt hvor latterlig ujevn "forhjernen, mellomhjernen, bakhjernen", som om den bevisst isolerte mellomhjernen.
For hvilken man skal takke ponsene og mellomhjernen hver for seg, fordi de kontrollerer frivillig øyebevegelse. Derfor, hvis du beveger øynene nå, finner prosesser sted i broen og mellomhjernen.
Lillehjernen
Denne merkelige tingen, som ligner pungen i hjernen din, er lillehjernen, eller lillehjernen, som er latin for "liten hjerne". Han er ansvarlig for balanse, koordinering og normal bevegelse.
Det limbiske systemet
Over hjernestammen er det limbiske systemet - den delen av hjernen som gjør folk utrolige.
Det limbiske systemet er et overlevelsessystem. En viktig del av jobben hennes er at når du gjør hva hunden din kan - spise, drikke, ha sex, slåss, gjemme seg eller løpe vekk fra noe skummelt - er det limbiske systemet ved rattet. Enten du liker det eller ikke, når du gjør noe av det ovennevnte, er du i en primitiv overlevelsesmodus.
Følelsene dine lever også i det limbiske systemet, og i tilfelle tilfeller er også ansvarlige for overlevelse - dette er mer avanserte overlevelsesmekanismer som trengs av dyr som lever i en kompleks sosial struktur.
Hver gang en intern kamp utspiller seg et sted i hodet ditt, er det verdt å takke det limbiske systemet for å gjøre noe du senere vil angre på.
Jeg er ganske sikker på at å kontrollere ditt limbiske system både er en definisjon av modenhet og en grunnleggende menneskelig kamp. Det er ikke slik at vi har det bedre uten våre limbiske systemer - de gjør oss tross alt menneskelige, og mye av livets sus handler om følelser og møte dyrs behov. Det er bare det limbiske systemet ditt ikke tar hensyn til at du lever i et sivilisert samfunn, og hvis du gir det for mye kraft til å kontrollere livet ditt, vil det raskt ødelegge det.
Uansett, la oss se nærmere på det. Det er mange små deler av det limbiske systemet, men vi vil fokusere på de mest kjente.
Amygdala
Amygdala er en slags følelsesmessig lidelse i hjernestrukturen. Hun er ansvarlig for angst, tristhet og en følelse av frykt. Det er to mandler, og merkelig nok er venstre i bedre humør - noen ganger gir det en lykkelig følelse i tillegg til en ubehagelig. Det andre er alltid i dårlig humør.
Hippocampus
Hippocampusen din (fra gresk for "seahorse" fordi den ser ut som den er) er et tegnebrett for minne. Når rotter begynner å huske retninger i labyrinten, blir minnene kodet i hippocampus - bokstavelig talt. Ulike deler av de to rottehippocampusene vil bli aktivert i forskjellige deler av labyrinten, fordi hver del av labyrinten er lagret i sin tildelte del av hippocampus. Men hvis rotten, etter å ha husket en labyrint, får en annen oppgave og returneres til den opprinnelige labyrinten et år senere, vil den knapt huske det, fordi tegnebrettet til hippocampus vil bli slettet for å frigjøre plass til et nytt minne.
Historien i Memento-filmen er ekte - anterograd amnesi - og er forårsaket av skade på hippocampus. Alzheimers starter også i hippocampus før de tar seg gjennom andre deler av hjernen, så på grunn av de mange ødeleggende effektene av sykdommen, vises minneproblemer først.
Thalamus
I sin sentrale posisjon i hjernen fungerer thalamus også som en sensorisk messenger som mottar informasjon fra sansene dine og sender den til hjernebarken for behandling. Når du sover, sover thalamus hos deg, noe som betyr at sensorisk megler ikke fungerer. Derfor kan det hende at lyd, lys eller berøring ikke vekker deg i dyp søvn. Hvis du vil presse noen som sover dypt, må du prøve å nå ut til thalamus.
Unntaket er luktesansen din, som er den eneste følelsen som omgår thalamus. Derfor brukes luktende salter for å vekke en brent person. Og siden vi er her, er det et kult faktum: Luktesansen er en funksjon av olfaktorisk pære og er den eldste sansen. I motsetning til andre sanser, er lukten dypt forankret i det limbiske systemet, der den fungerer i nær kontakt med amygdala og hippocampus, og det er derfor lukten er så nært knyttet til hukommelse og følelser.
Bark
Til slutt ankom vi cortex, cortex. Cortex. Neocortex. Cerebrum. Pallium.
Den viktigste delen av hele hjernen kan ikke bestemme seg for et navn. Og det er derfor:
Cortex er ansvarlig for omtrent alt - den behandler det du ser, hører og føler, sammen med språk, bevegelse, tenkning, planlegging og personlighet.
Den er delt inn i fire deler:
Det er ikke veldig hyggelig å beskrive hva hver av dem gjør, for hver av dem gjør mye. Men for å forenkle:
Frontlappen styrer din personlighet, sammen med det vi anser som "å tenke" - hensyn, planlegging, engasjement. Spesielt koker kjelen mest foran frontallappen, i prefrontal cortex. Den prefrontale cortex er en annen karakter i de indre kampene i livet ditt. Rasjonalisten i deg får deg til å jobbe. En indre stemme prøver å overbevise deg om å slutte å bekymre deg for hva andre synes om deg og bare være deg selv. En høyere makt som vil at du skal slutte å svette.
I dette tilfellet er frontalappen ansvarlig for kroppens bevegelse. Den øvre banen på frontallappen er din primære motoriske cortex.
Blant andre funksjoner styrer parietallappen din berøringssansen, spesielt i den primære somatosensoriske cortexen, en stripe ved siden av den primære motoriske cortexen.
Den motoriske og somatosensoriske cortexen ligger ved siden av hverandre og er godt studert. Nevrologer vet nøyaktig hvilken del av hvert bånd som kobles til hver del av kroppen din. Som bringer oss til det skummeste diagrammet i denne artikkelen: homunculus.
Homunculus, opprettet av nevrokirurg Wilder Penfield, viser visuelt et kart over motorisk og somatosensorisk cortex. Jo større en kroppsdel er avbildet på et diagram, jo mer er cortex viet til dens bevegelse eller berøring. Noen interessante fakta om dette emnet:
For det første er det utrolig at mer hjerne er viet bevegelsen og følelsen av ansiktet og hendene enn resten av kroppen din, i stedet for å bli tatt. Det er imidlertid fornuftig: du må ha et utrolig detaljert ansiktsuttrykk, og hendene dine må være veldig kvikk, mens resten av delene - skuldre, knær, rygg - kan være mye røffere. Det er ikke for ingenting folk spiller piano med fingrene, ikke føttene.
For det andre er det bemerkelsesverdig hvor like disse to skorpene er til det de er assosiert med.
Til slutt kom jeg over denne dritten, og nå lever jeg med den - så du også. 3D homunculus mann.
La oss gå videre.
Temporal lobe (temporal) er der hukommelsen din lever, og fordi den ligger ved siden av ørene, hekker også lydbarken i den.
Til slutt, på baksiden av hodet, er det occipital lobe, som nesten er helt viet til syn.
I lang tid trodde jeg at disse store flikene var hele biter av hjernen - for eksempel segmenter av en generell tredimensjonal struktur. Men i virkeligheten er hjernebarken bare de ytre to millimeterene av hjernen, og kjøttet under er bare ledninger.
Hvis du fjerner hjernebarken fra hjernen, kan du spre et 2 mm firkantet hjerneark med et område på 48 x 48 centimeter. Middags serviett.
Dette servietten er der det meste av handlingen foregår i hjernen din, og det er derfor du kan tenke, bevege deg, føle, se, høre, huske, snakke og forstå språk. Nydelig serviett, hva man måtte si.
Og husk at du er en gelékule? Når du prøver å bli bevisst på deg selv, skjer det hele i hjernebarken. Det vil si at du ikke er en gelékule, du er en serviett.
Brettens magi når det gjelder å øke serviettens størrelse, er tydelig når vi plasserer resten av hjernen på toppen av vår skrelte cortex.
Så selv om den ikke er perfekt, har moderne vitenskap fått en viss forståelse av det store bildet når det gjelder hjernen. I prinsippet forstår vi det mindre bildet ganske godt. La oss sjekke?
Hjernen lukkes
Så mens vi for lenge siden fant ut at hjernen ble lageret for vår intelligens, har først vitenskapen funnet ut hva hjernen egentlig er laget av. Forskere visste at kroppen hans var laget av celler, men på slutten av 1800-tallet fant den italienske fysikeren Camillo Golgi ut hvordan man kunne bruke farging for å se hvordan hjerneceller faktisk ser ut. Resultatet var overraskende:
Det så ikke ut som celler. Golgi åpnet en nevron.
Forskere innså raskt at nevronen er den grunnleggende enheten i det enorme kommunikasjonsnettverket som utgjør hjernen og nervesystemet til nesten alle dyr.
Men det var først på 1950-tallet at forskere fant ut hvordan nevroner kommuniserer med hverandre.
Aksonen, den lange grenen av et nevron som bærer informasjon, har en mikroskopisk diameter - for liten til å studere. Men på 1930-tallet fant den engelske zoologen J. Z. Jung ut at blekksprut kunne snu hjernen vår fordi blekksprut har utrolig store aksoner i kroppen og kan eksperimenteres med. Tiår senere, ved hjelp av en stor blekksprutaxon, fant forskerne Alan Hodgkin og Andrew Huxley definitivt ut hvordan nevroner formidler informasjon: handlingspotensial. Slik fungerer det.
Først og fremst er det mange forskjellige typer neuroner:
For enkelhets skyld vil vi diskutere et enkelt, vanlig nevron - en pyramidecelle, lik den som finnes i motorbarken. For å lage et diagram av et nevron, la oss starte med en fyr:
Og hvis vi gir ham noen ekstra ben, litt hår, tar vi hendene av ham og strekker ham ut - det er nevronet.
La oss legge til flere nevroner.
I stedet for å gå inn i en fullstendig detaljert forklaring på hvordan handlingspotensialer fungerer - og trekke på mye unødvendig og uinteressant teknisk informasjon som du allerede har kommet over i biologitimer i klasse 9 - la oss hoppe rett til hovedideene som vil hjelpe oss.
Stammen til kroppen til mannen vår - neuronets akson - har et negativt "hvilepotensial", det vil si at når han er i ro, er den elektriske ladningen litt negativ. Flere mennesker sparker hele tiden håret til fyren vår, neuronens dendritter, enten han liker det eller ikke. Bena deres dumper kjemikalier på håret hans - nevrotransmittere - som beveger seg gjennom hodet hans (cellekroppen eller somaen), og avhengig av kjemikaliet øker eller reduserer ladningen i kroppen. Dette er ikke veldig hyggelig for nevronet vårt, men det er tålelig - og ingenting annet skjer.
Men hvis nok kjemikalier berører håret hans for å heve ladningen, "terskelpotensialet" til nevronet, vil dette utløse et handlingspotensial og fyren vår vil bli sjokkert.
Dette er en dobbel situasjon - enten skjer det ingenting med fyren vår, eller så er han fullstendig elektrostøttet. Det kan ikke være litt energisk eller for energisk - enten det er under det eller ikke, og alltid til en viss grad.
Når dette skjer, går en puls av elektrisitet (i form av en kort reversering av kroppens normale ladning fra negativ til positiv, og deretter raskt tilbake til normal negativ) gjennom kroppen (axon) inn i bena - terminalene til neuron axon - som selv berører andres hår kontaktpunkter kalles synapser). Når handlingspotensialet når beina hans, får han dem til å frigjøre kjemikalier i håret til menneskene de berører, noe som enten gjør eller ikke får disse menneskene til å bli elektrostøttet, som han selv.
Slik reiser informasjon normalt gjennom nervesystemet - kjemisk informasjon som sendes i det lille gapet mellom nevroner, utløser overføring av elektrisk informasjon gjennom nevronet - men noen ganger, når kroppen trenger å flytte et signal raskere, kan nevronneuronale forbindelser være elektriske alene.
Handlingspotensialene beveger seg fra 1 til 100 meter per sekund. En del av årsaken til denne store variasjonen er at en annen type nervesystemcelle, Schwann-cellen, fungerer som en pleiende bestemor og hele tiden pakker inn visse typer aksoner i lag med fettete tepper som kalles myelinskeder. Mer eller mindre slik:
Bortsett fra beskyttelse og isolasjon, er myelinskjeden en viktig faktor i kommunikasjonshastigheten - handlingspotensialer beveger seg mye raskere gjennom aksoner når de dekkes med myelinhylser.
Et godt eksempel på forskjellen i hastighet skapt av myelin: vet du hvordan det føles når du støter på fingeren, kroppen din gir deg ett sekund til å tenke på hva du nettopp gjorde og hvordan du har det før smertene treffer? Du føler samtidig effekten av lillefingeren på noe hardt og den skarpe delen av smerten, fordi den skarpe informasjonen om smerten blir sendt til hjernen gjennom myeliniserte axoner. Det tar et sekund eller to før den kjedelige smerten dukker opp, fordi den sendes gjennom de umyeliniserte "C-fibrene" - med en hastighet på en meter per sekund.
Nevrale nettverk
Nevroner er noe som ligner datamaskintransistorer - de overfører også informasjon på det binære språket til nuller og ener (0s og 1s), uten å utløse og med å utløse et handlingspotensial. Men i motsetning til datatransistorer, endres hjernens nevroner stadig.
Husker du når du lærer noe nytt, og du er flink til det, og neste dag prøver du igjen, men ingen dritt? Faktum er at konsentrasjonen av kjemikalier i signalene mellom nevroner i går hjalp deg med å lære. Gjentakelsen førte til at kjemikaliene endret seg, du ble bedre, men neste dag ble kjemikaliene normale, så forbedringene ble kansellert.
Men hvis du fortsetter å øve, vil du til slutt bli god på noe, og det vil være lenge. Du forteller slags til hjernen "Jeg trenger det mer enn en gang," og hjernens nevrale nettverk reagerer ved å gjøre strukturelle endringer i samsvar med dette. Nevroner endrer form og plassering og styrker eller svekker forskjellige forbindelser på en slik måte at de lager et nettverk av veier til ferdigheter, til evnen til å gjøre noe.
Nevronenes evne til å endre seg kjemisk, strukturelt og til og med funksjonelt gjør at hjernens nevrale nettverk kan optimalisere seg selv for omverdenen - et fenomen som kalles hjernens plastisitet. Babyens hjerne er den mest fleksible. Når et barn blir født, har hjernen hans ingen anelse om hvilket liv de skal forberede seg på: for livet til en middelaldersk kriger som må mestre fekting, en musiker fra det 17. århundre som må utvikle et nøyaktig muskelhukommelse for å spille cembalo, eller en moderne intellektuell som må beholde og jobbe med en enorm mengde informasjon. Men babyens hjerne er klar til å forandre seg for ethvert liv som venter på ham.
Babyer er stjerner av nevroplastisitet, men nevroplastisitet vedvarer gjennom våre liv, slik at folk kan vokse, forandre seg og lære nye ting. Og det er derfor vi kan danne nye vaner og bryte gamle - vanene dine speiler eksisterende mønstre i hjernen din. Hvis du vil endre vanene dine, må du utøve mye viljestyrke for å omskrive hjernens nevrale baner, men hvis du prøver, vil hjernen endelig forstå og endre alle disse banene, hvoretter den nye oppførselen ikke lenger vil kreve viljestyrke. Hjernen din vil fysisk gjøre endringen til en ny vane.
Totalt er det omtrent 100 milliarder nevroner i hjernen, som utgjør dette utrolig enorme nettverket - som antall stjerner i Melkeveien. Omtrent 15-20 milliarder av disse nevronene finnes i hjernebarken, resten i andre deler av hjernen din. Overraskende nok har til og med lillehjernen tre ganger så mange nevroner som hjernebarken.
La oss zoome ut og se på et annet tverrsnitt av hjernen. Denne gangen vil vi kutte ikke på langs, men på tvers.
Hjernematerien kan deles inn i såkalt grå materie og hvit materie. Grå materie ser faktisk mørkere ut og består av cellelegemene (soms) av hjernneuroner og deres kimdendritter og axoner - sammen med annet materiale. Hvit materie består hovedsakelig av elektrisk ledende aksoner som fører informasjon fra somaen til andre somas eller til en destinasjon i kroppen. Den hvite substansen er hvit fordi disse axonene vanligvis er pakket inn i myelinskeden, som er et hvitt fettvev.
Det er to hovedområder av grå materie i hjernen: den indre klyngen av det limbiske systemet og deler av hjernestammen som vi snakket om ovenfor, og et tykt lag av cortex dekket med et 2 mm lag av cortex på utsiden. Den store delen av hvit substans i mellom består hovedsakelig av aksonene til kortikale nevroner. Cortex er et stort kommandosenter, og mange av dets ordrer stammer fra aksonmassen i sammensetningen.
Den kuleste illustrasjonen av dette konseptet er en samling kunstneriske representasjoner av Dr. Greg Dunn og Brian Edwards. Se den tydelige forskjellen mellom strukturen til det ytre laget av gråskorpen og den hvite substansen under den.
Disse kortikale aksonene kan overføre informasjon til en annen del av hjernebarken, til den nedre delen av hjernen eller gjennom ryggmargen - nervesystemets motorvei - og til resten av kroppen.
La oss ta en titt på hele nervesystemet.
Nervesystemet er delt inn i to deler: sentralnervesystemet - hjernen og ryggmargen - og det perifere nervesystemet - består av nevroner som stråler fra ryggmargen til resten av kroppen.
De fleste typer nevroner er interneuroner som kommuniserer med andre nevroner. Når du tenker, er det en haug med interneuroner i hodet ditt som snakker med hverandre. Interneuroner finnes hovedsakelig i hjernen.
De to andre typene nevroner er sensoriske nevroner og motoriske nevroner - disse beveger seg nedover ryggmargen og utgjør det perifere nervesystemet. Disse nevronene kan være en meter lange. Her er en typisk struktur for hver type:
Husker vi de to stripene våre?
Disse stripene finnes der det perifere nervesystemet er født. Aksonene til sensoriske nevroner beveger seg ned fra den somatosensoriske hjernebarken, gjennom den hvite substansen i hjernen, inn i ryggmargen (som rett og slett er en massiv pakke med aksoner). Fra ryggmargen går de til alle kroppsdeler. Hver del av huden din er foret med nerver som har sin opprinnelse i den somatosensoriske hjernebarken. En nerve er forresten en serie bunter av axoner bundet sammen til en liten ledning. Her er et tverrsnitt av nerven:
Nerven er alt i den lilla sirkelen, og de fire store sirkler inni er bunter av aksoner.
Hvis en flue lander på hånden din, skjer følgende:
Flua berører huden din og stimulerer en bunke sanse nerver. Axon-terminalene i nervene begynner å jobbe med potensial, og overfører dette signalet til hjernen din for å signalisere flua. Signaler går til ryggmargen og somas i den somatosensoriske cortex. Den somatosensoriske cortex signaliserer deretter motor cortex for å dovne skulderen for å børste bort flua. Visse somas i motorisk cortex, som er koblet til armmusklene, initierer potensialer, sender signaler tilbake til ryggmargen og derfra til armmusklene. Axonterminalene på enden av nevronene stimulerer musklene i armen, som rister den for å jage flua bort. Fluens nervesystem går gjennom syklusen, og den flyr vekk.
Så ser amygdala seg rundt og innser at et insekt sitter på deg, forteller motorbarken å ryke av fiendtlighet, og hvis det er en edderkopp i stedet for en flue, beordrer den også stemmebåndene dine ufrivillig å skrike og ødelegge omdømmet ditt.
Så vi forstår hvordan hjernen fungerer? Hvorfor da, hvis professoren stilte dette spørsmålet - hvor mange mil har vi gått hvis denne milen er alt vi trenger å vite om hjernen - svaret er tre inches?
Og hemmeligheten er dette.
Vi vet hvordan en enkelt datamaskin sender e-post og forstår fullt ut alle begreper på Internett, for eksempel hvor mange som er der, hvilke nettsteder som er de største, hvilke trender som er ledende. Men alt dette i sentrum - de interne prosessene på Internett - de er litt forvirrende.
Økonomer kan fortelle deg alt om hvordan den enkelte forbruker opererer, de grunnleggende begrepene makroøkonomi og de overordnede kreftene som spilles - men de kan aldri fortelle deg nøyaktig hvordan økonomien fungerer til nærmeste sekund, eller hva som vil skje med den om en måned eller et år.
Hjernen er noe lik. Vi har et lite bilde - vi vet alt om hvordan nerveceller aktiveres. Og vi har et stort bilde - vi vet hvor mange nevroner som er i hjernen, hva som er de største lappene og strukturene, hvordan de kontrollerer kroppen, og hvor mye energi systemet bruker. Men et sted midt imellom - hva hver del av hjernen gjør - er vi helt fortapt.
Vi forstår bare ikke.
Det som virkelig viser oss hvor forvirret vi er, er måten nevrologer snakker om de delene av hjernen vi forstår best. Som den visuelle hjernebarken. Vi forstår den visuelle cortexen fordi den er enkel å kartlegge.
Forsker Paul Merolla beskrev det for meg slik:
Så langt bra. Men han fortsetter:
Og motorbarken, et annet av de mest velstuderte områdene i hjernen, viser seg å være enda mer kompleks enn den visuelle hjernebarken ved nærmere undersøkelse. Fordi, selv om vi vet hvilke generelle områder av motorisk cortex-kart som tilsvarer visse områder av kroppen, er individuelle nevroner i disse områdene av motor cortex ikke topografisk justert, og detaljene i deres felles arbeid for å skape kroppsbevegelse er helt uklare.
Nevroplastisiteten som gjør hjernen vår så nyttig, gjør dem også utrolig vanskelige å forstå, fordi måten hjernen vår fungerer på, er hvordan hjernen former seg selv som svar på spesifikke miljøer og opplevelser. Dette er ikke et sjelløst kjøttstykke eller noe som du, jeg, tante Masha, onkel Petit og Bill Gates vil ha det samme i det minste - dypt inne i hjernen til hver person er unik i ordets høyeste betydning.
Del en: The Human Colossus
Del to: Hjernen
Del tre: Flying Over the Nest of Neurons
Del fire: nevrodatamaskingrensesnitt
Del fem: Neuaralink-problemet
Del seks: Age of Wizards 1
Del seks: Age of Wizards 2
Del sju: Den store fusjonen
