Hjernen — „langt mere end en datamat“

OGSÅ den menneskelige hjerne er et forunderligt organ. Hjernen og det øvrige nervesystem er ofte blevet sammenlignet med en datamat — der naturligvis er konstrueret af mennesker og trin for trin må udføre et sæt ordrer der er fastlagt af en programmør. Til trods herfor vil mange ikke anerkende at der står en intelligens bag alle „kredsløbene“ i og „programmeringen“ af den menneskelige hjerne.

Selv om datamater arbejder meget hurtigt behandler de kun én information ad gangen, hvorimod det menneskelige nervesystem bearbejder millioner af informationer på samme tid. Når man for eksempel en forårsdag spadserer en tur, kan man både nyde det smukke sceneri, lytte til fuglenes sang og fornemme blomsternes duft. Alle disse behagelige sanseindtryk overføres samtidigt til hjernen. Desuden går der fra nerveenderne i et menneskes lemmer en uafbrudt strøm af informationer op til hjernen om benenes stilling og musklernes tilstand, og gennem øjnene opfatter man forhindringer på vejen. På grundlag af disse oplysninger styrer hjernen hvert eneste skridt man tager.

Imens styrer de dybere dele af hjernen åndedrættet, hjerteslagene og andre vitale funktioner. Hjernen kan dog også klare meget andet. For eksempel kan man, mens man går, føre en samtale, synge, sammenligne det man ser, med noget man tidligere har set, eller lægge planer for fremtiden.

„Hjernen er langt mere end en datamat,“ fastslår The Body Book. „Ingen datamat kan tage stilling til om den keder sig eller spilder sine evner og burde skifte livsform. Den kan ikke ændre sit program væsentligt — og før den kan arbejde i en anden retning må en person med en hjerne programmere den til det. . . . En datamat kan ikke slappe af, dagdrømme eller le. Den kan ikke føle sig inspireret eller være kreativ. Den har ingen bevidsthed, er ikke i stand til at opfatte en mening med tingene og kan heller ikke forelske sig.“

Den mest fantastiske af alle hjerner

Visse dyr, som elefanten og nogle af de store skabninger i havene, har større hjerner end mennesket, men menneskets hjerne er den største i forhold til legemsstørrelsen. „Gorillaen er fysisk større end mennesket,“ forklarer Richard Thompson i sin bog The Brain, „men dens hjerne fylder kun en fjerdedel af vores.“

Antallet af forbindelsesmuligheder mellem neuronerne (nervecellerne) i den menneskelige hjerne er astronomisk. Et neuron kan danne forbindelse med 100.000 andre. „Antallet af mulige forbindelser i nutidsmenneskets hjerne er praktisk talt uendeligt,“ udtaler Anthony Smith i sin bog The Mind. Det er større end „det samlede antal atomer i hele det kendte univers,“ tilføjer neurologen Richard Thompson.

Men noget der er endnu mere bemærkelsesværdigt er måden hvorpå dette enorme netværk af neuroner er forbundet, så vi er i stand til at tænke, tale, lytte, læse og skrive — endda på flere sprog. „Sprogevnen danner på afgørende vis skel mellem mennesket og dyrene,“ siger evolutionisten Karl Sabbagh i sin bog The Living Body. I forhold til mennesket er dyrenes måde at kommunikere på uhyre simpel. Forskellen „består ikke kun i småforbedringer af visse dyrs evne til at frembringe lyde,“ indrømmer Karl Sabbagh, „det drejer sig om den grundlæggende egenskab der gør mennesket til det det er, og den afspejler sig i større forskelle i hjernens konstruktion.“

Mange mennesker har søgt at udnytte hjernens enestående opbygning ved at dygtiggøre sig i et håndværk, lære at spille på et musikinstrument, lære et andet sprog eller ved at udvikle andre evner der kan forøge glæden ved livet. „Når man tilegner sig en ny færdighed,“ skriver lægerne R. og B. Bruun i deres bog The Human Body, „lærer man sine neuroner at finde nye kombinationsmuligheder. . . . Jo mere man bruger sin hjerne, jo mere effektiv vil den blive.“

Dannet af hvem?

Kan noget der er så kompliceret og velordnet som hånden, øjet eller hjernen opstå ved en tilfældighed? Hvis mennesker får æren for at have opfundet forskellige redskaber, datamater og fotografisk film, må der også være en der fortjener æren for at have frembragt hånden, øjet og hjernen, der er langt mere alsidige. „Jehova,“ sagde salmisten, „jeg vil prise dig fordi jeg er dannet så underfuldt at det indgyder frygt. Underfulde er dine værker, ja, det ved min sjæl til fulde.“ — Salme 139:1, 14.

Menneskelegemet udfører på forunderlig vis mange opgaver uden at vi tænker over det. I kommende numre af dette blad vil vi se nærmere på nogle af de forbløffende mekanismer. Vi vil endvidere se på om aldringsprocessen, tillige med sygdom og død, vil kunne afskaffes, så vi kan glæde os over livet for evigt.

[Ramme på side 10]

De forunderlige neuroner

ET NEURON er en nervecelle. Dit nervesystem indeholder godt 500 milliarder neuroner af mange forskellige typer. Nogle af dem er udformet som sanselegemer der sender informationer fra forskellige dele af kroppen til hjernen. Andre neuroner, i de højere dele af hjernen, virker som en slags videooptagere der vedvarende kan oplagre informationer fra øjne og ører. Flere år senere kan du „afspille“ disse billed- og lydindtryk sammen med tanker og andre sanseindtryk som ingen menneskeskabt maskine kan gemme.

Menneskets hukommelse er stadig en gåde. Den har noget at gøre med den måde hvorpå neuronerne forbinder sig med hinanden. Karl Sabbagh forklarer i sin bog The Living Body: „En hjernecelle har gennemsnitlig forbindelse med omkring 60.000 andre; nogle celler har endda kontakt med op mod en kvart million andre. . . . Menneskets hjerne vil i banerne mellem dens nerveceller kunne rumme mindst 1000 gange så mange informationer som der findes i de største leksika på 20 til 30 store bind.“

Men hvordan sender ét neuron informationer videre til et andet? Også hos skabninger med mere enkle nervesystemer er der mange forbindelser mellem nervecellerne. Her overføres de enkelte informationer ved at en elektrisk impuls springer fra det ene neuron til det næste. Overgangen foregår hurtigt og enkelt via en såkaldt elektrisk synaps.

Det er derfor påfaldende at de fleste af menneskets neuroner overfører informationer via såkaldte kemiske synapser. Denne langsommere og mere indviklede overførsel kan sammenlignes med at et tog kommer til en flod og må sejles over fordi der ikke er nogen bro. Når en elektrisk impuls kommer til en kemisk synaps standses den på grund af det spring der er mellem neuronerne. Her bliver signalet så „sejlet“ over ved hjælp af nogle kemiske stoffer. Men hvorfor overføres nerveimpulser mellem neuronerne på en så kompliceret måde?

Forskerne har fundet mange fordele ved den kemiske synaps. Den sikrer at informationerne kun bevæger sig én vej. Den beskrives også som smidig, for dens funktion eller struktur kan let ændres, hvorved informationen i signalet kan modificeres. Gennem brugen forstærkes nogle kemiske synapser mens andre forsvinder fordi de ikke bliver brugt. „Indlæring og hukommelse ville ikke kunne forekomme i et nervesystem der kun havde elektriske synapser,“ understreger Richard Thompson i sin bog The Brain.

Som skribenten Anthony Smith forklarer i sin bog The Mind: „Det forholder sig ikke sådan at neuronerne bare sender en impuls af sted eller lader være . . . de må kunne afgive en langt mere detaljeret information end ja eller nej. De er ikke blot som hamre der rammer det næste søm med større eller mindre hyppighed. De kan snarere, for at blive i billedet, sammenlignes med en tømrers værktøjskasse der indeholder forskellige skruetrækkere, tænger og hammere. . . . Enhver nerveimpuls bearbejdes undervejs, og det sker netop ved synapserne.“

Den kemiske synaps har endnu en fordel. Den fylder mindre end den elektriske synaps, hvilket forklarer hvorfor menneskehjernen kan rumme så mange synapser. Tidsskriftet Science anslår at der er omkring 100.000.000.000.000 — svarende til antallet af stjerner i flere hundrede galakser på størrelse med Mælkevejen. „Vi er det vi er,“ tilføjer neurologen Richard Thompson, „fordi vor hjernefunktion i højere grad er baseret på kemiske end på elektriske processer.“

[Ramme på side 12]

Derfor kræver hjernen så stor blodtilførsel

DU PLEJER sikkert at stikke tæerne i vandet for at bedømme temperaturen inden du springer i. Er vandet koldt fremkalder det øjeblikkelig en reaktion i nogle kuldefølsomme nerver i huden. På mindre end et sekund har hjernen dannet sig et indtryk af hvor koldt vandet er. Smerteimpulser formidles endnu hurtigere — ja, visse nerveimpulser når op på en hastighed af 360 kilometer i timen.

Hvordan opfatter hjernen styrken af et sanseindtryk? Det gør den blandt andet ved at måle hvor mange impulser et givet neuron udsender pr. tidsenhed — nogle sender over tusind impulser i sekundet. Den hektiske aktivitet mellem neuronerne i hjernen er imidlertid kun mulig som følge af nogle „pumpestationer“ og „kraftværker“ i neuronet.

Hver gang et neuron udsender en impuls, strømmer der elektrisk ladede natriumatomer ind i cellen. Hvis disse atomer, eller ioner, af natrium får lov at hobe sig op, vil neuronet gradvis miste sin evne til at udsende impulser. Hvordan løses dette problem? Videnskabsskribenten Anthony Smith forklarer i sin bog The Mind: „Hvert neuron indeholder omkring en million pumpestationer der sidder som små buler på cellemembranen, og som hvert sekund kan udveksle omkring 200 natriumioner med 130 kaliumioner.“ Selv når et neuron er i hvile arbejder pumpestationerne for at modvirke indsivningen af natriumioner og udsivningen af kaliumioner.

Pumpestationernes aktivitet kræver til gengæld konstant energitilførsel. Energien kommer fra mitokondrierne, nogle bittesmå kraftværker som er fordelt rundt omkring i cellen. Til energifremstillingen bruger disse kraftværker ilt og sukkerstof, som de får fra blodet. Det er derfor ikke så mærkeligt at hjernen kræver en stor blodtilførsel. Richard Thompson oplyser i sin bog The Brain: „Hjernen udgør kun omkring to procent af den samlede legemsvægt, men den modtager 16 procent af blodforsyningen, . . . Hjernevæv får tilført 10 gange så meget blod som muskelvæv.“

Næste gang du mærker på vandet, da tænk med taknemmelighed på de billioner af pumpestationer og kraftværker der findes i din hjerne, og på hvad der muliggør al denne aktivitet — blodet, med den ilt og det sukkerstof det transporterer rundt.

[Illustration på side 9]

Hjernen behandler millioner af informationsenheder samtidig. Mens man bevæger sig sender sanseorganerne uafbrudt informationer til hjernen om lemmernes stilling og om hver muskels tilstand

[Illustration på side 11]

Hjernen er langt mere kompliceret og alsidig end en datamat