Hjärnan — ”mycket mer än en dator”

ETT annat fantastiskt organ är människans hjärna. Tillsammans med övriga delar av nervsystemet liknas den ofta vid människogjorda datorer. Datorer är naturligtvis konstruerade av människor och fungerar i enlighet med de instruktioner som de matas med av mänskliga programmerare. Ändå finns det många människor som tror att det inte behövdes någon intelligens för att konstruera och programmera den mänskliga hjärnan.

Även om informationsbehandlingen i en dator sker oerhört snabbt, kan den bara behandla en sak i taget, medan människans nervsystem kan behandla miljontals upplysningar samtidigt. Under en vårpromenad kan du till exempel njuta av det vackra landskapet, lyssna till fåglarnas sång och känna doften av blommor. Alla dessa angenäma sinnesintryck vidarebefordras till din hjärna på en och samma gång. Samtidigt strömmar mängder av upplysningar till från sinnescellerna i olika kroppsdelar som informerar din hjärna om benens inbördes läge i varje givet ögonblick och spänningen i varje muskel. Eventuella hinder i din väg registreras automatiskt av dina ögon. Med ledning av alla dessa upplysningar ser din hjärna till att din gång blir lugn och säker.

Under tiden kontrollerar de undre delarna av din hjärna hjärtverksamheten, andningen och andra vitala kroppsfunktioner. Men hjärnan klarar av mycket mer. Samtidigt som du går kan du sjunga, tala, jämföra det du ser med tidigare upplevelser eller planera för framtiden.

”Hjärnan är mycket mer än en dator”, konstaterar The Body Book. ”Ingen dator får någonsin för sig att den är uttråkad eller att den slösar bort sina talanger och bör slå in på en ny levnadsbana. Datorn kan inte förändra sitt eget program i någon större utsträckning; innan den börjar på något nytt måste en person med en hjärna programmera om den. ... En dator kan inte koppla av eller dagdrömma eller skratta. Den kan inte bli inspirerad eller kreativ. Den kan inte väckas till medvetenhet eller insikt. Den kan inte bli förälskad.”

Den mest fantastiska av alla hjärnor

Vissa djur, till exempel elefanter och en del stora havsdjur, har större hjärna än människan, men i förhållande till kroppsstorleken är människans hjärna störst av alla. Richard Thompson förklarar i sin bok The Brain: ”Gorillan är större än människan fysiskt sett, men dess hjärna är ändå bara en fjärdedel av människans.”

Antalet kopplingar mellan olika neuroner (nervceller) i människohjärnan är astronomiskt. Orsaken till detta är att neuronerna har så många förbindelser sinsemellan; en enda neuron kan ha över hundra tusen förbindelser med andra nervceller. ”Antalet möjliga förbindelser i den moderna människans hjärna är så gott som obegränsat”, förklarar Anthony Smith i sin bok The Mind. Det är större ”än det sammanlagda antalet atomer i det kända universum”, säger neurofysiologen Richard Thompson.

Men det finns något som är ännu mer fantastiskt — det sätt varpå detta gigantiska nätverk av neuroner är hopkopplat. Det är detta kopplingsmönster som gör att människan kan tänka, tala, lyssna, läsa och skriva. Och detta kan ske på två eller flera språk. ”Språket är den viktigaste skillnaden mellan människan och djuren”, hävdar Karl Sabbagh i sin bok The Living Body. Djurens kommunicerande är jämförelsevis enkelt. Människans överlägsna språk ”är inte bara en förbättrad variant av andra djurs läten — det är den grundläggande förmåga som gör människan till människa och återspeglas i betydande skillnader i fråga om hjärnans struktur”, erkänner evolutionisten Sabbagh.

Hjärnans fantastiska konstruktion har motiverat många människor att utnyttja dess slumrande möjligheter genom att utveckla sin skicklighet i något hantverk, lära sig att spela ett musikinstrument, lära sig behärska ett nytt språk eller utveckla någon annan talang som bidrar till glädjen i livet. ”När man lär sig en ny färdighet”, skriver doktorerna R. och B. Bruun i sin bok The Human Body, ”tränar man upp neuronerna att göra nya kopplingar. ... Ju mer man använder sin hjärna, desto bättre kommer den att fungera.”

Vem har konstruerat hjärnan?

Kan sådana ytterst komplicerade och välordnade ting som handen, ögat och hjärnan ha kommit till av en slump? Om människan tillskrivs äran av att ha uppfunnit verktyg, datorer och fotografisk film, bör då inte någon få äran av att ha konstruerat sådana långt mångsidigare redskap som handen, ögat och hjärnan? ”O, Jehova”, sade psalmisten, ”jag skall lova dig, ty på ett sätt som inger fruktan är jag underbart danad. Dina verk är underbara, såsom min själ mycket väl vet.” — Psalm 139:1, 14, NW.

Många förunderliga funktioner äger rum i människans kropp utan att vi behöver ägna dem en tanke. Kommande nummer av denna tidskrift kommer att redogöra för några av dessa förunderliga mekanismer. Något som också kommer att behandlas är om sjukdom, åldrande och död någonsin skall kunna övervinnas så att vi kan njuta av livet för evigt!

[Ruta på sidan 10]

Dina fantastiska neuroner

EN NEURON är en nervcell med alla dess funktioner. Ditt nervsystem består av sammanlagt omkring 500 miljarder neuroner av många olika slag. En del av dessa är sinnesceller som skickar upplysningar till hjärnan från kroppens olika delar. Neuronerna i hjärnans övre delar fungerar ungefär som en videobandspelare. De kan lagra upplysningar från dina ögon och öron. Åratal senare kan du ”spela upp” dessa ljud och synintryck tillsammans med tankar och andra sinnesförnimmelser som ingen människogjord apparat kan återge.

Människans minne är fortfarande ett mysterium. Det har att göra med det sätt varpå neuronerna är förbundna med varandra. ”Den genomsnittliga hjärncellen”, förklarar Karl Sabbagh i sin bok The Living Body, ”har förbindelser med omkring 60.000 andra; ja, vissa celler har förbindelser med ända till en kvarts miljon andra celler. ... Människohjärnan skulle kunna lagra åtminstone 1.000 gånger så många upplysningar i nervcellernas ledningsnät som de som ryms i det största uppslagsverk — på låt oss säga 20 eller 30 stora volymer.”

Men hur förmedlar då neuronerna upplysningar till varandra? Djur med enkla nervsystem har många nervceller som är sammanfogade med varandra. I sådana fall passerar en elektrisk impuls förbindelsen mellan neuronerna. Denna förbindelse kallas en elektrisk synaps. Passagen sker snabbt och enkelt.

Men hur egendomligt det än kan verka sker denna överföring hos människan i regel via en kemisk synaps. Denna långsammare och mer komplicerade metod kan illustreras med ett tåg som kommer fram till en flod utan bro och måste färjas över till andra sidan. När en elektrisk impuls når en kemisk synaps måste den stanna, eftersom ett gap skiljer de två neuronerna åt. Här ”färjas” signalen över till nästa neuron med hjälp av kemiska ämnen som kallas transmittorsubstanser. Varför denna komplicerade elektro-kemiska överföringsmetod?

Forskare anser att den kemiska synapsen har många fördelar. Den garanterar att överföringen bara sker i en riktning. Den anses också vara anpassbar, eftersom dess funktion eller struktur lätt kan förändras. Signalerna kan också modifieras. Genom fortsatt bruk stärks vissa kemiska synapser, medan andra försvinner därför att de inte används. ”Inlärning och minnesförmåga skulle inte kunna utvecklas i ett nervsystem som endast hade elektriska synapser”, förklarar Richard Thompson i sin bok The Brain.

Den vetenskaplige skribenten Anthony Smith förklarar i sin bok The Mind: ”Neuronerna har inte bara lägena ’på’ och ’av’ ... ; de måste kunna vidarebefordra mycket mer detaljerade upplysningar än ja eller nej. De är inte bara som hammare som, mer eller mindre ofta, slår i nästa spik i ordningen. De är, för att fullfölja denna bild, som en hel verktygslåda, med skruvmejslar, plattänger, hovtänger, träklubbor — och hammare. ... Varje nervimpuls förändras utmed vägen, och detta sker bara vid synapserna.”

Den kemiska synapsen har ytterligare en fördel. Den kräver mindre utrymme än den elektriska synapsen, vilket förklarar varför människohjärnan har så många synapser. Tidskriften Science anger antalet till 100.000.000.000.000 — vilket motsvarar antalet stjärnor i hundratals galaxer av Vintergatans storlek. ”Vi är vad vi är”, tillägger neurofysiologen Richard Thompson, ”därför att våra hjärnor i första hand är kemiska apparater och inte elektriska.”

[Ruta på sidan 12]

Varför din hjärna behöver så mycket blod

INNAN du dyker på huvudet i en simbassäng, kanske du doppar tårna i vattnet. Om vattnet är kallt, reagerar de små köldreceptorerna i din hud ögonblickligen. På mindre än en sekund har din hjärna registrerat temperaturen. Signaler från smärtreceptorer kan överföras ännu snabbare. Vissa nervimpulser når en hastighet av 360 kilometer i timmen — det kan jämföras med att springa hela långsidan av en fotbollsplan på en sekund.

Hur kan då hjärnan avgöra ett sinnesintrycks intensitet? Ett sätt är genom impulsernas frekvens, som kan vara så hög som ett tusen per sekund eller ännu mer. Den intensiva aktivitet som äger rum bland neuronerna i hjärnan är möjlig endast tack vare det arbete som utförs av cellernas ”pumpar” och ”kraftstationer”.

Varje gång en neuron skickar i väg en signal strömmar elektriskt laddade natriumatomer in i cellen. Om dessa s. k. joner skulle få ackumuleras i cellen, skulle neuronen gradvis förlora sin förmåga att avge signaler. Hur löser hjärnan detta problem? ”Varje neuron”, förklarar naturvetenskapsskribenten Anthony Smith i sin bok The Mind, ”innehåller omkring en miljon pumpar — små utbuktningar på cellmembranen — och varje pump kan byta ut omkring 200 natriumjoner mot 130 kaliumjoner varje sekund.” Dessa pumpar arbetar även när neuronerna befinner sig i vila. Varför? För att neutralisera verkningarna av de natriumjoner som läcker in i cellen och de kaliumjoner som läcker ut.

Dessa pumpars verksamhet kräver ständig tillgång på energi. Denna energi kommer från små mitokondrier eller ”kraftstationer” som finns utspridda i cellen. För att kunna producera energi behöver dessa ”kraftstationer” syre och glukos som tillhandahålls genom blodet. Det är därför inte så underligt att din hjärna behöver så mycket blod. ”Trots att den svarar för endast 2 procent av hela kroppsvikten”, förklarar Richard Thompson i sin bok The Brain, får den ”ta emot 16 procent av blodmängden. ... Hjärnans vävnader får ta emot 10 gånger så mycket blod som muskelvävnad.”

Nästa gång du doppar tårna i simbassängen för att pröva temperaturen, tänk då med tacksamhet på de biljontals pumpar och kraftstationer som finns i din hjärna. Tänk också på att all denna verksamhet är möjlig endast tack vare det syre och den glukos som transporteras till hjärnan med hjälp av blodet.

[Bild på sidan 9]

Människans hjärna kan behandla miljontals upplysningar samtidigt. När du rör dig, skickar sinnescellerna i kroppens olika delar signaler till din hjärna som upplyser den om benens inbördes läge och spänningen i varje muskel

[Bild på sidan 11]

Hjärnan är långt mer komplicerad och mångsidig än en dator