Hersenen: structuur, functies en bescherming bij mens en dier
Ontdek de structuur, functies en beschermingsmechanismen van de hersenen bij mens en dier — van zenuwcellen en taal tot schedelbescherming en unieke aanpassingen.
Hersenen zijn het centrale orgaan dat bij dieren en mensen denken, waarnemen en het aansturen van lichaamsfuncties mogelijk maakt. Ze verwerken signalen van de zintuigen, maken beslissingen en sturen spieren en organen aan. Bij mensen spelen de hersenen ook een centrale rol bij taalgebruik en bij abstract denken. De werking berust op gespecialiseerde cellen — vaak aangeduid als neuronen of zenuwen — en op ondersteunende gliacellen; deze cellen communiceren via synapsen en chemische boodschappers (neurotransmitters).
Opbouw van de hersenen
De menselijke hersenen bestaan uit verschillende grote delen met elk eigen taken:
- Grote hersenen (cerebrum): verantwoordelijk voor bewuste waarneming, denken, geheugen en taal. De buitenste laag, de hersenschors (cortex), is in lobben te verdelen: frontaal, pariëtaal, temporaal en occipitaal.
- Kleine hersenen (cerebellum): regelt balans, coördinatie en fijne motoriek.
- Hersenstam: verbindt hersenen met het ruggenmerg en regelt basale levensfuncties zoals ademhaling, hartslag en bloeddruk.
- Diepere kernen en limbisch systeem: betrokken bij emoties, motivatie en geheugen (zoals hippocampus en amygdala).
Binnen deze structuren bevinden zich miljarden neuronen die met elkaar verbonden zijn via triljoenen synaptische verbindingen. Gliacellen ondersteunen de neuronen, onderhouden de omgeving en dragen bij aan de bloed-hersenbarrière.
Belangrijke functies
- Waarneming en integratie: de hersenen verwerken binnenkomende informatie van de zintuigen en combineren die tot een samenhangend beeld.
- Beweging en coördinatie: plannen en uitvoeren van vrijwillige bewegingen en automatische houdingsreacties.
- Cognitie en taal: denken, probleemoplossing, plannen, leren en het gebruik van taal (taalgebruik en woordvorming).
- Emotie en motivatie: regulatie van stemming, beloning en sociale gedragingen.
- Autonome functies: onbewuste processen zoals hartslag, ademhaling en temperatuurregeling.
Bescherming van de hersenen
Bij alle dieren zijn de hersenen op verschillende manieren beschermd. Bij mensen en alle gewervelde dieren vormen de botten van de schedel de primaire harde bescherming. Daarnaast zijn er meerdere andere beschermingslagen:
- Meninges — drie membranen (dura mater, arachnoidea en pia mater) die het hersenweefsel omsluiten.
- Hersenvloeistof (cerebrospinale vloeistof) — vangt schokken op en zorgt voor voeding en afvoer van afvalstoffen.
- Bloed-hersenbarrière — een selectieve filterlaag in de bloedvaten die schadelijke stoffen en micro-organismen grotendeels tegenhoudt.
Naast deze natuurlijke beschermingsmechanismen zijn er praktische maatregelen om hersenletsel te voorkomen: dragen van helmen bij sport en verkeer, valpreventie bij ouderen, en het voorkomen van hoge bloeddruk en roken om beroertes te verminderen.
Hersenen bij andere dieren
De opbouw en bescherming van hersenen verschilt sterk tussen dieren. Veel voorbeelden:
- Bij veel ongewervelden, zoals insecten, ligt de hoofdzetel van het zenuwstelsel in ganglia (knooppunten) in plaats van één groot centraal brein.
- Cephalopoden (bijv. octopus) hebben relatief grote, complexe hersenen en laten geavanceerd gedrag en probleemoplossing zien.
- Vogels en zoogdieren hebben bij veel soorten sterk ontwikkelde grote hersenen; sommige vogelgroepen hebben bijzondere aanpassingen voor bescherming — bij bomenklimmende vogels bestaan speciale schokabsorberende structuren.
- Een bekend voorbeeld van een bijzondere beschermingsaanpassing: bij spechten voorkomt een unieke positie en structuur van de tong en omliggende weefsels meestal hersenschudding tijdens het steeds herhaalde hakken van hout — de tong en spieren spreiden de schok en ondersteunen de schedel.
Ontwikkeling en herstel
Hersenen ontwikkelen zich sterk tijdens de prenatale periode en vroege jeugd. Tijdens de ontwikkeling ontstaan veel synaptische verbindingen die later verfijnd en gesnoeid worden. Volwassen hersenen blijven plastisch: ze kunnen nieuwe verbindingen vormen bij leren en na letsel, zij het in beperkte mate. Factoren die herstel en plasticiteit bevorderen zijn voldoende slaap, beweging, goede voeding en mentale stimulatie.
Veelvoorkomende bedreigingen en preventie
- Trauma: hersenschudding en ernstig traumatisch hersenletsel — preventie door veiligheid en bescherming.
- Vasculaire aandoeningen: beroertes door verstopping of bloeding in de hersenen — risicobeperking via bloeddrukcontrole, stoppen met roken en gezond dieet.
- Infecties: meningitis en encefalitis — vaccinatie en snelle medische behandeling helpen risico’s te verlagen.
- Neurodegeneratieve aandoeningen: zoals Alzheimer en Parkinson — onderzoek naar behandeling loopt; gezonde levensstijl verlaagt soms het risico of vertraagt progressie.
De hersenen zijn een complex en kwetsbaar orgaan, maar ook flexibel en veerkrachtig. Basisadviezen om ze te beschermen en gezond te houden: voldoende slaap, regelmatige lichaamsbeweging, gezonde voeding, het vermijden van overmatig alcohol- en drugsgebruik, een veilige omgeving (zoals het dragen van een helm) en het vroeg behandelen van hoge bloeddruk of infecties.
Functionele gebieden van de hersenschors.
Functie
De hersenen doen het denken, leren en voelen voor het lichaam. Voor de mens zijn ze de bron van het bewustzijn. De hersenen regelen ook de autonome basishandelingen van het lichaam, zoals ademhaling, spijsvertering en hartslag, die automatisch plaatsvinden. Deze activiteiten, en nog veel meer, worden geregeld door onbewuste functies van de hersenen en het zenuwstelsel. Alle informatie over de wereld die door onze zintuigen wordt verzameld, wordt via zenuwen naar de hersenen gestuurd, waardoor we dingen kunnen zien, horen, ruiken, proeven en voelen. De hersenen verwerken deze informatie, en wij ervaren die als beelden, geluiden, enzovoort. De hersenen gebruiken ook zenuwen om het lichaam te vertellen wat het moet doen, bijvoorbeeld door de spieren te laten bewegen of ons hart te laten versnellen.
Dit is over het algemeen waar, maar sommige activiteiten worden rechtstreeks door het ruggenmerg veroorzaakt, bijvoorbeeld reflexacties waarbij de hersenen niet betrokken zijn. Bij lagere dieren wordt veel gedaan zonder dat de hersenen erbij betrokken zijn.
Alle gewervelde dieren hebben hersenen en in de loop der tijd zijn hun hersenen complexer geworden. Sommige eenvoudige dieren, zoals sponzen, hebben echter helemaal geen hersenen. Gesegmenteerde ongewervelde dieren hebben ganglia in elk segment, en een ring van zenuwweefsel rond het spijsverteringskanaal aan de voorkant. Dit dient om zintuiglijke gegevens van de voorkant te laten meespelen met de beweging van het lichaam.
Onderdelen
Bij zoogdieren bestaan de hersenen uit drie delen: de kleine hersenen, de kleine hersenen en de hersenstam. Het oppervlak van de kleine hersenen is de hersenschors, die alle gewervelde dieren hebben. Zoogdieren hebben ook een extra laag, de neocortex. Dit is de sleutel tot het gedrag dat typisch is voor zoogdieren, vooral voor de mens.
Hersenschors
De cortex heeft sensorische, motorische en associatiegebieden. De sensorische gebieden zijn de gebieden die informatie van de zintuigen ontvangen en verwerken. De motorische gebieden controleren vrijwillige bewegingen, vooral fijne bewegingen die door de hand worden uitgevoerd. De rechterhelft van het motorische gebied bestuurt de linkerkant van het lichaam, en omgekeerd. Associatiegebieden produceren een betekenisvolle ervaring van de wereld, en ondersteunen abstract denken en taal. Dit stelt ons in staat tot effectieve interactie. De meeste verbindingen zijn van het ene gebied van de cortex naar het andere, in plaats van naar subcorticale gebieden; dit cijfer kan oplopen tot 99%.
Cerebellum
De kleine hersenen coördineren de spieren zodat ze samenwerken. Het is ook het centrum van positie en evenwicht, en van motorische vaardigheden. Het is een van de oudste delen van de hersenen, en zit achteraan onder de hersenschors.
Thalamus
De thalamus verzamelt de input van de meeste zintuigen. Het is de plaats in de hersenen die het "beeld" maakt dat wij hebben van de wereld buiten ons. De thalamus ligt centraal onder de hersenschors.
Hersenstam
De hersenstam bevindt zich aan de achterkant van de hersenen (bij de mens eigenlijk eronder). Hij verbindt de rest van de hersenen met het ruggenmerg. Het heeft veel verschillende delen die verschillende taken in het lichaam regelen: de hersenstam regelt bijvoorbeeld de ademhaling, hartslag, niezen, knipperen met de ogen en slikken. Lichaamstemperatuur en honger worden ook geregeld door delen van de hersenstam.
Maat
Het volume van de menselijke hersenen (in verhouding tot de grootte van het hele lichaam) is zeer groot, vergeleken met dat van de meeste andere dieren. Het menselijk brein heeft ook een zeer groot oppervlak (cortex genoemd) voor zijn grootte, wat mogelijk is omdat het zeer gerimpeld is. Als de menselijke cortex zou worden afgeplat, zou hij bijna een vierkante meter groot zijn. Sommige andere dieren hebben ook zeer gerimpelde hersenen, zoals dolfijnen en olifanten. Hier is een vuistregel: hoe groter een dier is, hoe groter zijn hersenen zijn.p15 Zelfs als we dat in aanmerking nemen, is het menselijk brein, en met name de neocortex, zeer groot. We weten dat het in de laatste miljoenen jaren van de evolutie verviervoudigd is.p79 Er zijn ideeën over waarom dit is gebeurd, maar niemand is er helemaal zeker van. De meeste theorieën suggereren dat complexe sociale activiteiten en de evolutie van taal een groter brein voordelig zouden maken.p80 Ter aanvulling: de hersenen van Einstein wogen slechts 1.230 gram, wat minder is dan de gemiddelde hersenen van een volwassen man (ongeveer 1.400 gram). De gedetailleerde organisatie van een brein is duidelijk van belang, maar op manieren die momenteel niet worden begrepen.
Aantal cellen
Een menselijk brein is goed voor ongeveer 2% van het lichaamsgewicht, maar verbruikt ongeveer 20% van de energie. Het heeft ongeveer 50-100 miljard zenuwcellen (ook neuronen genoemd), en ongeveer hetzelfde aantal ondersteunende cellen, glia genoemd. De taak van neuronen is het ontvangen en verzenden van informatie van en naar de rest van het lichaam, terwijl glia voedingsstoffen leveren en de bloedstroom naar de neuronen leiden, zodat zij hun werk kunnen doen. Elke zenuwcel heeft contact met wel 10.000 andere zenuwcellen via verbindingen die synapsen worden genoemd.
Gerelateerde pagina's
- Ruggengraat
- Hersenen van gewervelde dieren
- Human Connectome Project
Neurale signalering in het menselijk brein. Kleine elektrische ladingen gaan van het ene neuron naar het andere
Vragen en antwoorden
V: Wat zijn de hersenen?
A: De hersenen zijn het deel van het lichaam dat dieren en mensen laat denken en lichaamsfuncties laat uitvoeren, zoals de rest van het lichaam vertellen wat ze moeten doen. Ze krijgen input van zintuigen, en veranderen het gedrag in reactie op deze informatie. Bij mensen controleren de hersenen ook ons taalgebruik en zijn zij in staat tot abstract denken.
V: Wat besturen de hersenen?
A: De hersenen zijn het belangrijkste controlecentrum van het hele lichaam. Zij besturen lichaamsfuncties zoals beweging, spraak, emoties, geheugen en denken.
V: Hoe zijn de hersenen opgebouwd?
A: De hersenen bestaan uit speciale cellen, zenuwen genaamd, die met elkaar en met andere zenuwen in ons lichaam zijn verbonden.
V: Hoe worden ze beschermd?
A: Bij alle dieren zijn de hersenen op de een of andere manier beschermd. Bij ons, en bij alle gewervelde dieren, worden zij beschermd door de beenderen van de schedel. Bij spechten, bijvoorbeeld, worden ze beschermd door hun tong, die om hun hersenen zit.
V: Wat doet hij bij de mens?
A: Bij de mens regelt het specifiek ons taalgebruik en stelt het ons in staat tot abstracte denkprocessen.
V: Krijgt het ergens anders input van?
A: Ja - het ontvangt input van zintuigen die helpt bij zijn gedrag wanneer het reageert op verschillende stimuli of situaties.
Zoek in de encyclopedie