Aivot ja hermosto

Käsittelimme tunnilla hermostoa ja tiedotusta. Asiat olivat jo ennestään tuttuja, koska olin käynyt nämä jo psykologian kolmannella kurssilla ja lisäilin sillä kurssilla käyttämiäni kuvia tehtävistä myös tähän oppimispäiväkirjaan.

Ihmisen keho vastaanottaa joka puolelta koko ajan ärsykkeitä. Nämä ärsykkeet kulkevat hermosoluja pitkin sähköisinä hermoimpulsseina aivoihin asti. Siellä aivot käsittelevät ärsykkeet eri aisteihin ja toimintoihin erikoistuneilla aivoalueilla.

Hermosolut muodostavat hermoja ja hermot hermostoja. Hermoissa on hermosolujen lisäksi hermotukikudosta, sidekudosta ja verisuonia. Hermostot voidaan jakaa rakenteellisesti kahteen osaan: ääreishermostoon ja keskushermostoon. Keskushermosto koostuu aivoista ja selkäytimestä ja ääreishermosto koostuu kaikista muista hermoista.

Hermostoiden tehtävänä on viedä viestiä muualta kehosta aivoihin ja aivot lähettävät toimintakäskyjä muualle kehoon. Ääreishermosto voidaan jakaa kahteen osaan somaattiseen ja autonomiseen hermostoon.

Somaattinen hermosto jaetaan motoriseen ja sensoriseen hermostoon.  Motorinen hermosto muodostuu liikehermoista, jotka kuljettavat informaatiota keskushermostosta raajoihin. Sensorinen hermosto koostuu tuntohermoista, jotka vievät aistisoluista tietoa keskushermostoon.

Autonominen hermosto tuo ja vie tietoa tahdosta riippumattomista elimistä. Autonomisen hermoston voi jakaa kahteen osaan: sympaattinen ja parasympaattinen hermosto. Sympaattinen hermosto aktivoi kehoa ja parantaa fyysistä suoritusta esimerkiksi vaaratilanteessa. Toimii myös henkisen rasituksen aikana. Parasympaattinen hermosto toimii levossa ja esimerkiksi hidastaa sydämen sykettä ja pupillit supistuvat.

 

Hermosolu eli neuroni muodostuu soomasta, eli solukeskuksesta, joka sisältää solun tuman ja mitokondrioita, tuojahaarakkeesta eli dendriitistä ja viejähaarakkeesta eli aksonista. Aksonin ympärillä on myeliinituppeja eli hermotukisoluja, jotka helpottavat hermoimpulssin kulkua. Myeliinituppien välillä on kuroumia, joissa impulssi kulkee.

 

 

Aksonin lopussa on hermopäätteet, joissa sähköinen impulssi saa välittäjäaineita sisältävät rakkulat vapauttamaan välittäjäaineensa synapsirakoon, jolloin ne kiinnittyvät seuraavan hermosolun dendriitin päässä olevien ionikanavien reseptoreihin. Ne muuttavat impulssin taas sähköiseen muotoon, eli natrium- ja kalium-ionien jännite-erojen muutoksiin solukalvon molemmilla puolilla.

 

Sähköinen impulssi saa siis alkunsa kun aistisolu aistii jotain ja se saa hermosolussa natrium-kanavat aukeamaan. Tätä ennen solussa on ollut lepojännite jolloin Na-ionit ovat asettuneet solukalvon ulkopuolelle ja K-ionit ulkopuolelle, ja ulkopuoli on positiivisempi verrattuna sisäpuoleen.

Kun Na-kanavat aukeavat ja Na-ioneita siirtyy solukalvon sisäpuolelle, alkaa varausero tasoittua. Tällöin syntyy toimintajännite kun Na-ionit muuttavat äkillisesti solukalvon sisäpuolen positiivisemmaksi kuin ulkopuolen. Tämä saa viereisetkin Na-kanavat aukeamaan ja niin hermoimpulssi kulkee eteenpäin kuin dominopalikat.

Kun Na-kanavat sulkeutuvat, siinä kohdalla olevat K-kanavat aukeutuvat ja K-ionit siirtyvät ulkopuolelle muuttaen varauserot alkumuotoon, eli ulkopuolella on positiivisempi kuin sisällä. Sitten solukalvolla olevat ionipumput palauttavat ionit omille puolilleen ja uusi hermoimpulssi voi kulkea siitä läpi. Natrium-kaliumpumput käyttävät ATP:tä.

Mielestäni tässä kohtaa oli hyvin hämmentävää, että puhuttiin soluseinän sisäpuolen olevan negatiivisesti varautunut ulkopuoleen verrattuna, vaikka K-ionit ovat positiivisesti varautuneita. Ymmärrän kuitenkin ionien liikkumisen, kuten soluissa liikkuvan nesteen liikkumista vahvemmasta nesteestä laimeampaan, jos ulkopuoli on positiivisempi kuin sisäpuoli.

 

Aivot ovat tärkein osa elämäämme ja toimintaamme. Ne hallinnoivat toimintojamme ja säilövät muistojamme. Aivot voidaan jakaa kolmeen osaan: Iso- ja pikkuaivoihin sekä aivorunkoon. Aivorunko sisältää myös väliaivot.

Isoaivot ovat hyvin isot ja poimuttuneet. Niiden pinta, eli aivokuori (cortex), on harmaata ainesta, joka on hermosolujen solukeskuksia. Cortexin alla on valkeaa ainesta, joka on hermosolujen viejähaarakkeita, jotka yhdistävät aivokuoren osia yhteen. Isoaivot koostuvat kahdesta puoliskosta, joita yhdistävät aivokurkiaisen hermoradat. Isoaivot jaetaan vielä neljään osaan:

·         Otsalohkoon: Se säätelee liikkumista ja vaikuttaa persoonallisuuteemme, koska se säätelee esimerkiksi myös tunteita ja ajatuksia. Myös puheen tuottaminen kuuluu otsalohkoon, sekä sisältää peilisoluja.

·         Ohimolohkoon: Se käsittelee kuulohavaintoja ja on puheen ymmärtämisen ja tunnistamisen aivoalue. Vaikuttaa myös muistamiseen. Ohimolohkon sisässä on hippokampus, joka toimii ns. väliasemana muistojen muodostamisessa. Sen kautta aivot myös hakevat muistoista tietoja uudelleen käytettäviksi. Hippokampuksessa on myös tietoa ympäristöstämme, joten se auttaa meitä liikkumaan ympäristössämme. Alzheimer potilailla hippokampus ei toimi enää kunnolla ja sen takia he usein eksyvät eivätkä muista äskettäinkin tapahtuneita asioita.

·         Päälaenlohkoon: Se käsittelee kehosta tulevia paine-, lämpö- ja kipuärsykkeitä.

·         Takaraivolohkoon: Hoitaa näkemisen.

Pikkuaivot hoitavat tarkkuuden säätelyä lihasten toiminnassa. Se toimii yhteydessä isoaivojen otsalohkojen kanssa, kun isoaivot laittavat lihaksille liikekäskyn, menee tieto pikkuaivoihin, jotka keräävät heti tietoa tasapainoaisteista ja ohjailevat raajoja täsmällisemmin.

Aivorunko yhdistää aivot selkäytimeen keskiaivojen, aivosillan ja ydinjatkeen avulla. Ydinjatke on evolutiivisesti vanhin aivojen osa. Se säätelee esimerkiksi verenpainetta ja sydämen pumppaaman veren määrää.

Aivorunkoon kuuluvat myös väliaivot. Väliaivoissa oleva talamus on alue, joka on uuden aistitiedon väliasema. Hypotalamus säätelee autonomista hermostoa ja aivolisäkkeen (umpirauhanen) kanssa ohjaa hormonitoimintaa. Väliaivoihin kuuluu myös toinen umpirauhanen, käpyrauhanen.

 
Tärkeä kehon viestittämiseen liittyvä toiminto on refleksi. Refleksit eivät ole hallittavia toimintoja vaan ne auttavat meitä tilanteissa, joissa viestille ei ole aikaa käydä ensin aivoissa. Tällöin informaatio käy vain selkäytimen kautta ja palaa käskynä saman tien lihaksille. Tällainen tilanne olisi esimerkiksi se, että laittaisit kätesi kuumalle hellan levylle, ja ennen kuin ehtisit kunnolla tajuta, että se on kuuma, olisit jo ottanut kätesi pois. Nämä ovat elintärkeitä toimintoja, koska ne pitävät meidät turvassa. Kuten esimerkiksi se, että silmämme rävähtävät kiinni, kun jokin lähestyy niin nopeasti, ettemme pysty edes huomaamaan sitä, mutta silmämme säilyvät kuitenkin haavoittumattomana. Evolutiivisesti siis jo varhainen ominaisuus ja eloonjäämisen kannalta hyvin tärkeä.

 Aivoista on ilmestynyt hesarissa mielenkiintoinen uutinen siitä, että Brocan alue, jonka siis on ajateltu olevan puheen tuottamisen ja ymmärtämisen keskus, ei osallistukaan puheen tuottamiseen vaan sulkeutuu sen aikana. Toisten ihmisten puhetta kuunnellessa se taas aktivoituu. Tämä on hyvin outoa, että tällainen tieto saadaan selville vasta nyt, vaikka aivojen toiminnan tutkinta on kehittynyt huimasti jo hyvän aikaa.

http://www.hs.fi/m/tiede/a1424399068247

Tässä vielä Olipa kerran elämän aivot video:
https://www.youtube.com/watch?v=Z2OnaX-ARTE
sekä hermosolusta:
https://www.youtube.com/watch?v=LoYHhbp9IbA