Vad skiljer en aphjärna från en människas? - Vilka faktorer ger människans hjärna dess fantastiska egenskaper?
Det är en fråga som man inte har något bra svar på. Traditionellt har man jämfört hjärnskålens volym hos olika utdöda människoarter och framhållit hur hjärnans storlek har ökat under den evolution som lett fram till vår människoart. Man har antagit att detta lett till allt mer avancerade mentala förmågor. Men många har påpekat att den mentala utvecklingsnivån inte bara beror på hjärnans storlek utan också på antalet nervceller, på kvalitativa förändringar i kopplingsschemat mellan nervcellerna och på storleken hos vissa enskilda delar av hjärnan.
Det finns flera studier som stöder tanken att det inte bara handlar om hjärnans storlek. I en av dessa fann man att både antalet nervceller i människans hjärna och hjärnans vikt överensstämmer med vad som man skulle förvänta hos en primat med vår kroppsvikt. Till primater räknas halvapor, spökdjur, apor och människor. Enligt denna undersökning skulle vår hjärna således inte vara anmärkningsvärt stor jämfört andra apors.
Inom arten människa har man inte funnit något klart samband mellan hjärnvikt och intelligens. Normalt väger en människohjärna 1 300-1 400 gram hos en vuxen. Berömt är att Albert Einsteins hjärna var mindre än genomsnittshjärnan. Hans prefrontala kortex (se nedan) var emellertid ovanligt välutvecklad. Berömt är också att den store franske författaren och nobelpristagaren Anatole France, när han dog 81 år gammal, hade en hjärnvikt på 1 017 gram, samma hjärnstorlek som den utdöda människoarten Homo erectus. Anatole France hade emellertid ovanligt djupa fåror i storhjärnan. Han hade därför sannolikt en mer välutvecklad hjärnbark, än vad man skulle förvänta sig med denna låga hjärnvikt. Texten fortsätter under bilden.
Intressant i sammanhanget är dessutom fossilfynden av en dvärgvuxen människoart på ön Flores i Indonesien, Homo floresiensis. Floresmänniskan, som kanske härstammade från Homo erectus, använde med stor sannolikhet stenredskap. Ändå hade dess hjärna minskat i storlek så att den var av samma storlek som en schimpanshjärna. Enligt vissa forskare skulle floresmänniskorna tillhöra Homo sapiens, men ha haft en sjukligt förminskad hjärna (mikrocefali) eller lidit av Downs syndrom. Det mesta talar dock emot denna tolkning. Läs mer om människans evolution och om floresmänniskan på en annan sida.
Intressant är också att papegojor och vissa kråkfåglar har visat sig ha välutvecklade kognitiva förmågor ("intelligens"), trots att de har mycket liten hjärna. De största kända fågelhjärnorna väger bara cirka 15 g (hos korpen) och cirka 25 g (hos en stor papegojart). En undersökning från år 2016 har kastat nytt ljus över detta problem. Det visar sig att nervcellerna är mycket tätare packade hos tättingar (till vilka kråkfåglarna hör) och papegojor, än hos andra fåglar och hos primater (till vilka människan och andra apor hör). Hjärnor hos dessa fågelgrupper innehåller dubbelt så många nervceller som lika stora primathjärnor. Dessutom har kråkfåglar och stora papegojor särskilt många nervceller i de hjärnområden, som motsvarar däggdjurens storhjärnsbark. Dessa fåglar har lika många eller fler nervceller i storhjärnan (cerebrum) och mellanhjärnan (diencephalon) än apor med mycket större hjärnor. Detta är en rimlig förklaring till att kråkfåglar och papegojor har likvärdiga eller högre kognitiva förmågor än apor, till och med jämfört med människoapor. Detta ger också starkt stöd åt tanken att det är antalet nervceller och antalet kopplingar mellan dem, i synnerhet i vissa hjärndelar, som bestämmer "intelligensen", snarare är hjärnans storlek. Det kan till och med vara vissa fördelar med en liten, nervcellstät hjärna, eftersom de små avstånden möjliggör en snabbare kommunikation mellan olika hjärncentra. Läs vidare om dessa och andra hypoteser nedan. Texten fortsätter under bilden.
 |
Prefrontala kortex hos några olika däggdjur. Notera att denna hjärndel är anmärkningsvärt stor hos oss människor. Kanske är detta en av de viktigaste skillnaderna mellan oss och andra däggdjur. Vår personlighet formas i hög grad av prefrontalkortex. Denna hjärndel är av stor betydelse för bland annat initiativförmåga, omdöme, framsynthet, planering inför framtiden och sinnesstämning. Prefrontalkortex behövs dessutom vid aktivering av minnen, avancerad inlärning och abstrakt tänkande. Läs mer i svaret nedan. Modified image. Original courtesy of "Le Cerveau à tous les Niveaux" from Wikimedia Commons under this CC License. |
|
Vad är det då som ger oss människor våra anmärkningsvärda kognitiva förmågor? Man vet inte särskilt mycket om detta. Det kan vara att vår neokortex är större än hos andra primater. Neokortex är den evolutionärt sett yngsta delen av storhjärnans bark. Den är särskilt väl utvecklad hos människan. Detta gäller särskilt pannloben, i synnerhet den så kallade prefrontala kortex, läs bildtexten ovan. En annan bidragande faktor skulle kunna vara att vissa delar av lillhjärnan är välutvecklade hos oss. Det skulle till och med kunna ha att göra med gliacellerna mellan hjärncellerna. Gliacellerna ansågs förr vara enbart stödjeceller, men nu vet man att de har betydelse för informationsbehandlingen i hjärnan.
En särskilt viktig faktor skulle kunna vara att antalet kopplingar mellan hjärnans nervceller (synapser) är mycket större hos oss människor än hos andra däggdjur. En annan mycket viktig faktor är att antalet nervceller tycks vara särskilt stort i förhållande till hjärnstorleken och nätverket av sammankopplade nervceller särskilt komplicerat hos människan, med fler kommunikationsmöjligheter mellan olika hjärndelar. En tredje viktig faktor skulle kunna vara att människans och andra primaters hjärnor är uppdelade i särskilt många avgränsade områden bestående av stora grupper av sammankopplade nervceller. Sådana områden kan specialiseras för olika uppgifter, samtidigt som de kommunicerar med andra områden.
Vår hjärna mognar mycket långsamt. Den är full mogen först efter 20-årsåldern. Många av de nya förbindelserna uppkommer sannolikt genom påverkan av miljön under uppväxten. Språket spelar kanske en viktig roll i denna process. Kanske är det delvis dessa faktorer som möjliggör vår hjärnas höga komplexitet. 2014, 2015, 2016, 2018.
Anders Lundquist
Till början på sidan
 |
Hjärnor hos några olika däggdjur. Storleksskillnaderna är enorma, läs mer i svaret nedan. Elefantens hjärna är större än människans, men inte så stor som man skulle förvänta sig med tanke på elefantens enorma kroppsvikt. Delfinens hjärna är ungefär lika stor som människans, trots att skillnaderna i kroppsvikt är relativt små. Delfiner och elefanter hör, jämte människoaporna, till de däggdjur som är bäst utrustade å huvudets vägnar. Hos aporna är tendensen klar: makakens hjärna är minst, gorillans större och människans störst. Läs mer i svaret nedan. Modified image. Original courtesy of Bourrichon from Wikimedia Commons, in the public domain. |
|
Vilket däggdjur har den minsta hjärnan i förhållande till kroppsstorlek? - Om jämförelser mellan olika djurs hjärnor.
Man kan mäta kvoten mellan hjärnans vikt och kroppsvikten. För en människa med en hjärnvikt på cirka 1,4 kg blir kvoten cirka 0,02, den högsta kvoten bland däggdjuren. Schimpansens kvot anges till cirka 0,007. Den lägsta kända kvoten anges för blåvalen, cirka 0,00017. Men i absoluta tal är blåvalens hjärna den kanske största bland däggdjuren. Den väger cirka 6,8 kg. Jag har dock sett uppgifter på att kaskelotens hjärna skulle vara större. Det finns en klar tendens bland däggdjuren att kvoten mellan hjärnvikt och kroppsvikt minskar med ökad kroppsvikt. Detta förklarar den låga kvoten hos blåvalen. Det innebär också att många små däggdjur kan ha en kvot som ligger i närheten av människans. Kvoten mellan hjärnvikt och kroppsvikt är således ett dåligt mått på den egenskap som kallas "intelligens". Detsamma gäller hjärnans vikt i absoluta tal. Intelligens är dessutom ett oklart och svårdefinierat begrepp. Men hur intelligensen än definieras så finns det en rad olika faktorer, förutom hjärnans storlek, till exempel graden av veckning i hjärnbarken, det totala antalet nervceller och det nervösa kopplingsschemats komplexitet, som har betydelse för denna egenskap.
Det behövs dock en hjärna med många nervceller för att välutvecklade mentala förmågor ska bli möjliga. Den ökning i hjärnans storlek som skett under människans evolution framhålles ofta som en förutsättning för att vår människoart utvecklat så höga mentala förmågor, inklusive det som kallas "intelligens". Men detta är ett förenklat synsätt. Människan har i och för sig en högre hjärnvikt än man skulle förvänta sig hos ett däggdjur med denna kroppsvikt. Men detta gäller också för alla andra primater, det vill säga människoapor, apor, spökdjur och halvapor. Vår hjärna kan vara en normalstor primathjärna. Det är andra egenskaper än bara hjärnstorleken som ger oss våra anmärkningsvärda mentala förmågor. Läs mer om dessa egenskaper hos vår hjärna i föregående svar. 2006, 2011, 2012, 2016.
Anders Lundquist
Till början på sidan
Varför har vi bara en hjärna?
Nervsystemet kan se rätt olika ut hos olika djurgrupper. En del djur kan ha flera "hjärnor" som då oftast kallas ganglier. Detta gäller bland annat blötdjur och insekter.
Men vad som ofta händer när djur blir mer komplicerat byggda är att det centrala nervsystemet i allt högre grad koncentreras till framänden, i stället för att var spritt i kroppen i form av ganglier. Detta kallas cefalisering. Eftersom djuren rör sig med framänden först är det bra att ha olika sinnesorgan där, till exempel ögon och luktorgan. Munnen finns ju dessutom i allmänhet där. Därför kan det också vara bra att ha många nervceller i framänden som kan behandla sinnesintrycken och aktivera djurets muskler så att dess beteende blir så ändamålsenligt som möjlig. En sådan ansamling av nervceller i framänden kallas för en hjärna. Hjärnan hos ryggradsdjur är uppdelad i fem delar som ligger efter varandra och baktill övergår i ryggmärgen. Hos ryggradsdjurens utdöda förfäder bestod hjärnan kanske av tre delar som var specialiserade till att behandla tre olika sinnen: lukt, syn och balanssinne. Hos många ryggradslösa djur består hjärnan av flera ganglier som baktill övergår i en så kallad bukgangliekedja. 2004, 2008, 2013.
Anders Lundquist
Till början på sidan
 |
Människans storhjärna sedd från vänster sida. Läs om hur liten hjärnan kan bli i svaret nedan. Delar i den vänstra storhjärnshalvan är markerade med färger: pannlob (frontallob), hjässlob (parietallob), tinninglob (temporallob) och nacklob (occipitallob). Barken vid lobernas yta innehåller grå hjärnvävnad (grå substans) med nervcellskroppar. Barken är veckad med fåror (sulci) och vindlingar (gyri). De kraftigaste fårorna är centralfåran och sidofåran (lateralfåran). Stora delar av hjärnbarken syns inte på hjärnans yta. Till dem hör dess evolutionärt sett äldsta delar, som räknas till det så kallade limbiska systemet. De ingår i den bark som vetter mot den djupa fåra som skiljer storhjärnhalvorna (hemisfärerna) åt. Grå substans finns även innanför barken i de så kallade basala ganglierna (basala kärnorna) och i mandelkärnan (amygdala). Återstoden av storhjärnan innehåller så kallad vit hjärnvävnad (vit substans) med nervfibrer. Modified image, original from "Gray's Anatomy", 20th ed, 1918, in the public domain. |
|
Hur liten kan människans hjärna bli? Droger och alkohol kan ju bryta ner den. Hur liten kan den vara utan att man dör?
Det är en fråga som man inte kan ge ett enkelt svar på. En vuxen människas hjärna väger vanligen cirka 1 300-1 400 gram. Men det finns mycket stora individuella variationer även hos friska människor. Författaren och nobelpristagaren Anatole France dog vid 81 års ålder. Hans hjärna vägde då 1 017 gram. Läs om hans hjärna ovan på denna sida. Oftast är det inte heller hjärnans totalvikt som ger problem för sjuka människor och missbrukare. Det handlar i stället om specifika effekter på olika viktiga hjärndelar.
Missbrukare av alkohol och narkotika dör ofta på grund av sitt missbruk. Men de dör inte primärt på grund av att hjärnan blir för liten utan av andra orsaker. Till dem hör överdos, hjärt- och kärlsjukdomar, cancer, olycksfall och våld samt specifika effekter på hjärnans funktion till exempel andningsstillestånd och delirium.
Hos vissa barn med mycket svår epilepsi utför man så kallad hemisfärektomi. Man skär då bort den ena storhjärnshalvan eller så skär man bort alla denna halvas förbindelser med andra hjärndelar. Man lämnar dock kvar de så kallade basalganglierna (basalkärnorna) i storhjärnans centrum. Eftersom storhjärnan utgör 80-90 procent av hjärnans vikt har man då eliminerat uppskattningsvis 30-40 procent av hjärnans vikt. Dessa barn klarar sig förvånansvärt bra. Läs mer om hemisfärektomi på en annan sida.
Under åldrande hos friska personer minskar hjärnans totala volym med cirka 10-20 procent, olika studier ger olika resultat. Ett flertal strukturella och funktionella förändringar i den åldrande hjärnan gör dessutom att den fungerar sämre. Trots detta kan friska 85-åringars hjärna mycket ofta fungera bra. Erfarenhet och kunskaper kan till stor del kompensera för brister i hjärnans funktion. Läs mer om den åldrande hjärnan nedan på denna sida.
Vid demenssjukdomar, till exempel Alzheimers sjukdom och frontallobsdemens, uppges hjärnans totala volym minska med mellan 10 och 25 procent jämfört med friska människor, jag hittar olika uppgifter i olika källor. Jämför man med friska åldringar är ju skillnaden förhållandevis liten. Förklaringen är att dessa sjukdomar särskilt allvarligt drabbar vissa hjärndelar. Alzheimers sjukdom drabbar till exempel särskilt hårt hippocampus, en hjärndel som har stor betydelse för minnet. Frontallobsdemens drabbar de främre delarna av storhjärnans bark, den så kallade frontalloben. Läs om frontalloben och prefrontala kortex ovan på denna sida.
Mikrocefali är en sjukdom kännetecknad av en minskad hjärnvolym. Den diagnosticeras genom att man mäter huvudets omkrets hos spädbarn. Det finns ett flertal både ärftliga och miljöbetingade orsaker till mikrocefali. Hjärnans vikt kan vara betydligt under 1 000 g och barnen är då alltid svårt drabbade av bland annat mentala störningar. Många av dem dör tidigt. Men det finns barn som utvecklas normalt trots att de har en mindre huvudomkrets, än den som räknas som normal. Detsamma gäller småväxta människogrupper, till exempel afrikanska pygméer. Och den småväxta människoarten Homo floresiensis hade en hjärna som var ungefär lika stor som en schimpanshjärna. Trots detta kunde hon med största sannolikhet tillverka stenredskap. 2019.
Anders Lundquist
Till början på sidan
 |
En hjärna av en häst. Den är definitivt inte valnötsstor. Storhjärnan är välutvecklad med vindlingar och fåror. Även lillhjärnan är stor. På bilden ser man också synnervskorsningen (synnervskorset), läs om dess funktioner nedan på denna sida, och luktbulben. Luktbulben är mycket större än hos människan. Detta är en av orsakerna till att hästar har mycket bättre luktsinne än människor. Modified image. Original courtesy of Stahlkocher from Wikimedia Commons under this GNU License. |
|
Jag försöker febrilt få tag på uppgifter om storleken på hästens hjärna. Det påstås att den är stor som en valnöt, men den uppgiften hittar jag bara på olika forum på Internet där fördomar fastställs. Har du bättre, vetenskapliga uppgifter kring detta? Tack på förhand!
Som du säger, man kan hitta en mängd felaktiga uppgifter på Internet. Sådana uppgifter fanns i och för sig långt innan Internet. I "En blå bok" för ingen mindre än August Strindberg ett långt resonemang där han framhåller människohjärnans likhet med en valnöt. Resonemanget är synnerligen svårtolkat. Men, så vitt jag kan se, anser Strindberg att denna likhet är ett argument mot utvecklingsläran! Även genier kan flippa ut totalt.
Hästens hjärna väger cirka 500 gram. Här är en sajt med en lista med hjärnvikter hos olika däggdjur och här en med bilder på en zebrahjärna (en nära släkting till hästen; notera cm-skalan). Läs mer om hjärnstorlek ovan på denna sida.
Hästen är ett stort djur. En hjärna av en valnöts storlek är en omöjlighet. Med en sådan hjärna skulle hästen inte ens ha tillräckligt med nervceller för att styra sina muskler och behandla information från sinnesorganen. 2011, 2012.
Anders Lundquist
Till början på sidan
Förlorar människan hjärnceller under livets gång och i så fall hur? Tacksam för svar.
Under 50-talet gjordes en rad undersökningar som tydde på att människor förlorar ett mycket stort antal hjärnceller under loppet av den normala åldrandeprocessen. Enligt dessa undersökningar skulle antalet nervceller i de flesta delarna av storhjärnans bark minska med så mycket som 25 till 50 procent. Men på senare år har man gjort undersökningar med förbättrad metodik som visar att förlusten av nervceller är betydligt mindre, kanske mindre är 5 procent. Hjärnfunktionerna försämras visserligen under åldrandet även hos friska människor, men dessa försämringar tycks inte bero på förlust av nervceller. I stället orsakas de av andra förändringar i hjärnfunktionen. Till dessa hör förmodligen av ändringar i nervcellernas kommunikation med varandra. Denna kommunikation sker på kemisk väg i de s.k. synapserna. Det skulle kunna vara kemiska förändringar i de enskilda synapserna eller ett minskat antal synapser som ger åldersförändringarna, alltså ett mindre komplicerat kopplingsschema.
Dessutom har studier av såväl försöksdjur som människor visat att förlusterna av nervceller i hippocampus har varit måttliga hos äldre individer. Hippocampus är en del av storhjärnan, som har stor betydelse för minnet, och en av de få hjärndelar, som bildar nya nervceller efter födelsen. Detta är av betydelse för minnet. Det har hävdats att nya nervceller inte bildas hos vuxna, men nyare undersökningar tyder på att så är fallet. En minskad nybildning av nervceller i hippocampus anses vara en av orsakerna till att minnet försämras hos friska vuxna. Det finns starkt stöd för tanken att fysiskt arbete och motion, även lågintensiv sådan, motverkar hjärnans åldrande, bland annat genom att påverka hippocampus. Även intellektuell träning och viktnedgång anses ha positiva effekter på den åldrande hjärnan.
Nervcelldöd är emellertid av betydelse vid så kallade neurodegenerativa sjukdomar. En sådan sjukdom är Alzheimers sjukdom som är den vanligaste orsaken till senil demens. En annan är Parkinsons sjukdom som kännetecknas av motoriska störningar, det vill säga av att musklerna inte kan styras på normalt sätt.
Mera förvånande är att nervcelldöd också är av stor betydelse för nervsystemets utveckling under fosterperioden. Det rör sig då om en kontrollerad celldöd som är en nödvändig del av den normala utvecklingsprocessen. I vissa fall överlever bara cirka 25 procent av de nervceller som anläggs. Man har antagit att celldöden är en mekanism genom vilken de nervceller som inte lyckas få synaptisk kontakt med sina normala målceller sorteras bort. Med en poetisk bild kan man säga att hjärnan skärs till som då en bildhuggare skulpterar fram sitt verk, men utan att någon bildhuggare medverkar. 2019.
Anders Lundquist
Till början på sidan
Till "Svar på frågor"
|
