Hersenen, de functies en het functioneren

De hersenen bevatten de centra voor regeling van de activiteit van het zenuwstelsel en daardoor van het gehele lichaam. Het belangrijkste deel wordt gevormd door de grote hersenen. Hierin komen via sensibele ofwel gevoelsbanen de impulsen uit de zintuigen binnen. In de schors van de eindhersenen aangekomen, worden zij bewust, herkend en als waarneming gewaardeerd. Ook het geheugen, het vermogen tot vastleggen van de via de gevoelsbanen binnengekomen informatie, vindt in de eindhersenen plaats. Voorts kunnen in de eindhersenen impulsen ontstaan die via motorische ofwel bewegingsbanen naar lagere delen van het zenuwstelsel gevoerd worden; deze impulsen zetten willekeurige bewegingen in gang. Het samenspel van inkomende sensibele en uitgaande motorische impulsen kan aangeduid worden met het begrip bewustzijn. Er zijn een aantal graden van bewustzijn te onderscheiden: oplettend, wakker, doezelig, slapend, comateus (= bewusteloos, zie bewusteloosheid). Hoewel de wijze waarop de hersenen de zenuwimpulsen verwerken, nog maar ten dele bekend is, kan er toch wel enige fysiologische basis voor het bewustzijn gegeven worden. Verandering van de graad van bewustzijn gaat gepaard met veranderingen in de elektrische activiteit van de hersenen, die vanaf de schedel kan worden afgeleid (EEG [geneeskunde]). Tijdens een periode van helder bewustzijn vertoont deze activiteit het deltaritme, een golfpatroon bestaande uit kleine golven met relatief hoge frequentie (14-60 Hz). In slaap is de frequentie lager en de amplitude van de golven hoger (alfaritme). De overgang van alfa- naar deltaritme ( arousal reaction= ontwaken) wordt niet door de eindhersenen zelf tot stand gebracht maar door waak- en slaapcentra in de tussenhersenen.

1. Sensibele functie: Lichaams- of algemene sensibiliteit. Via banen die ontspringen in ruggenmerg en hersenstam, worden de impulsen uit zintuigen in de huid, de spieren, de gewrichten en de ingewanden gebracht naar de schors van de eindhersenen. De impulsen uit de rechterlichaamshelft komen grotendeels in de linkerhemisfeer van de eindhersenen, de linkerlichaamshelft staat voornamelijk in verbinding met de rechterhemisfeer. De kruising die de banen daartoe ondergaan, vindt plaats op verschillende niveaus in ruggenmerg en hersenstam. De impulsen worden verzameld in de wandbeenkwab. Hier bevinden zich twee zones: het primaire sensibele veld en het sensibele associatieveld. Het primaire ligt voorin de wandbeenkwab. Hier bestaat een duidelijke lichaamsprojectie: de impulsen uit het hoofd komen laag in de kwab aan, de impulsen uit onderbeen en voet bereiken de wandbeenkwab aan de top. In dit veld worden de sensibele impulsen bewust. In het associatieveld, dat achter het primaire sensibele veld ligt, worden de impulsen samengevoegd, vergeleken met in het geheugen vastgelegde vroegere gewaarwordingen en al of niet herkend. Door de werking van dit associatieveld is het bijv. mogelijk een voorwerp door aftasten te herkennen (stereognosie), via aftakkingen van de sensibele banen in de formatie REBTicularis komt de informatie ook terecht in de kleine hersenen.

Specifieke sensibiliteit. De impulsen van de gezichtsbaan, die via de tussenhersenen binnenkomen, worden bewust in de achterhoofdskwab. Ook hier bevindt zich zowel een primair optisch veld (sensorovisueel centraal gebied) waar de lichtimpulsen bewust worden, als een associatieveld waar de herkenning van het waargenomene plaatsvindt. Experimentele prikkeling van het primaire veld geeft dan ook de gewaarwording van lichtflitsen, prikkeling van het associatieveld veroorzaakt hallucinaties. De impulsen uit de gehoorbaan (zie gehoororgaan [menskunde]) worden naar de slaapbeenkwab gevoerd. In het primaire akoestische veld wordt het geluid waargenomen, in het associatieveld herkend en gewaardeerd. In een van de hemisferen bij 90% van de rechtshandige is dit de linkerhemisfeer bevindt zich in de slaapbeenkwab het sensorische spraakcentrum van Wernicke. Dit kan het beste omschreven worden als een vertaalcentrum; de impulsen die in het oor ontstaan ten gevolge van het gesproken woord, worden door de hersenen terugvertaald in woorden. Uitval van dit centrum maakt iemand volledig woorddoof (sensorische afasie).De impulsen van de reukbaan gaan rechtstreeks naar de reukhersenen.

2. Motorische functie: Bij het tot stand komen van een willekeurige beweging is een aantal delen van de hersenen betrokken. De beweging wordt in gang gezet en bestuurd vanuit het achterste deel van de voorhoofdskwab, waar zich het motorische veld bevindt. Hier bestaat een gelijksoortige projectie als voor de lichaamssensibiliteit werd beschreven: het hoofd laag, de voeten hoog. Voorts geldt ook hier dat een hemisfeer voornamelijk de tegenovergestelde lichaamshelft innerveert. De impulsen uit het motorische veld worden naar hersenstam en ruggenmerg geleid via de piramidebaan; de vezels hiervan, die naar het ruggenmerg gaan ter innervatie van romp, armen en benen, kruisen grotendeels in het verlengde merg. Vanuit het motorische veld worden van een willekeurige beweging het begin, de richting en het einddoel bepaald. Voor de normale afwerking van een beweging is echter de werking van een aantal andere onderdelen van het zenuwstelsel vereist, in het bijzonder:

� De kleine hersenen: De kleine hersenen co�rdineren de verschillende spiergroepen die bij een beweging in actie zijn. Zij hebben verbindingen in twee richtingen met de motorische schors van de eindhersenen, met de evenwichtskernen in het verlengde merg en de centra in de hersenstam die de spiertonus (dwz. de voortdurende onwillekeurige spanningstoestand van de spieren) regelen, alsmede met het ruggenmerg.

� Het evenwichtsorgaan: De impulsen die vanuit het evenwichtsorgaan de hersenstam bereiken, worden gedeeltelijk doorgegeven naar de motorische voorhoorncellen in het ruggenmerg en naar de kleine hersenen. Dit maakt het mogelijk dat tijdens de beweging het evenwicht bewaard blijft.

� Centra in de hersenstam: In de hersenstam, met name in de formatie REBTicularis, liggen centra die de spiertonus regelen.

De impulsen uit deze en andere centra worden naar het ruggenmerg gevoerd via de extrapiramidale banen.

Een bijzondere vorm van motoriek is het spreken en schrijven. Voor beide functies is een apart centrum aanwezig in de schors van de voorhoofdskwab van een van de hemisferen; bij rechtshandige is dit bij 90% de linker-, bij linkshandige is dit gelijk over beide hemisferen verdeeld. Vanuit het motorische spraakcentrum worden de spreekbewegingen geco�rdineerd. Uitval van het motorische spraakcentrum (van Broca) of het schrijfcentrum geeft verlies van het vermogen tot woordvorming (motorische afasie), resp. woordschrift (dysgrafie). Partiele uitval veroorzaakt een stoornis in de verwoording van bepaalde begrippen.

3. Vitale centra: Naast centra voor sensibiliteit en motoriek bevatten de hersenen centra voor velerlei vitale functies. De belangrijkste zijn: ademcentra in middenhersenen en verlengde merg, de bloeddruk regulerende centra in het verlengde merg, de hartwerking regulerende centra in het verlengde merg, temperatuurregulerend centrum in de hypothalamus, en centra voor regeling van de activiteit van de hypofyse, eveneens in de hypothalamus.

4. Psychische functies: Wat de zuiver psychische functies betreft, wordt tegenwoordig algemeen de opvatting gehuldigd dat bepaalde lokalisaties slechts zeer ten dele zijn aan te wijzen. Het meest waarschijnlijk is dat het psychisch functioneren samenhangt met het functioneren van de hersenen als geheel, waarbij een verband bestaat met het bewustzijn en de diverse bewustzijnsgraden. Ook het autonoom zenuwstelsel speelt een rol bij verschillende soorten van psychische activiteit. Zeker is dat een psychisch functioneren ophoudt met functionele uitval van de hersenen.