Mannsheilinn

Mynd af mannsheila, tekin með MRI-skanna

Mannsheili er heili mannsins, samsettur úr fjölmörgum taugaþráðum og myndar ásamt mænu miðtaugakerfið. Heilinn vegur um 1.4 kg (um 2% af líkamsmassa). Þrátt fyrir lítinn massa tekur hann til sín um 20% af því blóði sem hjartað dælir frá sér.

Lífeðlisfræði

Heilinn þarf stöðugt flæði súrefnis og glúkósa til að framleiða ATP og þar með halda virkni sinni. Glúkósi er fluttur með virkum flutningi yfir blóðheilahemilinn, en súrefni með óvirkum. Heilafrumur geta, undir venjulegum kringumstæðum, bara nýtt sér glúkósa sem orku. Sé heilinn sveltur af glúkósa geta heilafrumur nýtt ketónkorn sem myndast við niðurbrot fitu sem orkulind.

Skortur á súrefni eða glúkósa í heila getur valdið varanlegum frumudauða. Miðað er við að manneskja geti verið súrefnislaus í þrjár til fjórar mínútur án þess að hljóta af varanlegan heilaskaða.

Svæði heilans

Mörg svæði og undirsvæði mynda heildina sem heilinn er.

Heilastofn

Heilastofn er í augnhæð og samanstendur af þremur undirsvæðum:

Mænukylfa

Mænukylfan eða medulla oblongata, er neðsti hluti heilastofnsins og gengur mænan neðan úr mænukylfunni.

Það er mænukylfan sem ber „ábyrgð“ á því að vinstri hluti heilans stjórnar hægri hluta líkamans og hægri hluti heilans stjórnar vinstri hluta líkamans, vegna þess að það er í mænukylfunni sem að ákveðnar boðbrautir víxlast.

Í mænukylfunni eru líka lífsnauðsynlegar heilastöðvar; heilastöð sem stjórnar hjartslætti, æðastjórnstöð sem stillir blóðþrýsting og svo öndunarstöð sem stjórnar öndun. Einnig eru heilastöðvar sem stýra ýmsum viðbrögðum eins og uppköstum, hnerra, hósta og kyngingu.

Brú

Brú, pons, tengir saman ýmsa hluta hluta heilans. Auk þess á ein öndunarstöð aðsetur í brúnni.

Það sem er einna merkilegast við þetta svæði er það að hér víxlast taugabrautir; allar innboðstaugar sem koma frá hægri hlið líkamans og bera heilanum skynáreiti víxlast í brúnni og liggja yfir til vinstra heilahvelsins og öfugt.

Miðheili

Í miðheila, mesencephalon, eru sjónviðbragsstöðvar fyrir höfuð og hreyfingar augna og svo er líka skiptistöð fyrir upplýsingar tengdar heyrn. Framhluti miðheila er samansettur af tveimur pedunculus cerebri. Í þeim eru taugasímar hreyfitaugunga sem leiða taugaboð frá hjarna til mænu, mænukylfu, brúar annars vegar og hins vegar skyntaugunga sem ná frá mænukylfu til stúku. Í miðheila er substantia nigra, en Parkison-sjúkdómurinn felur í sér hrörnun þeirra. Þar eru einnig hægri og vinstri nucleus ruber, þar á sér stað samhæfing vöðvahreyfinga litlaheila og hjarna. Í miðheila er einnig að finna kjarna tengda heilataugum III og IV. Þá er að finna kjarnana colliculus superius og colliculus inferior á bakhluta miðheila. Um hina tvo c. sup. ganga margir viðbragðsbogar tengdir hreyfingum augna, höfuðs og háls. Hinir tveir c. inf. eru hluti af heyrnarbrautinni en þeir senda áfram boð frá viðtökum í eyra til stúku. Einnig eru þeir viðbragðsbogar fyrir að hrökkva við, þ.e. skyndihreyfingar höfuðs og líkama sem á sér stað þegar manni bregður við hátt hljóð.

Milliheili

Milliheili, diencephalon, skiptist í þrjú svæði; stúku, undirstúku og heilaköngul.

Stúkan

Stúkan, thalamus sér um að tengja ánægju eða óánægju við skynjunarboð frá taugum, endurvarpa taugaboðum frá nokkrum skynfærum til stóra heila og gegnir mikilvægu hlutverki varðandi svefn og vöku.

Undirstúkan

Undirstúkan, hypothalamus, hefur fjölmörg hlutverk, meðal annars:

• Hún stillir líkamshitann
• Matarlystar- og mettunarstöðvar í henni stilla átþörf.
• Hún tekur þátt í viðhaldi vökvajafnvægis og þar er þorstastöðin staðsett.
• Hún hefur áhrif á kynhegðun og geðshræringar.
• Miðstöðvar í henni meta hvort atburðir eru ánægjulegir eða sársaukafullir.
• Hún tengir saman taugakerfi og innkirtla og hún er líka mikilvægur tengiliður milli hugar og líkamsstarfsemi.
• Hún viðheldur jafnvægi í líkamanum.

Heilaköngull

Heilaköngullinn (e. pineal gland, lat. epiphysis) telst til innkirtlakerfisins.

Heilahnykill (Litli heili)

Aðalgrein: Litli heili

Heilahnykill (litli heili), cerebellum, er næststærsti hluti heilans

Hlutverk heilahnykilsins eru:

• Gera vöðvahreyfingar líkamans mjúkar
• Stuðla að vöðvaspennu og þar að leiðandi réttstöðu líkamans
• Vinna úr upplýsingum sem berast frá líffærum jafnvægisstöðunnar í inneyra og nota þær til að halda jafnvægi.

Hvelaheili (Stóri heili)

Hvelaheili eða stóra heila (e. cerebrum) er stærsti hluti heilans og geymir miðstöð æðri hugsunar, gáfnafars, rökhugsunar, minnis, tungutaks og vitundar. Í honum fer fram úrvinnsla meðvitaðrar skynjunar og stjórnun hreyfinga. Þökk sé hvelaheila hefur maðurinn eiginleika sem aðrar lífverur státa ekki af; siðferðiskennd, ljóðagerð, listsköpun hvers konar og hæfileika til að uppgötva nýja hluti.

Ysta lag hvelaheilans nefnist einnig heilabörkur og er myndað úr gráum taugavef (l. substantia grisea). Vefurinn er grár því ekkert einangrandi mýelínslíður umlykur taugafrumurnar, þvert á það sem gerist innan við börkinn og kallast hvítan (l. substantia alba) en mýelín sem umlykur taugaþræðia gerir taugavefinn hvítleitari. Hvíta taugavefnum má líkja við hraðbrautir sem ganga milli undirsvæða heilans.

Það er einmitt þessi hjarnabörkur sem greinir taugakerfi mannsins frá skyldum lífverum og gefur okkur suma af þeim eiginleikum sem voru nefndir hér að ofan.

Hlutverk hvelaheilans er þríþætt:

• Skynjun
• Hreyfing
• Tenging

Skipting hvelaheila:

Heilabörkur (cerebral cortex)

Heilabörkurinn er ysta lag gránuefnisins sem umlykur heilann. Maðurinn hefur hlutfallslega stærstan heilabörk allra dýra. Taugabrautir í heilaberki gegna mikilvægu hlutverki í ýmiss konar hugarferlum og hreyfistjórn.

Heilabotnskjarnar (basal ganglia)

Heilabotnskjarnar, einnig kallaðir grunnlæg heilahnoð, gegna mikilvægu hlutverki í stjórnun hreyfinga. Þeir eru þrír:

• Bleikhnöttur (globus pallidus)
• Rófukjarni (caudate nucleus)
• Skel (putamen)

Randkerfi (limbic system)

Randkerfið, eða limbíska kerfið, sér um ýmsa þætti tilfinninga og minnis. Þær heilastöðvar sem tilheyra randkerfinu eru:

• Dreki (hippocampus)
• Fornix
• Randbörkur (limbic cortex)
• Mandla (amygdala)
• Stúka (thalamus, aðeins hlutar hennar tilheyra þó randkerfinu)
• Undirstúka (hypothalamus, aðeins hlutar hennar tilheyra þó randkerfinu)

Áhrif umhverfisins á heilann

Tilraunir hafa leitt í ljós að reynsla getur valdið breytingum í heila, bæði efnafræðilegum og líkamlegum. Ýmislegt er þó óljóst í þessum efnum.

Rannsóknir sem beinast að því að kanna tengsl heila og umhverfis gefa til kynna að áreiti snemma á æviferlinum sé mjög afgerandi fyrir taugar, hreyfingar og gáfnaþroska barna.

Tenglar

• Við höfum 10 milljarða staðreynda í höfðinu; grein í Heimilistímanum 1975