10 ting, vi lærte om hjernen i 2018

Den fantastiske hjerne

Hjernen skaber ikke kun den person, vi er, men også den verden, vi oplever. Den fortæller os, hvad vi skal se, hvad vi skal høre og hvad vi skal sige. Den udvider sig for at kunne rumme et nyt sprog eller en ny færdighed, som vi lærer. Den fortæller historier, når vi sover. Den sender alarmsignaler, og den ansporer kroppen til at løbe eller kæmpe, når den fornemmer fare. Hjernen tilpasser sig omgivelserne, så vi ikke bliver generet af en konstant lugt i et gammelt hus eller den konstante summen fra klimaanlægget. Vores hjerne ser på solen og fortæller vores krop, hvad klokken er. Hjernen gemmer minder, både smertefulde og behagelige.

Men hvor vigtig hjernen end er for vores eksistens, er den stadig lige så mystisk for os som en planet fra en fjern galakse. Selv i 2018 er neurovidenskabsfolk stadig ved at opdage grundlæggende fakta om denne ca. 1,4 kilo tunge vævsmasse. Nogle gange får forskerne et glimt af en menneskehjerne eller ser, hvad der sker med en person, når en stor del af hjernen mangler. Andre gange må forskerne studere mus for at lære mere om pattedyrs hjerner og derefter gætte sig frem til, hvordan disse resultater hænger sammen med vores egen hjerne.

Her er nogle fascinerende ting, som vi lærte om hjernen i 2018.

En ny slags neuron

Det er ikke hver dag, at forskere opdager en helt ny celletype i den menneskelige hjerne, især ikke en, der ikke findes i neurovidenskabsfolkenes foretrukne ikke-menneskelige forsøgspersoner, mus. “Rosenbusk-neuronen”, der har fået sit navn på grund af sit buskede udseende, havde undsluppet forskerne indtil i år, delvis fordi den er så sjælden.

Denne undvigende hjernecelle udgør kun ca. 10 procent af det første lag af neocortex, en af de nyeste dele af hjernen med hensyn til evolution (hvilket betyder, at de fjerne forfædre til moderne mennesker ikke havde denne struktur). Neocortex spiller en rolle i forbindelse med syn og hørelse. Forskerne ved endnu ikke, hvad rosenbuskeneuronen gør, men de fandt ud af, at den forbinder sig med andre neuroner kaldet pyramidale celler, en type excitatoriske neuroner, og bremser dem.

U.D., den neurovidenskabelige patient

En dreng, der i den medicinske litteratur er kendt som “U.D.”, fik for fire år siden fjernet en tredjedel af sin højre hjernehalvdel for at reducere sine invaliderende anfald. Den del af hjernen, der blev fjernet, omfattede den højre side af hans occipitallap (hjernens center for synsbehandling) og det meste af hans højre tindingelap, hjernens center for lydbehandling. I en alder af 11 år kan U.D. ikke se den venstre side af sin verden, men han fungerer lige så godt som andre på hans alder med hensyn til kognition og synsbehandling, selv uden denne centrale del af hjernen.

Det skyldes, at begge sider af hjernen behandler de fleste aspekter af synet. Men den højre er dominerende i forhold til at opdage ansigter, mens den venstre er dominerende i forhold til at behandle ord, ifølge et casestudie skrevet om U.D.

Denne undersøgelse viser hjernens plasticitet; i mangel af U.D.s højre synsbehandlingscenter trådte det venstre center til for at kompensere. Forskerne fandt faktisk ud af, at den venstre side af U.D.s hjerne registrerede ansigter lige så godt, som den højre ville have gjort.

Hjernen indeholder måske bakterier

Vores hjerner vrimler måske med bakterier. Men bare rolig – det ser ikke ud til, at de gør nogen skade.

Tidligere troede forskerne, at hjernen var et bakteriefrit miljø, og at tilstedeværelsen af mikrober var et tegn på sygdom. Men foreløbige resultater fra en undersøgelse, der blev præsenteret i år på det store årlige videnskabelige møde i Society for Neuroscience, viste, at vores hjerner faktisk kan rumme harmløse bakterier.

Forskerne i denne undersøgelse havde undersøgt 34 postmortale hjerner og ledt efter forskelle mellem dem med skizofreni og dem uden sygdommen. Forskerne blev imidlertid ved med at støde på stavformede objekter på deres billeder, og disse former viste sig at være bakterier.

Mikroorganismerne syntes at opholde sig mere på nogle steder i hjernen end på andre; disse områder omfattede hippocampus, den præfrontale cortex og substantia nigra. Mikroberne blev også fundet i hjerneceller kaldet astrocytter, der var tæt på blod-hjernebarrieren, den “grænsemur”, der beskytter hjernen.

Fundene er endnu ikke blevet offentliggjort i et fagfællebedømt tidsskrift, og der er behov for mere forskning for at bekræfte resultaterne, sagde forskerne.

Hjernen er magnetisk

Vores hjerner er magnetiske. Eller i det mindste indeholder hjerner partikler, der kan magnetiseres. Men forskerne ved ikke rigtig, hvorfor disse partikler findes i hjernen, eller hvor de stammer fra. Nogle forskere mener, at disse magnetiserbare partikler tjener et biologisk formål, mens andre siger, at partiklerne er kommet ind i hjernen på grund af miljøforurening.

I år har forskere kortlagt, hvor disse partikler befinder sig i hjernen. Resultaterne af deres undersøgelse, sagde forskerne, giver beviser for, at partiklerne er der af en grund. Det skyldes, at i alle de hjerner, som forskerne undersøgte – fra syv personer, der døde i begyndelsen af 1990’erne i alderen 54 til 87 år – var de magnetiske partikler altid koncentreret i de samme områder. Forskerne fandt også, at de fleste dele af hjernen indeholdt disse små magneter.

Mange dyrehjerner har også magnetiske partikler, og der er endda noget, der tyder på, at dyr bruger disse partikler til at navigere. Desuden bruger en type bakterier, der kaldes magnetotaktiske bakterier, partiklerne til at orientere sig i rummet.

Virus ansvarlig for menneskets bevidsthed?

En gammel virus inficerede mennesker for længe siden, og denne angriber efterlod sin genetiske kode i vores DNA. I år fandt forskerne ud af, at brudstykker af dette gamle virus-DNA spiller en afgørende rolle i den kommunikation mellem hjerneceller, der er nødvendig for højere tænkning.

Det er ikke ualmindeligt, at mennesker bærer rundt på brudstykker af viral genetisk kode; omkring 40 til 80 procent af det menneskelige genom består af gener efterladt af virus.

I undersøgelsen i år fandt forskerne ud af, at et virusgen kaldet Arc pakker andre genetiske oplysninger sammen og sender dem videre fra en nervecelle til den næste. Dette gen hjælper også cellerne med at reorganisere sig over tid. Desuden har problemer med Arc-genet tendens til at opstå hos personer med autisme eller andre neurale lidelser.

Forskerne håber nu at finde ud af den nøjagtige mekanisme, hvormed Arc-genet er kommet ind i vores genom, og hvad det præcist fortæller vores hjerneceller.

Unge celler i gamle hjerner eller ej?

Vores kroppe skiller sig løbende af med gamle celler og laver nye. Men i årtier troede forskerne, at denne celleomsætning ikke fandt sted i aldrende hjerner. I de seneste år har undersøgelser udført på mus – og nogle tidlige undersøgelser udført på mennesker – imidlertid rejst spørgsmål om denne opfattelse.

I år blev der i en artikel fremlagt hvad der måske er det første stærke bevis for, at ældre hjerner laver nye celler. Forskerne undersøgte 28 postmortale, ikke-syge hjerner fra personer, der var mellem 14 og 79 år gamle, da de døde. Forskerne skar hver hjerne op i hippocampus, et område af hjernen, der er vigtigt for indlæring og hukommelse, og talte derefter antallet af unge celler, der ikke var fuldt modne. Forskerne fandt, at ældre hjerner havde lige så mange nye celler som yngre hjerner, men at de ældre hjerner lavede færre nye blodkar og forbindelser mellem hjernecellerne.

For at komplicere tingene fandt en anden undersøgelse, der blev offentliggjort en måned før denne undersøgelse, imidlertid det modsatte og konkluderede, at voksne hjerner ikke laver nye celler i hippocampus. Uenigheden kan skyldes den måde, hvorpå hjernerne blev bevaret i de to undersøgelser, og de typer af hjerner, der blev undersøgt. (I den tidligere undersøgelse blev der set på hjerner med forskellige helbredstilstande, mens der i den senere undersøgelse kun blev set på ikke-sygdomsramte hjerner. De kan også have brugt forskellige konserveringsteknikker, som kan have påvirket cellerne.)

Din hjerne på stress

Dårlig nyhed: Stress kan skrumpe hjernen. Det viser en undersøgelse, der blev offentliggjort i oktober i år.

I undersøgelsen kiggede forskerne på mere end 2.000 raske mennesker i den midaldrende alder og fandt ud af, at personer med et højere niveau af stresshormonet kortisol havde lidt mindre hjernevolumen end personer med normale mængder af hormonet. Personer med højere kortisolniveauer klarede sig også dårligere i hukommelsestests end personer med normale niveauer af hormonet. Det skal bemærkes, at begge resultater er sammenhænge mellem stress og hjernen og ikke årsag og virkning.

Stress er normalt for kroppen: I øjeblikke med stress stiger kortisolniveauet sammen med niveauet af et andet hormon, adrenalin. Disse hormoner arbejder sammen for at sætte din krop i en kamp- eller flugtreaktion. Men når den stressende del er overstået, bør kortisolniveauet falde. Det gør de dog ikke altid. Nogle mennesker, især i dette moderne liv, kan have forhøjede kortisolniveauer i lange perioder. En reduktion af stress – f.eks. ved at få bedre søvn, dyrke motion, anvende afslapningsteknikker og tage kortisolreducerende medicin – kan have en række fordele, siger forskerne.

Lader din hjerne dig høre dine egne fodtrin?

Klik, klik, klik, klik: Du kan måske takke din hjerne for, at du slipper for at høre hvert eneste skridt, du tager. En undersøgelse, der blev udført på mus i år, viste, at musens hjerne annullerede lyden af dyrets egne fodtrin. Dette gjorde det muligt for dyrene bedre at høre andre lyde i deres omgivelser, f.eks. lyden fra et rovdyr.

Forskerne fandt ud af, at musens hjerne opbyggede et støjfilter, efterhånden som hjernen vænnede sig til en bestemt lyd. Det gjorde den ved at koble celler i den motoriske cortex, et område af hjernen, der er involveret i bevægelse, til den auditive cortex, et område, der er involveret i lyd. Helt enkelt kan man sige, at hjerneceller i den motoriske cortex affyrer signaler for at blokere hjerneceller i den auditive cortex fra at affyre deres egne signaler – hvilket i bund og grund dæmper den auditive cortex.

Og selv om undersøgelsen blev udført på mus, mener forskerne, at resultaterne også kunne gælde for mennesker. Det skyldes, at vi allerede har lignende systemer på plads. For eksempel lærer kunstskøjteløberes hjerner, hvilke bevægelser de kan forvente, og hæmmende neuroner ophæver reflekser, der ville forhindre disse atleter i at snurre rundt og udføre deres vanvittige snoninger.

Spsykedeliske stoffer kan ændre hjernecellers struktur

Sykedeliske stoffer kan fysisk ændre hjernecellers struktur, ifølge en ny undersøgelse. Denne forskning blev udført på hjerneceller i laboratorieskåle og hos dyr, men hvis resultaterne gælder for mennesker, kan de betyde, at disse stoffer kan hjælpe mennesker med visse humørsygdomme.

Det skyldes, at hos mennesker med depression, angst eller andre humørsygdomme har neuroner i den præfrontale cortex, en del af hjernen, der er vigtig for at kontrollere følelser, en tendens til at skrumpe ind. Og deres grene – som neuroner bruger til at tale med andre neuroner – har en tendens til at trække sig tilbage. Men da forskerne tilføjede psykedeliske stoffer, herunder LSD og MDMA, til petriskåle med rotte-neuroner, fandt de ud af, at antallet af forbindelser og forgreninger i nervecellerne steg.

En anden hjerne i tarmen?

Millioner af hjerneceller lever i tyktarmen, og fordi disse celler fungerer uden instruktioner fra hjernen eller rygsøjlen, kalder forskerne sommetider massen af dem for “den anden hjerne”. Men denne masse har også et videnskabeligt navn: det enteriske nervesystem. Og en ny undersøgelse, der er udført på mus, viser, at systemet er ret smart; det kan affyre synkroniserede neuroner for at stimulere muskler og koordinere deres aktivitet, så det kan gøre ting som at flytte afføring ud af kroppen.

Den egentlige hjerne (den i dit hoved) kan også gøre dette – synkronisere affyring af neuroner – i de tidlige stadier af hjernens udvikling. Det betyder, at neuronhandlingerne i tarmen kunne være en “oprindelig egenskab” fra de første stadier af den anden hjernes udvikling. Nogle forskere har endda den hypotese, at den anden hjerne udviklede sig før den første, og at dette fyringsmønster stammer fra den tidligst fungerende hjerne i kroppen.