De normale anatomie en functie van het centrale zenuwstelsel

Definitie

De hersenen (enkelvoud bestaat in het Nederlands niet), of het encephalon (Grieks voor "in het hoofd"), zijn het besturingscentrum van het centraal zenuwstelsel in dieren.
Bij de meeste dieren liggen de hersenen in het hoofd. Het zenuwstelsel van gewervelden heeft ook hersenen, maar ongewervelde zenuwstelsel hebben soms hersenen en soms collecties van individuele ganglia.
Het is een extreem complex orgaan. Het is opgebouwd uit 100 miljard zenuwcellen waarvan elk in verbinding staat met 25000 andere zenuwcellen.
De hersenen besturen en coördineren sensorische systemen, beweging, gedrag en homeostatische lichaamsfuncties zoals hartslag, bloeddruk en lichaamstemperatuur. De hersenen zijn de bron van cognitie, emotie, geheugen en beweging.

In de meeste hersenen is een duidelijk verschil zichtbaar tussen grijze stof en witte stof. Grijze stof bestaat uit de cellichamen van de neuronen.
De witte stof bestaat uit de vezels (axonen) die de neuronen over lange afstand verbinden. De buitenste lagen van de hersenen noemt men de cortex of hersenschors. Het bestaat voornamelijk uit grijze stof. Behalve in lagen komen cellichamen ook voor in kernen. Ze zijn over het gehele centrale zenuwstelsel verspreid. De axonen in de witte stof zijn omgeven door een vettige, beschermende en isolerende laag; myeline. Myeline is verantwoordelijk voor de kleur van de witte stof.

het centrale zenuwstelsel : hersenen en ruggenmerg

Het centraal zenuwstelsel (CZS) vormt samen met het perifeer zenuwstelsel (PZS) het gehele zenuwstelsel.
Net als andere orgaanstelsels is het zenuwstelsel opgebouwd uit cellen. Wat betreft het aantal cellen is het CZS, vergeleken met het PZS, het grootste deel van het zenuwstelsel. Het CZS bestaat uit de hersenen en het ruggenmerg.

Tijdens de embryonale ontwikkeling ontstaat het CZS als een buisvormige structuur, de neurale buis. Hieruit ontstaan de drie primaire hersenblaasjes: het prosencephalon (de voorhersenen), het mesencephalon (de middenhersenen) en het rhombencephalon (de achterhersenen).
Uit het prosencephalon ontstaan vervolgens het telencephalon en het diencephalon, en uit het rhombencephalon ontstaan het metencephalon en het myelencephalon.


Dit is een doorsnede van de hersenen van een hond

De hersenstam of truncus cerebri is de anatomische benaming voor het gedeelte van het CZS dat de grote hersenen met de kleine hersenen en het ruggenmerg verbindt. De hersenstam bestaat uit het verlengde merg, de pons en de middenhersenen.

Het perifeer zenuwstelsel (PZS) vormt samen met het centraal zenuwstelsel het gehele zenuwstelsel. Het bestaat uit zenuwen en zenuwcellen die buiten het CZS liggen die onder andere organen en ledematen dienen. In tegenstelling tot het CZS wordt het PZS niet beschermd door botstructuren of een bloed-hersenbarrière.


De onderkant van de hersenen met de zenuwen die naar het hoofd gaan.

 

De grote hersenen

De functie van de grote hersenen is het verwerken van impulsen afkomstig van receptoren en het regelen van bewust gewilde bewegingen.

Twaalf paar hersenzenuwen verbinden de hersenen met receptoren en effectoren in hoofd en hals.

De grote hersenen bestaan uit twee helften die sterk geplooid zijn. In de grote hersenen liggen hersencentra. Onderverdeeld in sensorisch centra (achter de centrale groeve) en motorisch centra (voor de centrale groeve). De sensorische centra voor reuk, gehoor en gezicht liggen apart in de hersenschors.

De hersenhelften worden onderling verbonden door het corpus callosum of de hersenbalk. De buitenste laag van de hersenen wordt de neocortex genoemd en kan worden onderscheiden in een aantal hersenkwabben, zoals voorhoofdskwab (frontaalkwab), achterhoofdskwab (occipitaalkwab) en temporaalkwab. Deze kwabben hebben belangrijke cognitieve functies, zoals spraak, visuele verwerking, geheugen en abstract redeneren.

In de achterhoofds- of occipitaalkwab zetelen functies die te maken hebben met de verwerking van visuele informatie.

In de hersenen bevindt zich ook het ventrikelstelsel, dat bestaat uit vier ventrikels.

De kleine hersenen

De kleine hersenen (cerebellum) zijn een onderdeel van het centrale zenuwstelsel. Ze zijn ontwikkeld uit de achterhersenen en bestaan uit twee helften die ongeveer de grootte van een perzik hebben. De kleine hersenen bevinden zich tussen de grote hersenen en de hersenstam. Ze nemen maar ongeveer 10% van het totale hersenvolume in, doch het cerebellum bevat meer dan de helft van alle neuronen in de hersenen. Het cerebellum maakt deel uit van het metencephalon.

De kleine hersenen hebben als functie het coördineren van bewegingen en het bewaren van het evenwicht. Ze zorgen ervoor dat de dieren verschillende waarnemingen en bewegingen goed kunnen combineren en regelen het aanspannen en ontspannen van spieren. Men denkt dat het cerebellum de motorische output aanpast door vergelijking.

  • Het ontvangt input over de plannen (interne feedback; wat je wilt doen)
  • Het ontvangt input van motorische prestaties (externe feedback; wat je gedaan hebt)
  • Het projecteert naar lager gelegen motorische systemen.

De kleine hersenen staan in verbinding met de grote hersenen, het ruggenmerg en de hersenstam, en ontvangen onder meer informatie uit het evenwichtsorgaan en uit diverse spieren.

Hersenstam

De hersenstam of truncus cerebri verbindt de grote hersenen met de kleine hersenen en het ruggenmerg. De hersenstam bestuurt vitale levensfuncties als hartslag, ademhaling en bloeddruk. Het bestaat uit het verlengde merg, de pons en de middenhersenen (mesencephalon). Over de hele lengte van de hersenstam bevindt zich de formatio reticularis, een netwerk van cellen, dat medeverantwoordelijk is voor het bewustzijn. De hersenzenuwen vinden hun oorsprong in de hersenstam.

De hersenstam is het oudste hersendeel en bestaat uit korte, ongemyelineerde zenuwcellen. Dit deel van de hersenen is ontstaan tijdens de evolutie van ongewervelden naar reptielen en is verantwoordelijk voor zeer belangrijke basisfuncties om te overleven:

  • regulatie slaap-waakcyclus
  • reflexmatige en willekeurige oogbewegingen
  • controleren pupilgrootte
  • het voelen van beweging en zwaartekracht
  • plassen
  • kauwen en slikken
  • vorming van speeksel
  • overgeven
  • regulatie spijsvertering
  • ademhalen
  • bloedsomloop