Grunnleggende nevrobiologi (9788245047783) by Fagbokforlaget

MAGNUS HELGHEIM BLYSTAD OG JO FOSBY JAAVALL

GRUNNLEGGENDE NEVROBIOLOGI

En introduksjon til biologisk psykologi

Magnus Helgheim Blystad og Jo Fosby Jaavall

Grunnleggende nevrobiologi

En introduksjon til biologisk psykologi

1. utgave 2024 / 1. opplag 2024

ISBN: 978-82-450-4778-3

Grafisk produksjon: John Grieg, Bergen

Omslagsdesign ved forlaget

Illustrasjon på forside og kapittelstartsider: Midjourney og forfattere

Spørsmål om denne boken kan rettes til: Fagbokforlaget

Kanalveien 51

5068 Bergen

Tlf.: 55 38 88 00 e-post: fagbokforlaget@fagbokforlaget.no www.fagbokforlaget.no

Materialet er vernet etter åndsverkloven. Uten uttrykkelig samtykke er eksemplarfremstilling bare tillatt når det er hjemlet i lov eller avtale med Kopinor.

Vigmostad & Bjørke AS er Miljøfyrtårn-sertifisert, og bøkene er produsert i miljøsertifiserte trykkerier.

Kapittel 3

Nervesystemets byggeklosser: celler, signaler og synapser

form 1 – Dendritter

Nevronets funksjon – formidling av signaler

Del 1: Signalet mellom dendritter og akson – signalet inne i cellen

synapser – veien over kløfta

nettverk – En er en og to er to

perifere nervesystemet

måling

Metoder for å måle og avbilde hjerneaktivitet

– elektroencefalografi

MR og fMRI - magnetisk resonans og funksjonell magnetisk resonansavbildning

Hvilke metoder er best?

fMRI og MR: Detaljerte bilder av hjernen – skadede områder og energiforbruk

Praktiske mål på hjerneaktivitet

Kapittel 5

Utvikling og nevroplastisitet

Kapittel 6

Nevrobiologien bak sansesystemet – primærsansene og de andre sansene

Sansning og persepsjon – sansenes grunnlag..

primærsansenes arbeidsområder.

Kjemiske sanser 1: Tungen og smakssansen..

Kapittel 7

Veien videre – oppsummering, videre studier og arbeid

Økning av grunnleggende kunnskaper

Kliniske og anvendte yrker – med hjerte for hjernen

Psykologenes særstilling – er hjernen stjernen?

Hjernen som birolle – en viktig brikke i et stort puslespill

Oppsummering: Hva denne

Etterord

forfatterne..

Ordliste

Fasit til flersvarsoppgaver

Kapittel 1

Kapittel 2..

Kapittel 3

Kapittel 4..

Kapittel 5

Kapittel 6..

Kildeliste

Bildeliste

Forord

Om bakgrunnen for boken

Denne boken er formet av forfatternes erfaring med undervisning i biologisk psykologi. Den ble til med et formål: at du som leser skal få en solid forståelse av nevrobiologiens kjernekonsepter, slik at det legges et fundament for videre studier. Etter å ha undervist i biologisk psykologi ved flere steder og i flere år, ble det klart for forfatterne at en slik bok er sårt tiltrengt. Med det mener vi en bok som ikke forutsetter noen forkunnskaper innen biologi eller kjemi, men som søker å etablere det mest grunnleggende slik at veien videre går lettere. Vi har derfor kun tatt for oss å presentere det aller mest nødvendige av tekniske begreper og valgt ut de mest sentrale konseptene til en første introduksjon. Da selv en slik introduksjon er ganske omfattende, har vi valgt å bruke illustrasjoner veldig aktivt. Videre har vi forsøkt å bruke flere pedagogiske grep; hvert kapittel har øvingsoppgaver i form av både flervalgsoppgaver og refleksjonsoppgaver. I løpet av boken vil sentrale begreper markeres med blå skrift, og du finner en forklaring av disse ordene i ordlisten bakerst i boken. Vi håper denne boken vil være nyttig på din kunnskapsreise inn i nevrobiologien.

Om illustrasjoner

Bilder og illustrasjoner bryter opp tungt fagstoff og setter en visuell ramme for det du leser. Slik håper vi at du kan få se sentrale deler fra en litt annen vinkel, som kan hjelpe deg til å tenke kreativt rundt ellers veldig teknisk og stivt materiale. Du vil finne illustrasjoner i denne boken på omtrent annenhver side. Det er hovedsakelig tre kategorier av disse; illustrasjoner av metaforer, tekniske tegninger og forenklede modeller. Et og annet unntak finnes nok, ikke alle illustrasjonene passer inn i de tre, men disse kategoriene ønsker vi å introdusere slik at du får mest mulig ut av boken.

Lik en mediterende person er et atom med fullt ytre elektronskall helt i ro.

Illustrasjoner av metaforer

Mange av prosessene, fagtermene og teoriene i denne boken ligger ganske langt unna de tingene vi omgås i hverdagen. For å prøve å lage noen hverdagslige knagger har vi lent oss på metaforer og laget en hel rekke med illustrasjoner av disse. De fleste av disse er generert av KI. Ofte med en fotorealistisk stil. Om du ser en illustrasjon markert med grønt, så vet du at dette er en knagg du kan henge et sentralt og kanskje litt avansert konsept på.

Ved en kjemisk synapse bruker ionesignalet litt mer tid på å komme seg fra presynaptisk til postsynaptisk celle. Først må signalstoff, altså nøkkelmolekylene kalt nevrotransmittere, slippes ut, siden må de binde seg til spesielle porter og låse opp disse. Når disse er åpnet, kan ioner gå inn i postsynaptisk nevron.

Tekniske tegninger

Det er ikke til å komme forbi at det er mye avansert vitenskap som ligger bak det denne boken handler om. De tekniske tegningene illustrerer dette på en oversiktlig og detaljert måte. Eksempler finner du i kapittel 2 og 3, med avbildninger av henholdsvis atomer og synapser. Disse er markert med blått. Slike tegninger viser sentrale og viktige deler for å forstå kapittelet du finner dem i; nøkkelkunnskap, rett og slett!

Her er en hel rekke celler som sender signaler til hverandre. Der piler møter sirkler, har vi synapser, som kan være enten elektriske eller kjemiske. Noen sender signaler til en celle, noen sender signaler til to celler, og selve signalet går ikke kun fra A til B. Det går heller fra celle A til B til C, og så tilbake til B, og så til C, og så til A igjen.

Forenklede modeller

Den siste kategorien av illustrasjoner er forenklede modeller av prosesser som foregår i nervesystemet. Vi har her gått inn for å forsøke å forenkle avbildninger av celler og lignende slik at kun det mest sentrale er igjen. Strekene er enkle, og kun det aller viktigste er med. Men forstår du det som er med, kan du regne med at du er godt utrustet til å gå videre med mer avansert litteratur om emnet. Rødt er markøren for denne typen illustrasjoner.

Kapittel 1

Introduksjon til nevrobiologi

Læringsmål

Når du har lest kapittelet, bør du ha en forståelse av:

1. At universet består av det fysiske.

2. At mennesker består av celler.

3. Evolusjonslæren.

4. At menneskets sinn og psyke består av cellenes aktivitet.

Naturfag starter som et enkelt emne på barneskolen, men etter hvert i utdanningsløpet blir det mer og mer avansert. Først splittes det opp i fysikk, kjemi og biologi, som siden samles igjen i fagfelt som biokjemi, molekylærbiologi og biofysikk. Innimellom disse spesialiserte og avanserte vitenskapelige fagfeltene finner vi et punkt hvor flere veier møtes: biologisk psykologi. Dette er et krysningspunkt som blant annet omhandler hvordan vi tenker, føler og drømmer; det som tidligere i psykologiens historie ble omtalt som sjelen, men som i dag ofte kalles sinnet. Her jobbes det med å skape en forståelse av det menneskelige sinn, med alt det rommer, ut fra et biologisk perspektiv. Tema som tanker, følelser og drømmer høres kanskje ut som det ikke har mye å gjøre med de harde naturfagene, men en forståelse av dette påkrever en forståelse av sinnets biologi; altså nevrobiologi. Så bak biologisk psykologi ligger altså nevrobiologi. Men hva er så da nevrobiologi?

Nevrobiologi er en gren av naturvitenskapen, og da spesifikt den delen som omhandler nerveceller og nervesystemet. En annen måte å si det på er at nevrobiologi er studiet av biologien til nervesystemet. I første omgang kan man se relevansen slik kunnskap kan ha for de som jobber i helsevesenet, og spesielt de som er spesialisert innen psykologi og psykiatri; en

grunnleggende forståelse av de biologiske rammene for både normal og anormal atferd er sentralt for slike yrker. Det er for eksempel vanskelig å skulle gi medisinsk behandling av psykiske lidelser om man ikke har noe forståelse av hvorfor denne medisinen i det hele tatt fungerer. Når vi her gjør koblingen til medisin, så følger det fort at nevrobiologi også er relevant for alle andre yrker innen helsevesenet, som vernepleie, sykepleie og relaterte stillinger.

Forskning innen nevrobiologi gjøres på både dyr og mennesker, i levende celler i laboratorier og ved hjelp av datamaskin. Herunder kan forskning ta mange ulike retninger. I både dyr og mennesker kan man måle hjerneaktivitet mens forskningsobjektet ser på eller interagerer med et bestemt objekt, i levende celler kan man observere hvordan kreftceller utvikler seg, og på datamaskinene kan man lage nevrale nettverk som simulerer hvordan hjerneaktivitet fungerer.

Denne boken er utformet med hensikt om å dekke grunnleggende kunnskap om nervesystemet, og forholdet mellom nervesystemet og atferd, på en måte som både kan øke generell kunnskap og legge til rette for videre studier. For å gjøre dette ganske tekniske, og ofte svært detaljerte, materialet tilgjengelig må man komme rundt problemet om manglende forkunnskaper. I dette kapittelet får du derfor en oversikt over sentralt bakgrunnsmateriale, noe vi har valgt å kalle antagelser, slik at resten av innholdet i boken blir mer forståelig. Alle fagfelt har sett med antagelser, ideer og teorier som alle, det vil si alle som studerer og jobber med fagfeltet, bare «vet». Her vil vi gi et raskt overblikk over fire store antagelser for nevrobiologi. Dette er de ideene og konseptene som man tar litt for gitt, men som ofte ikke blir direkte presentert i andre fagbøker.

Antagelse 1: Universet består av det fysiske

Mennesket har til enhver tid vært opptatt av hva universet består av, noe som igjen har konsekvenser for hva vi som mennesker er bygd opp av. For å kunne forstå dette konseptet er det viktig at vi først tar for oss noen av de utviklingene som har funnet sted i vitenskapens historie.

Empedokles (490–430 fvt.), Platon (428–348 fvt.) og Aristoteles (384–322 fvt.) var alle filosofer i det antikke Hellas som diskuterte hvorvidt universet kunne være bygd opp av fundamentale byggeklosser. I deres tilfelle

Illustrasjon 1.1 Aristoteles mente at kosmos var delt opp i såkalte himmelsfærer, hvorpå den terrestriske/jordlige hvor alt levende befinner seg, besto av fire elementer. I denne illustrasjonen kan vi se elementene oppført som jord (Terra), vann (Aqua), Luft (Aer) og ild (Ignis).

trodde de at alt var bygd opp av de fire elementene jord, vann, ild og luft (se illustrasjon 1.1).

Selv om dette synet på oppbygningen av verden i nyere tid har vist seg å ikke være helt riktig, så var en av deres likemenn noe nærmere det vi i dag anser som et mer korrekt svar. Demokrit (460–370 fvt.) hevdet at universet besto av evigvarende enheter som var så små at de ikke lenger kunne deles opp i mindre biter. Han kalte disse enhetene for atomon, som er gresk for «udelelig», og dette er hvor vi får det moderne uttrykket atomer fra.

Argumentene til Demokrit ble så underbygd på starten av 1800-tallet gjennom en britisk vitenskapsmann ved navn John Dalton (1766–1844).

Dalton demonstrerte at atomer av ulike typer kunne variere i vekt og masse, noe de gamle grekerne ikke hadde trodd var mulig. Ved å kombinere teoriene til Demokrit og Dalton hadde man kommet fram til det verdensbildet vi

i stor grad følger i dag, hvor alt vi som mennesker kan ta på, smake, lukte og føle, består av utrolig små og ulike byggeklosser kalt atomer. De er små, men de har vekt og masse, og de er observerbare. Hvis man så går ut fra at universet består av det vi kan oppfatte med våre sanser, enten direkte eller via teknologi, vil en grunnantagelse innen biologi og kjemi være at universet består av det fysiske.

Antagelsen om at verden kun består av fysiske elementer, selv om de er utenkelig små, strekker seg også til ting vi generelt ikke ville tenkt på som å være av fysisk natur. Tenk for eksempel på hvordan du løfter armen eller strammer en muskel i foten. Dette skjer ikke fordi vi har en «sjel» som driver våre kroppslige funksjoner slik mange filosofer og forskere trodde før. Dette er heller fordi fysiske signaler reiser fra hjernen til musklene våre via nervetråder i kroppen. Vi kommer nærmere tilbake til nervetråder i kapittel 2 og ulike kroppsfunksjoner i kapittel 4 og 6.

Antagelsen om at alle kroppslige funksjoner befinner seg innenfor det fysiske domenet, var derimot ikke alltid en selvfølge. Kanskje det mest kjente eksempelet på debatten om skillet mellom det fysiske og sjelelige er å finne i dualismen, altså debatten om skillet mellom kropp og sjel/sinn. Dualismen ble først satt på dagsordenen av René Descartes (1596–1650), en filosof som er kjent for utsagnet «cogito, ergo sum» («Jeg tenker, altså er jeg»). For Descartes var det tenkende og det materielle to separate enheter som var forent i en menneskelig kropp. I illustrasjon 1.2 kan du se hvordan Descartes mente dette fungerte i praksis.

Diskusjoner om dualisme preger ikke lenger fagfelt som biologi og kjemi, da man nå i stor grad opererer ut fra antagelsen om at sjelen ikke har en rolle i kroppens fungering. Hvis vi kan bevege oss videre fra slike filosofiske diskusjoner, så kan vi se nærmere på hva vi anser som å være av fysisk natur. Mer spesifikt skal vi se på atomer og deres rolle i vår forståelse av biologi og kjemi. Atomer er det celler (og alt annet materielt) er laget av, og de er derfor å anse som universets byggeklosser. Det er oppbygningen av atomer som bestemmer funksjonen og kvalitetene ved så å si alt rundt oss. Dette medfører også at atomer kan innta et nesten uendelig antall former og fasonger, som igjen går sammen og danner hele menneskekroppen. Dette er et tema vi går nærmere inn på i kapittel 2.

Illustrasjon 1.2 Descartes mente at lys ble fokusert av øynene på netthinnen (bakerste del av øyet), som så videresendte dette til et hjerneområde kalt konglekjertelen. Det var i konglekjertelen Descartes mente bindeleddet mellom kropp og sjel lå. Sjelen kunne så kommunisere med armen for å for eksempel få den til å peke på noe.

Antagelse 2: Mennesker består av celler

Kropp og sjel er ikke oppdelt slik Descartes en gang antok, så en mer fruktbar tilnærming er å se til hva som befinner seg i det materielle av menneskers kropp. Fra de minste bestanddeler av det materielle til de største er rekkefølgen atomer, så molekyler, og over disse igjen kommer vi til det som er menneskets byggeklosser; celler. Alle celler i kroppen har noen likhetstrekk; de har yttervegger kalt membraner og et sett med interne strukturer kalt organeller. Hver av disse organellene har unike oppgaver; de bryter ned avfallsstoffer, de produserer energi og bidrar til at cellen kan utøve oppgavene sine. Noen celler skal frakte oksygen (røde blodceller), mens andre danner en beskyttelse mot omgivelsene (hudceller).

Innen nevrobiologi er det noen celler som blir spesielt viktige; altså de vi finner i nervesystemet. Disse kaller vi for nevroner (også kalt nerveceller) og gliaceller. Når du hører noen si hjerneceller, eller leser om det i avisa, så er det nevroner det er snakk om. Nevronene er en gruppe med celler som har den unike egenskapen at de kan snakke med hverandre. Når nevroner snakker med hverandre, foregår det på to måter; de sender et signal fra

Illustrasjon 1.3 For å se atomer og molekyler trengs det svært avansert teknologi, ofte i spesialiserte laboratorier. For å jobbe med dette må man både vite hvorfor cellene under mikroskopet er bygd opp som de er og hvordan mikroskopet fungerer, altså en kombinasjon av teori og praksis må til for å forske på slike temaer.

en del av cellen til en annen del av cellen, og de sender signal fra en celle til en annen. Signalet som sendes, er basert på egenskaper som er både på atomnivå og cellenivå. Dette skal vi se nærmere på i kapittel 3. Celler og atomer er så små at vi ikke kan observere dem med våre egne øyne, men de er direkte ansvarlige for nesten alt i menneskekroppen. Alle erfaringer, tanker, følelser og drømmer kan representeres med nevronenes aktivitet i nervesystemet.

Vi kan si dette med litt andre ord også. For når man i nevrobiologi snakker om menneskelige erfaringer, så er det egentlig aktivitet i nervesystemet vi er opptatt av. Alt som kan beskrives av menneskelige opplevelser, har et sett med celler som håndterer det. Disse cellene har alle sammen unike funksjoner. Et naturlig spørsmål blir da: Hvordan har cellene fått alle disse spesielle egenskapene? Svaret på dette finner vi i evolusjonslæren.

Antagelse 3: Evolusjonslæren

Evolusjonslæren ligger til grunn for all forskning innen biologi og relaterte felter, og er forklaringen på hvorfor funksjonen til cellene har blitt som de har blitt. Nå er det ikke slik at evolusjon kun hører til nevrobiologi, faktisk er evolusjonslæren sentral som bakteppe for alt fra biologi, til medisin og også

Illustrasjon 1.4 Charles Darwin avbildes ofte slik, med et fantastisk skjegg. Hans hovedverk anses å være «On The Origin of Species», eller «Artenes opprinnelse», fra 1859.

store deler av psykologien. Allikevel er det verdt å ha noe grunnleggende kjennskap til sir Charles Darwins (1809–1882) teori omkring hvordan arter endrer seg over tid. Denne ideen ligger alltid der i bakgrunnen, slik at alle levende vesener, og cellene de består av, ses på gjennom evolusjonslærens linse.

Hva er så evolusjon? Evolusjon beskriver hvordan arter, fra det minste encellede vesen til oss mennesker, har blitt formet gjennom deres eksistens her på planeten. Alle dyr stammer fra noen få forfedre, noe som forklarer likhetstrekk på tvers av arter. Jo nærmere den felles stamfaren to arter er, jo flere likhetstrekk har de. Derfor er vi ofte ganske like våre foreldre og besteforeldre, men veldig ulike fra de menneskene som levde for mange tusen år siden.

Teorien om evolusjon er ganske avansert, og dette er ikke en bok som hovedsakelig skal handle om den. Allikevel må vi ta for oss to sentrale begreper som forklarer hvordan menneskearten har blitt som den har blitt: variasjon og seleksjon. La oss bruke et klassisk eksempel som viser hva som ligger i disse to begrepene.

Se for deg en fugleflokk av samme fugleart. Selv om disse er av samme art, så er det noen forskjeller i arvestoffet allikevel. Noen har arvestoff som har gitt dem korte nebb, mens andre har spissere og lengre nebb. Nebblengde er et eksempel på variasjon. Det er et trekk ved en art som kan være forskjellig fra individ til individ. I skogen hvor fuglegruppa bor, kommer det ofte kraftige regnskyll, som tvinger mark og andre smådyr til overflaten. Det er

Illustrasjon 1.5 Mennesker deler mye arvestoff med sjimpanser, og vi har en felles stamfar, som får en teoretisk illustrasjon i toppen av denne illustrasjonen. Akkurat hvordan denne stamfaren så ut, er uvisst, men den delte flere av trekkene fra både sjimpanser og mennesker.

Illustrasjon 1.6 Det er i fuglenes arvestoff at det bestemmes om fuglen får et kort eller langt nebb. Mellom disse ekstremene ligger det utallige variasjoner, og variasjonene gir fordeler i forskjellige miljøer.

da nok mat til alle, både de nyklekkede fugleungene og foreldrene. Så skjer noe katastrofalt; tørke. Insektene holder seg mer skjult, under bakken, og innenfor barken på trærne. Fuglene med lengre nebb får mest mat, for nebbene deres når dit hvor maten gjemmer seg. De andre fuglene sulter og dør. Effekten på fuglegruppa er at det blir flere av fuglene med lange nebb, og færre av de med korte nebb.

Dette er naturlig seleksjon; enkelte trekk (lange nebb) er fordelaktige i forskjellige miljøer, og individer med mest fordelaktige trekk vil få flere barn. Arvestoffet til det fordelaktige trekket vil øke i fuglegruppa, eller sagt med andre ord, det blir etter hvert flere fugler med lange nebb. Dette er den mer korrekte beskrivelsen av det kjente utsagnet «den sterkeste overlever», eller slik det mer korrekt sies på engelsk; survival of the fittest. Vi burde heller si som så at den mest tilpasningsdyktige overlever, eller for fuglene våre; de med nebb som funker både i tørke og regnvær. Dette kan også omtales som fylogenetisk utvikling, som beskriver hvordan en art utvikler seg gjennom dens evolusjonshistorie. Motsatsen til dette er ontogenetisk utvikling, som handler om hvordan et individ utvikler seg gjennom sin levetid, altså hvordan du ble den du er i dag.

Eksempelet med fuglene viser til en type seleksjon basert på endringer i miljøet, men det finnes også andre seleksjonsprosesser, for eksempel de som påvirker hvilke maker som velges. Når egenskaper hos et kjønn velges av det andre kjønnet, omtales det som interseksuell seleksjon; hunnfuglene velger de hannfuglene som bygger de beste redene. Innad blant hannfuglene pågår det kanskje en annen form for seleksjon, kalt intraseksuell seleksjon; de har kanskje kamper for å etablere eierskap til de beste redestedene, eller utviser styrke ved å dominere andre, slik at de hannene som er størst/sterkest/flinkest, blir selektert. Intraseksuell seleksjon blir derfor mer å anse som en slags intraseksuell konkurranse, oftest mellom hannkjønnene.

Evolusjonsteorien ligger bakenfor all forståelse av både medisin, psykiatri og ikke minst nevrobiologi. Nå vet du litt om antagelsen bak alle antagelser; altså artenes felles historie. Denne felles historien deles også av mennesket, også ned på cellenivå; alle våre celler har blitt til gjennom den samme prosessen. Cellenes form og funksjon har blitt selektert, fordi de har vært best tilpasset omgivelsene.

Den fjerde og siste antagelsen bygger på de tre første; all verden består av fysiske objekter, celler er de fysiske byggesteinene mennesker er bygd opp av, og evolusjonen har formet cellene og deres funksjoner. Her kan vi zoome inn på oss mennesker, eller nærmere bestemt det å være et menneske. Hvis vi tar med oss de antagelsene vi har til nå, blir visse ting tydelige: Det å være menneske må ha grunnlag i den fysiske verden, det må kunne eksistere på en eller annen måte på cellenivå, og disse fysiske egenskapene må være formet av evolusjonshistorien.

Antagelse 4: Menneskets sinn og psyke består av cellenes aktivitet

Gitt at vi har en forhistorie som har formet oss, det vil si våre celler og funksjonene de har, og verden består av en fysisk dimensjon – hvordan forklarer vi psykologien vår? Dette kan ses gjennom våre tanker, følelser og atferd.

Disse er svært avanserte, men for å starte med det helt grunnleggende kan vi ta utgangspunkt i sansene våre. Som et eksempel har vi smakssansen. Dette er en sans som har spesialisert seg på å plukke opp bestemte sammensetninger av atomer fra omgivelsene via spesialiserte celler på tungen. Herunder er det også slik at mat som mennesker synes smaker godt, også smaker godt for arter som er relativt nær beslektet, evolusjonsmessig sett.

Gjennom dette eksempelet kan vi se hvordan de foregående antagelsene sammen lager grunnlaget for hvordan vi som mennesker oppfatter verden rundt oss.

Det samme gjelder for de andre sansene, og som sammen gir oss en opplevelse av verden. Denne opplevelsen er basert på en lang rekke inntrykk. Illustrasjon 1.7 viser en situasjon hvor sansene spiller en viktig rolle; spising av mat med smaken av fersk frukt. Sansene kan derfor ses på som maskiner som oversetter informasjon fra omgivelsene til signaler som nevronene våre kan kommunisere.

Illustrasjon 1.7 Det er ikke bare utsiden som ligner, men også det vi ikke så lett kan se. Som for eksempel hvordan sansene våre fungerer, noe som blant annet gjør at vi deler preferanser for forskjellige typer mat.

Informasjonen fra omgivelsene kommer fra det vi kan se, lukte, høre, smake og føle. Hver av disse sansene oversetter en del av omgivelsene til signaler hos nervecellene. Etter at omgivelsene har blitt oversatt til signaler, må de reise hele veien til hjernen, og først når nevronene der får signalet, kan inntrykkene samles. Lukten og synet av en rose kommer inn gjennom nesen og øynene, og blir der oversatt til signaler som reiser inn i hjernen. Her møter signalene andre nerveceller som har kunnskap om blomster, og sammen klarer de å tolke seg fram til at foran deg er det en rose. Sansene skal vi komme grundigere tilbake til i kapittel 6.

Mennesker har derimot tanker, følelser, minner, drømmer og mye annet som ikke har noe direkte opphav i sansene. Antagelsene gjelder allikevel også for disse, da også dette består av nervecellers aktivitet. Aktiviteten til nervecellene er et kjempestort samspill, hvor signaler reiser gjennom og mellom celler med utrolig hastighet. Når nerveceller jobber sammen, kalles dette for nettverksaktivitet; for cellene er koblet sammen på en måte som ligner innsiden av en datamaskin. Det er i den samlede aktiviteten i slike nevrale nettverk at avanserte menneskelige psykologiske fenomener eksisterer i hjernen. Hva da med de menneskelige prosessene som ikke bare er sanseinntrykk, eller mentale situasjoner? Hva med erfaring, læring og ferdighetstilegnelse?

All form for læring, fra hukommelse omkring datoen for bursdagen til kjæresten, til de automatiske bevegelsene som lar deg bakkestarte en gammel Volvo med manuelt gir, antar vi at kan ses i nervecellene. Dette er basert på forskning som viser at disse nervecellene endrer både måten de kommuniserer på, og hvordan de ser ut. I dyrestudier har man observert at nervecellene endrer måten de snakker på basert på erfaring. For å se på endring i selve nervecellen tar man i bruk avanserte mikroskop, og ser på celler før og etter læring. Noen av disse cellene, som er involvert i bilkjøring i vårt eksempel, har da dannet nye utvekster. Disse små utvekstene fungerer som nye koblinger til nervecellene rundt, slik at de på en måte kan snakke mer effektivt. Slike endringer dekkes grundigere i kapittel 5.

Så, absolutt alt du er, og alle måter du endrer deg på gjennom et langt liv, er representert i nervecellenes aktivitet og utforming.

Sammendrag

Nevrobiologi er studiet av biologien til nervesystemet og dets levende komponenter. Dette danner grunnlaget til biologisk psykologi, og dekker i stor grad sentral kunnskap innen biologien til den menneskelige psyke. Det er en viktig disiplin spesielt innen helsevesenet og fagfelt som psykologi, psykiatri, vernepleie, sykepleie og medisin. Forskning innen nevrobiologi gjøres både på dyr og mennesker, i levende celler i laboratorier og i digitale simuleringer.

Dette kapittelet har omhandlet antagelsene som ligger til grunn for nevrobiologi. Den første antagelsen er at universet består av det fysiske. Dette går tilbake til antikke filosofer som Demokrit, som introduserte ideen om atomer som de minste enhetene i universet. Atomer er fysiske enheter med masse og danner byggeklossene for alt liv og materie.

Neste antagelse omhandlet hvordan mennesker består av celler. Alle celler har en yttervegg og interne strukturer (organeller). Innen nevrobiologi fokuseres det på nevroner og gliaceller i nervesystemet. Nevroner er ansvarlige for å sende og motta signaler i nervesystemet, mens gliaceller har flere støttefunksjoner.

Den tredje antagelsen omhandler evolusjonslæren som en grunnleggende antagelse for nevrobiologi og andre biologiske fag. Den beskriver hvordan arter har blitt formet gjennom tid og hvordan de har tilpasset seg ulike miljøer. Variasjon og seleksjon er to nøkkelbegreper i evolusjonsteorien, og de bidrar til å forklare hvordan arter utvikler seg (fylogenetisk utvikling) og hvordan individer i arten utvikler seg gjennom sin levetid (ontogenetisk utvikling).

Til sist har vi antagelsen om hvem du er, og hva du tenker. Her ser vi tilbake på antagelsen i forrige del; det er cellene, og deres aktivitet som er alle tanker, drømmer, sanser, personlighet og hukommelse. Eksempelvis får vi informasjon om omgivelsene fra sansene, som så kan behandles i nettverk mellom nevroner i hjernen.

Anbefalt videre lesning

Hiis, Halvard. nevrobiologi i Store medisinske leksikon på snl.no. Hentet 14. april 2023 fra https://sml.snl.no/nevrobiologi

Sletnes, Kari Berit. naturvitenskap i Store norske leksikon på snl.no. Hentet 4. oktober 2023 fra https://snl.no/naturvitenskap

Teigen, Karl Halvor. «Kapittel 6 – Evolusjonsteori og funksjonalisme» i En psykologihistorie. Fagbokforlaget, 2015, s. 145–153. Ågmo, Anders. «Kapittel 1 – Epistemologi og metodikk» i Biologisk psykologi – En lærebok. Fagbokforlaget, 2018, s. 19–28.

Oppgaver

Flervalgsspørsmål

Her kommer et sett med flervalgsspørsmål basert på sidene du har lest om nevrobiologiens antagelser. De dekker litt av hvert av kapittelet, og om du klarer alle uten å gjette, har du tilegnet deg de mest sentrale poengene. Fasit til spørsmålene kan finnes bakerst i boken. Det er kun et korrekt svar til hvert spørsmål. Lykke til!

1. Hva er nevrobiologi i henhold til Store norske leksikon?

a. Studiet av bevisstheten og sjelen

b. En gren av naturvitenskapen som omhandler nerveceller og nervesystemet

c. En undergren av psykologi som fokuserer på atferd og læring

d. En teori om hvordan mennesker utvikler seg gjennom deres liv

2. Hvorfor er en grunnleggende forståelse av nevrobiologi viktig for yrker innen helsevesenet, psykologi og psykiatri?

a. Fordi det er nødvendig for å forstå medisinsk behandling av psykiske lidelser

b. Fordi det hjelper med å forutsi menneskelig atferd

c. Fordi det er viktig for å forstå samspillet mellom gener og miljø

d. Fordi det hjelper med å forstå kulturelle forskjeller i menneskelig oppførsel

3. Hvilken teori ligger til grunn for all forskning innen biologi og relaterte felter?

a. Evolusjonslæren

b. Behaviorisme

c. Kognitiv teori

d. Humanistisk teori

4. Hva innebærer fylogenetisk utvikling?

a. Hvordan et individ utvikler seg gjennom sin levetid

b. Hvordan en art utvikler seg gjennom dens evolusjonshistorie

c. Hvordan ulike arter samhandler i et økosystem

d. Hvordan miljøet påvirker en arts overlevelse

5. Hvilken ide er Demokrit kjent for?

a. At universet er bygget opp av fire grunnleggende elementer: jord, vann, ild og luft

b. At universet består av evigvarende enheter kalt atomer

c. At mennesker og sjimpanser deler en felles stamfar

d. At celler er byggesteinene til alt levende

6. Hvilke tre elementer er sentrale for å forstå atomer?

a. Oppbyggingen av atomer, ladninger og dannelsen av molekyler

b. Antall protoner, nøytroner og elektroner

c. De fire grunnleggende elementene: jord, vann, ild og luft

d. Menneskers, sjimpansers og deres felles stamfars genetikk

7. Hva er hovedfunksjonen til sanseorganene våre i forhold til inntrykk og omgivelsene?

a. Å forutsi fremtidige hendelser

b. Å oversette informasjon fra omgivelsene til signaler som nevronene våre kan kommunisere

c. Å hjelpe oss med å navigere gjennom våre sosiale relasjoner

d. Å utvikle avanserte menneskelige psykologiske fenomener

8. Hvilke er de fem primærsansene?

a. Syn, lukt, hørsel, smak og følesansen

b. Intuisjon, empati, syn, lukt og hørsel

c. Syn, smak, følesansen, balanse og termoreseptorer

d. Lukt, hørsel, smak, intuisjon og følesansen

9. Hvordan påvirker erfaring og læring nervecellene?

a. Nervecellene endrer måten de kommuniserer på og deres utseende

b. Erfaring og læring har ingen effekt på nervecellene

c. Nervecellene blir midlertidig påvirket, men går tilbake til sin opprinnelige tilstand

d. Nervecellene blir mer aktive, men deres utseende forblir uendret

10. Hva er ontogenetisk utvikling?

a. Hvordan et individ utvikler seg gjennom sin levetid

b. Hvordan en art utvikler seg gjennom dens evolusjonshistorie

c. Hvordan ulike arter samhandler i et økosystem

d. Hvordan miljøet påvirker en arts overlevelse

Refleksjonsspørsmål

Dette er oppgaver som du kan se på som en test på om du har en forståelse av de sentrale temaene i kapittelet. Tenk deg at du skulle presentert dine tanker om spørsmålene under for en venn eller et familiemedlem, hva ville du sagt?

1. Beskriv hvordan nevrobiologi er relevant for ulike yrker og utdanninger. Gi eksempler på minst tre forskjellige fagfelt der nevrobiologi er viktig, og forklar hvorfor.

2. Forklar hva et nevralt nettverk er og hvordan det kan være en forenkling av hvordan hjernen fungerer. Reflekter over hvordan forskning på nevralt nettverk kan bidra til økt forståelse av nervesystemet.

3. Diskuter hvorfor evolusjonslæren er en viktig antagelse for å forstå nevrobiologi. Hvordan kan prinsippene om variasjon og seleksjon bidra til å forklare hvordan nervesystemet har utviklet seg?

4. Ta for deg antagelsene om celler og atomer, og forklar hvordan disse to antagelsene er relatert til hverandre. Hvorfor er det viktig å forstå både celler og atomer for å få en dypere forståelse av nevrobiologi?

5. Hva mener forfatterne med at menneskets sinn og psyke består av cellenes aktivitet? Reflekter over dette utsagnet og gi eksempler på hvordan ulike erfaringer, tanker og følelser kan relateres til aktivitet i nervesystemet.

Nevrobiologi er studiet av kroppens nervesystem, inkludert hjernen og ryggmargen, og hvordan dette fungerer og kommuniserer. Nervesystemet former atferd og kognitive prosesser og bestemmer på mange måter hvem du er og hva du gjør.

Grunnleggende nevrobiologi gir en kortfattet, lett tilgjengelig og rikt illustrert innføring i denne disiplinen. Forfatterne viser på en enkel og pedagogisk måte hvordan atomer og molekyler danner basis for nervecellene. Nervecellene sender signaler, danner nettverk og ligger til grunn for blant annet tenkning, sansning og følelser.

Leseren trenger ingen tidligere kunnskap om biologi, kjemi eller psykologi for å forstå innholdet i denne boken. Målet er nettopp å gjøre stoffet tilgjengelig og eventuelt fungere som et springbrett til mer avansert litteratur. Enten du er ny student innen psykologi, vernepleie eller andre felt der kunnskap om nervesystemet og atferd er verdifullt, eller bare er nysgjerrig på hvordan nervesystemet fungerer, vil denne boken være nyttig.

Magnus Helgheim Blystad er førsteamanuensis ved Oslo

Nye Høyskole, hvor han har emneansvar for biologisk psykologi. Han har en master i nevrovitenskap fra NTNU og har undervist i bacheloremner innen forskningsmetode, kognitiv psykologi og nevrovitenskap, samt biologisk psykologi siden 2015.

er doktorgradsstipendiat ved Institutt for pedagogikk ved UiO. Han har en master i psykologi og flere års erfaring med undervisning innen biologisk psykologi, forskningsmetode og psykologiens historie til studenter ved Institutt for psykologi ved NTNU og Institutt for pedagogikk