Aivot

Wikipedia
Ohjattu sivulta Aivo
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Ihmisen aivot

Aivot (lat. cerebrum; kreik. ἐγκέφαλος, enkefalos) ovat päässä kallon sisällä sijaitseva keskushermostoa hallitseva elin, jonka päätehtävä on käsitellä aistien välityksellä saatua informaatiota siten, että eliön toimintakyky ympäristössään säilyy. Aivot koostuvat hermokudoksesta, jonka erikoistuneita soluja ovat neuronit ja gliasolut. Ihmisaivot ovat rakenteeltaan koko tunnetun maailmankaikkeuden kehittynein ja monimutkaisin orgaaninen kokonaisuus.lähde?

Aivojen rakenne[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Ihmisen aivot kuvattuna sivusuunnasta (otsa vasempaan päin). Isoaivot jaotellaan neljään lohkoon: otsa- eli frontaalilohkoon (sinisellä), päälaen- eli parietaalilohkoon (keltaisella), ohimo- eli temporaalilohkoon (vihreällä) sekä takaraivo- eli oksipitaalilohkoon (punaisella).

Aivoista voidaan erotella erilaisia yksiköitä:

  • Aivokammiot ovat tuottamansa aivo-selkäydinnesteen eli likvorin täyttämiä onteloita aivojen sisällä. Isoaivopuoliskojen sisällä sijaitsevat vasen ja oikea sivukammio, ja ne ovat yhteydessä kolmanteen aivokammioon, joka sijaitsee väliaivojen alueella. Kolmas aivokammio on puolestaan yhteydessä aivonesteviemärin välityksellä ydinjatkeen sisällä sijaitsevaan neljänteen aivokammioon, joka jatkuu selkäytimen keskuskanavana. Kolmannesta aivokammiosta likvori kulkee myös kolmen pienen aukon kautta lukinkalvononteloon, josta se jatkaa kovan aivokalvon lehtien välissä oleviin suurin laskimoihin eli aivoveriviemäreihin araknoidaalivillusten kautta.
  • Aivosilta ja ydinjatke sijaitsevat aivojen ja selkäytimen välissä yhdistäen ne toisiinsa. Ydinjatkeessa sijaitsee paljon autonomisen hermoston säätelyyn osallistuvia toimintoja, kuten esim. presso- ja kemoreseptorit, jotka mittaamalla verenpainetta ja -happipitoisuutta säätelevät sydämen lyöntitiheyttä ja -voimakkuutta sekä hengitysrytmiä. Aivosilta ja ydinjatke ovat myös osa aivoverkostoa.
  • Isoaivot peittävät lähes kokonaan muut osat. Sen pinta-alaa, jopa 0,2 neliömetriä, kasvattaa voimakas poimuttuneisuus. Pinnassa eli isoaivokuoressa, korteksissa, on harmaata ainetta, jonka on muodostanut neuronien soomaosat. Korteksista voidaan useimmissa kohdissa erottaa jopa kuusi päällekkäistä neuroni- ja hermosyykerrosta. Korteksin alla on valkeaa ainetta, joka on muodostunut neuronien aksoneista, joita verhoaa myeliinituppi. Aksonit yhdistävät aivojen eri osia toisiinsa ja basaaliganglioihin, harmaisiin tyvitumakkeisiin, jotka ovat valkean aineen sisällä. Basaaligangliot osallistuvat mm. liikkeiden säätelyyn. Isoaivokuoressa on edustettuna erilaisia toimintoja. Mitä suurempi ala, sen hienosäätöisempi toiminto. Isoaivot ovat jakautuneet kahteen aivopuoliskoon, joita yhdistää aivokurkiainen oikeaan ja vasempaan aivolohkoon.
  • Keskiaivot ovat väliaivojen alapuolinen osa aivoja. Keskiaivoissa kulkee runsaasti hermoratoja ja sen tumakkeet ovat vastuussa mm. vireystilan, unentuoton ja univaiheiden säätelystä sekä on osa vireystilaa säätelevästä aivoverkostosta
  • Pikkuaivot sijaitsevat takaraivossa, isoaivojen alla. Se on rakenteeltaan isoaivojen kaltainen, harmaan aineen alla valkeaa ainetta, jossa harmaita tumakkeita, vielä voimakkaammin poimuuntunut ja keskeltä miltei halki. Pikkuaivot ovat vastuussa nopeista, korjaamattomista liikkeistä, valmiiden liikemallien tuottamisesta ja lihasten synkronisaatiosta ja koordinoinnista liikkeiden aikana.
  • Väliaivot ovat isoaivojen sisällä, jonka tärkeimpiä yksiköitä ovat suuret tumakkeet talamus ja hypotalamus. Talamus toimii kaikkien muiden aistiratojen paitsi hajuradan väliasemana. Tiedon muokkaus alkaa jo talamuksessa. Hypotalamus säätelee hypofyysiä, aivolisäkettä, jonka erittämät hormonit vaikuttavat kaikkialle ruumiiseen. Hypotalamus osallistuu myös vireystilan ja vuorokausirytmin säätelyyn mm. biologisen kellon suprakiasmaattisen tumakkeen avulla. Adenohypofyysi, aivolisäkkeen etulohko, erittää hypotalamuksen säätelemänä tropiineja. Tropiinien eritystä taas säätelevät hypotalamuksen statiinit, estäjät, ja liberiinit, vapauttajat, jotka saapuvat hypofyysiin hypotalamuksesta erityisen verenkiertojärjestelmän kautta. Tropiinit stimuloivat muiden umpirauhasten toimintaa esim. tyreotropiini kilpirauhasta. Neurohypofyysi, aivolisäkkeen takalohko taas on vastuussa oksitosiinin ja vasopressiinin erityksestä. Adenohypofyysi on muodostunut kitaluun katon epiteelikudoksesta, ja on näin ollen periaatteessa puhdas rauhanen, kun taas neurohypofyysi on muodostunut väliaivojen pullistumasta ja on hermokudosta.
Keskushermosto Aivot Etuaivot Isoaivot

Rhinencephalon, Mantelitumake, Hippokampus, Neocortex, Tyvitumake, Lateral ventricles

Väliaivot

Epitalamus, Talamus, Hypotalamus, Subtalamus, Aivolisäke, Pineal gland, Third ventricle

Aivorunko Keskiaivot

Tectum, Cerebral peduncle, Pretectum, Mesencephalic duct

Ruutuaivot Metencephalon

Aivosilta, Pikkuaivot

Myelencephalon Ydinjatke
Selkäydin

Aivojen verenkierto[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Aivoihin tuovat verta neljä suurta valtimoa: oikea ja vasen nikamavaltimo sekä oikea ja vasen sisempi kaulavaltimo. Oikea ja vasen sisempi kaulavaltimo tuovat verta noin kahdelle kolmasosalle aivoista ja lopuille verta tuovat solisvaltimoiden ensimmäisestä haarasta lähtevät nikamavaltimot, jotka kulkevat kaulanikamien poikkihaarakkeiden aukkojen ja niska-aukon kautta aivoihin ja yhtyvät kallon sisällä kallonpohjanvaltimoksi. Näitä verisuonia pitkin aivoihin tulee noin yksi litra verta minuutissa.

Neuronit ja sähkökemialliset pulssit[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Alin biologinen solurakenne aivoissa on sen noin 100 miljardia hermosolua, neuronia. Aivojen toiminta perustuu neuronien väliseen noin 15 000 kytkentään. Aivoissa on siis noin 1500 biljoonaa neuronien välistä kytkentää. Näissä kytkennöissä kulkevat hermoimpulssit (sähkökemiallinen ero), jotka muokkautuvat ja joita säännöstellään jokaista erikseen monimutkaisesti solun sisällä ja neuronien välisten kytkentöjen, synapsien rajapinnassa.

Aivojen energiankulutus[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

PET-kuva aivoista, mistä näkyy aivojen aktiivisuustaso (punainen aktiivisempi)

Aivojen neuronit vaativat paljon energiaa. Aivot ovat riippuvaisia jatkuvasta verenkierrosta, sillä aivot käyttävät energianlähteenään glukoosia, jota ne eivät kykene varastoimaan itse. Siitä huolimatta, että aivot ovat vain kaksi prosenttia ruumiinpainosta, ne käyttävät 15 prosenttia sydämen pumppaustuotosta, 20 prosenttia hapen kokonaiskulutuksesta ja 25 prosenttia elimistön glukoosista. Levossa aivot kuluttavat energiaa suunnilleen saman verran kuin aktiivisen toiminnan aikana.[1]

Aivot ja filosofia[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Aivot ja tietoisuus[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Suurimmalla osalla tietoisuuden tapahtumista näyttäisi olevan vahva kytkös aivojen sähkökemiallisiin, fyysisiin tapahtumiin. Tietoisuuden ja aineen (aivojen) välinen suhde on länsimaisen filosofian historian eräs suuri kysymys, jota on pohtinut lukematon määrä ihmisiä, mutta silti edistyminen on ollut hidasta tieteellisen tutkimuksen saralla. Ihminen kykenee pohtimaan elämän tarkoitusta sekä on tietoinen omasta olemassaolostaan. Aistit havaitsevat ympäröivän Informaation ja aivot käsittelee sen. Informaation puutteessa, kuten synnynnäinen sokeus tai kuurous on ihmisen tietoisuus puutteesta riippuen vähäisempi. Jos aisti menetetään myöhemmässä elämän vaiheessa voi aivot käsitellä vielä sitä informaatiota, jotka edesmennyt aisti joskus havaitsi.[2]

Mielenfilosofia[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Pääartikkeli: Mielenfilosofia

Tiedetään, että aivojen ja mielen suhde on läheinen, ja nykyajan aivotutkijoilla onkin aivojen ja mielen teorian yhdistäminen suurimpana haasteenaan. Aivot ovat kuitenkin niin monimutkainen järjestelmä, jossa kaikki vaikuttaa kaikkeen, että tarvitsemme vielä muutamia suuria läpimurtoja ennen kattavaa mielen ja aivojen yhdistettyä teoriaa.

Aivotutkimus[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Pääartikkeli: Neurotiede

Ihmisen aivoja tutkitaan esimerkiksi neurologiassa ja neuropsykologiassa. Suurin osa aivotutkimuksesta on kuitenkin tehty eläinten aivoja tutkimalla.

Eläinkokeilla voidaan saada aivojen toiminnasta monenlaisia tietoja. Aivot ovat hermokudosta, eikä niissä ole soluja, jotka aistisivat kipuja, mikä mahdollistaa ohuiden elektrodien sijoittamisen tutkittavan eläimen hermostoon. Näin voidaan tutkia impulssien etenemistä esimerkiksi näköaistimuksesta aivoihin. Eläinkokeilla ei ole kuitenkaan mahdollista tutkia älyllisiä ja puheeseen liittyviä toimintoja, muistia, oppimista, tajuntaa tai ajattelua, koska muiden eläinten aivot eivät yleensä vastaa näiltä osin tutkimuksen mahdollistavalla tavalla ihmisaivojen toimintaa. Aivojen eri osien tehtävistä on saatu huomattavasti tietoa erilaisten aivovaurioiden yhteydessä. Aivovaurio jollakin tietyllä alueella pään sisässä on johtanut jonkinlaiseen toimintahäiriöön, mistä on ollut mahdollista päätellä mikä aivojen alue vaikuttaa mihinkin.

Nykyaikana aivojen kuvaaminen on kehittynyt huomattavasti, minkä ansiosta pään sisustaa voidaan tutkia kalloa avaamatta. Ruiskuttamalla varjoainetta aivojen valtimoon on saatu röntgenkuvien ja sittemmin tietokonetomografian avulla yksityiskohtaista tietoa muun muassa aivoissa olevista kasvaimista, vaurioista, verenpurkauksista ja aivovaltimon pullistumista. Tietokonetomografia perustuu siihen, että aivoista otetaan useita röntgenkuvia kerroksittain. Kuvat yhdistetään tietokoneen avulla, jolloin kuva on huomattavasti tavallista röntgenkuvaa tarkempi ja kolmiulotteinen, eli kuvaa on mahdollista katsella eri suunnista. Vielä tarkempia kuvia on mahdollista saada magneettikuvauksella, jossa aivot altistetaan voimakkaille magneettiaalloille ja aivojen eri osien vesipitoisuuden erot saadaan näkymään tumman ja vaalean eri sävyinä. Tarkkoja kuvia tarjoaa myös positroniemissiotomografia eli PET-tutkimus, jolla pystytään näkemään aivojen eri alueiden aktiivisuus eri asioita ajatellessa, mikä perustuu aineenvaihdunnan vilkkauden vaihteluun eri osissa aivoja. Aivosähkökäyrä on ollut tutkimuksen apuna jo vuosikymmenten ajan. Aivosähkökäyrä eli EEG perustuu aivoissa esiintyviin sähköisiin jännitteisiin, jotka välittyvät pään ihon pintaan kiinnitettyjen elektrodien avulla. Magnetoenkefalografia eli MEG-mittaus, joka perustuu aivosolujen impulssien aiheuttamaan heikkoon magneettikenttään, mahdollistaa aivojen kuvaamisen jopa sekunnin tuhannesosan välein.

Aivot ravintona[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Aivoja saatetaan käyttää myös ravintona, vaikkakaan tämä ei ole kovin yleistä. Esimerkiksi Yhdysvaltain eteläisissä osavaltioissa tunnetaan ruokalajina porsaan aivot paistinkastikkeessa. Toisinaan niitä saatetaan nauttia munakokkelin kera.

Ruokalajeja, joissa on käytetty eläinten aivoja, tunnetaan myös Ranskassa, Meksikossa, Kamerunissa ja Indonesiassa.

Aivojen syömiseen liittyy monenlaisiaselvennä terveysriskejä. Pahimmillaan se voi kostautua prionisairauksina, joista tavallisin ihmisillä on Creutzfeldt–Jakobin tauti. Papua-Uudessa-Guineassa on tavattu kuru-nimistä sairautta fore-kansan edustajilla, jotka söivät vainajiensa aivoja.

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  • Damasio, Antonio: Itse tulee mieleen : tietoisten aivojen rakentaminen. alkuteos: Self comes to mind. Helsinki: Terra Cognita, 2011. ISBN 978-952-5697-36-0. (suomeksi)
  • Eagleman, David: Incognito : aivojen salattu elämä. Helsinki: Avain, 2012. ISBN. (suomeksi)

Viitteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Shulman R. , Rothman D., Behar K., Hyder F.: Energetic basis of brain activity: implications for neuroimaging. Trends in Neurosciences, 2004, 27. vsk, nro 8, s. 489-495. (englanniksi)
  2. Damasio, Antonio: Itse tulee mieleen : tietoisten aivojen rakentaminen. alkuteos: Self comes to mind. Helsinki: Terra Cognita, 2011. ISBN 978-952-5697-36-0. (suomeksi)

Kirjallisuutta[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  • Churchland, Patricia Smith: Neurofilosofia. (Brain-wise: Studies in neurophilosophy, 2002.) Suomentanut Kimmo Pietiläinen. Helsinki: Terra cognita, 2004. ISBN 952-5202-81-X.
  • Dennett, Daniel C.: Tietoisuuden selitys. (Alkuteos: Consciousness explained, 1991.) Suomentanut Tiina Kartano. Helsinki: Art house, 1999. ISBN 951-884-190-X.
  • Eagleman, David: Incognito: Aivojen salattu elämä. (Incognito: The secret lives of the brain, 2011.) Suomentanut Jaakko Kankaanpää. Helsinki: Avain, 2012. ISBN 978-951-692-911-1.
  • Gazzaniga, Michael S.: Eettiset aivot. (The ethical brain, 2005.) Suomentanut Kimmo Pietiläinen. Helsinki: Terra cognita, 2006. ISBN 952-5202-97-6.
  • Järvilehto, Timo: Missä sielu sijaitsee? Psyykkisen toiminnan hermostollinen perusta. Oulu: Pohjoinen, 1987. ISBN 951-749-180-8.
  • LeDoux, Joseph: Synaptinen itse: Miten aivot tekevät minusta minut. (Synaptic self: How our brains become who we are, 2002). Suomentanut Kimmo Pietiläinen. Helsinki: Terra cognita, 2003. ISBN 952-5202-57-7.
  • MacDonald, Matthew: Aivot: Käyttäjän käsikirja. (Your brain: The missing manual, 2008.). Jyväskylä: Docendo, 2009. ISBN 978-951-0-35535-0.
  • Soinila, Seppo: Aivot: Pidä huolta pääomastasi. Aikaisempi nimeke: Ajattele aivojasi (2003). Helsinki: Duodecim, 2009. ISBN 978-951-656-269-1.

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Commons
Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Aivot.