3. Anatomische organisatie van de hersenen

The cerebrum is the bulkiest part of the brain. It is described as the organ of thought and serves as the site of control of the nervous system; it allows the human being to possess the qualities associated with consciousness, such as perception, communication, understanding and memory (Kandel et al. 2013). The cerebral hemispheres consist of elevations (gyrus) and valleys (grooves); a longitudinal cerebral fissure separates the hemispheres that are kept connected through a set of fibers that constitute the corpus callosum. Each cerebral hemisphere is divided into lobes, which correspond, broadly speaking, to the overlying bones of the skull.

Frontale kwab. De frontale kwab ligt in de voorste schedelgroeve. De centrale sulcus scheidt de frontale kwab van de pariëtale kwab in een coronair vlak. De gyrus vóór de centrale sulcus wordt de precentrale sulcus genoemd en dient als primair motorisch gebied van de hersenen. De rest van de frontale kwab wordt gebruikt bij de aanpassing van motorische handelingen. Het is belast met het bepalen van het juiste motorische gedrag in elk geval. Wanneer wij bijvoorbeeld onze hand anders plaatsen om een kopje of een lepel te pakken, wordt de manier waarop de hand handelt bepaald en beslist in de frontale kwab. In de frontale kwab bevindt zich een weefselband die fungeert als een anatomische kaart van ons lichaam, "de motorische homunculus", waarbij de grootte van elk lichaamssegment evenredig is met de complexiteit van de uit te voeren beweging en handeling. Zo hebben de hand, de vingers en het gezicht op deze kaart een grotere uitbreiding dan de schouders of de heupen.

De frontale kwab is sterk ontwikkeld in de mens en voert belangrijke niet-motorische taken uit, zoals gedragsplanning, beheersing van onze emoties, redenering en beoordelingsvermogen, wat complexe functies zijn die niet altijd gemakkelijk te analyseren zijn als een patiënt een beroerte heeft. De gebieden die verantwoordelijk zijn voor deze vaardigheden lopen voor op de gebieden die zijn gewijd aan de motorische functie (premotorische en prefrontale gebieden).

Pariëtale kwab. De pariëtale kwab interpreteert sensaties afkomstig van het lichaam. De gyrus achter de centrale sulcus, de postcentrale sulcus, is het primaire gebied voor de ontvangst van deze sensaties. Om te handelen hebben we informatie nodig uit onze omgeving en ons eigen lichaam. Zo zouden we, voortgaand op het voorbeeld van het kopje koffie, zo'n eenvoudige taak niet kunnen uitvoeren, als we niet via onze zintuigen het gewicht van het theelepeltje dat we verplaatsen, de grootte ervan, de kaart van waar onze hand zich bevindt en de route die we moeten afleggen, zouden waarnemen. De pariëtale kwab is betrokken bij de kaart van "waar te handelen", waarbij zintuiglijke informatie interoceptief (van ons lichaam: spieren, gewrichten, pezen) en exteroceptief (van buitenaf) wordt geïntegreerd. Er worden in principe zintuiglijke, associatieve functies aan toegeschreven, evenals herkenning van ruimte.

Occipitale kwab. De achterhoofdskwab bevindt zich boven de tent van het cerebellum, in de achterste schedelgroeve, en is voornamelijk gerelateerd aan het gezichtsvermogen. Het werkt visuele informatie uit, hoewel het de pariëtale en temporale kwabben overstijgt

Temporale kwab. De temporale kwab bevindt zich in de middelste schedelgroeve en is voornamelijk gerelateerd aan het gehoor, evenals de plaats waar, op het mediale vlak, belangrijke geheugenstructuren (hippocampus) en het onbewuste emotionele systeem (limbisch systeem) zitten.

Bij mensen wordt een laterale verschuiving van functies herkend, zodat de twee hersenhelften niet hetzelfde doen. Evolutie is verantwoordelijk geweest voor het optimaal benutten van de hersenen door een taakverdeling tussen de twee helften (de hersenhelften). De rechterhersenhelft richt zich dus op non-verbale expressie, perceptie en ruimtelijke oriëntatie, maar ook op emotioneel gedrag. Vervolgens denkt en onthoudt de rechterhersenhelft in beelden. Verschillende onderzoeken hebben aangetoond dat mensen met een dominante rechterhersenhelft in beelden studeren, denken, onthouden en leren, alsof het een film zonder geluid is. Deze mensen zijn erg creatief en hebben een zeer ontwikkelde verbeeldingskracht.

De linkerhersenhelft daarentegen (bij de meeste mensen meer ontwikkeld) is verantwoordelijk voor de verbale ontwikkeling, die bijdraagt tot de productie en het begrip ervan. Daarin bevinden zich twee structuren die nauw verband houden met het taalvermogen, de "Broca-zone" en de "Wernicke-zone" (gebieden die gespecialiseerd zijn in taal en exclusief zijn voor de mens). De specifieke functie van het "Broca-gebied" is mondelinge uitdrukking, het is het gebied dat spraak produceert. Het "Wernicke-gebied" heeft als specifieke functie het begrijpen van taal, aangezien het het receptieve gebied van de spraak is.

Naast de verbale functie heeft de linkerhersenhelft nog andere functies, zoals het vermogen om te analyseren, het vermogen om logisch te redeneren, abstracties te maken, numerieke problemen op te lossen, theoretische informatie te leren, gevolgtrekkingen te maken, enz.

Maar de hersenen functioneren, ondanks het feit dat ze het werk over verschillende regio's en hemisferen verdelen, als een eenheid en bereiken in realtime een gecoördineerde en nauwkeurige actie. Onder de corticale mantel (hersenschors) bevindt zich de cerebrale witte stof waar bundels zenuwvezels doorheen lopen, elk met een ander verloop en type informatie. Onder deze witte stof bevinden zich de diepgrijze kernen (basale ganglia) die betrokken zijn bij meerdere functies, vooral bij motorisch gedrag.

Hersenontwikkeling en cognitieve rijping vinden gelijktijdig plaats tijdens de kindertijd en de adolescentie (Casey et al. 2005). Hersengebieden die geassocieerd zijn met meer basale functies zoals motorische en sensorische processen rijpen eerst, gevolgd door associatiegebieden die betrokken zijn bij top-down controle van gedachten en acties. De totale hersengrootte is ongeveer 90% van de volwassen grootte op de leeftijd van 6 jaar, de hersenen blijven dynamische veranderingen ondergaan tijdens de adolescentie en tot ver in de jonge volwassenheid.

In de vierde maand van de zwangerschap wordt bij de foetus een celdifferentiatie waargenomen; evenzo worden neuronen en gliacellen in een aanzienlijk tempo geproduceerd. Door een migratieproces vormen deze cellen de eerste hersengebieden die zorgen voor de meest elementaire functies, zoals reflexbewegingen, fysiek gedrag en balans. De gebieden die verantwoordelijk zijn voor zintuiglijke prikkels, geheugen en emoties worden iets later gevormd: de hersenschors, het deel van de hersenen dat wordt geassocieerd met hogere cognitieve activiteiten zoals aandacht, synthese, planning, redeneren, ruimtelijke verbeelding en taal.

Hoewel het waar is dat tijdens de kindertijd verschillende belangrijke veranderingen in mentale vermogens en hersenrijping worden opgemerkt, blijven de hersenen van adolescenten zich ontwikkelen, zelfs na de adolescentie, en bereiken ze hun maximale volume rond de leeftijd van vijfentwintig. Zelfs na het bereiken van deze piek verliezen de hersenen hun plasticiteit niet. Deze plasticiteit komt ook tot uiting in het vermogen van bepaalde corticale regio's om functies over te nemen die in principe zouden worden uitgevoerd door regio's die hun functionaliteit hebben verloren als gevolg van relatief kleine schade.