Vi ved, at hjernen er en vidunderlig maskine, men vi kan ikke finde manualen
Ikke at vi vil opfordre til det, men hvis du nu åbnede din hovedskal, ville du finde halvandet kilo tofublød masse bestående af tre fjerdedele vand og så ellers stort set fedt og protein for resten. Det er din hjerne, og det er måske lidt underligt at tænke på, at denne bløde sag gør dig i stand til at sanse, tænke og handle, men sådan er det.
I hjernen har du hjemme, herfra din verden går.
Kigger du mere grundigt rundt inde i kraniekassen, vil du måske opdage, at man groft sagt kan inddele hjernen i tre stykker, hvor det mest iøjnefaldende er storhjernen, den valnøddelignende og todelte hovedpart, kendetegnet ved sin furede fremtoning, som sikrer den en større overflade, end hvis den var glat. Omme bag storhjernen – helt nede ved nakken – sidder lillehjernen, som er endnu tættere besat med nerveceller, og endelig har vi hjernestammen, der sidder som en nedre udgang og kobler hele apparatet til rygmarven. Oveni kommer en række mindre stumper, som man under et kalder for det limbiske system, selv om der altså er nogen uenighed om, hvorvidt det er et egentligt system – det er sådan, hjernen ser ud.
Som med så meget andet her i livet er det dog ikke udseendet, der tæller. Uanset om man synes, at hjernen er smuk eller ej, må man anerkende, at hjernen er et fantastisk, mystisk og uudgrundeligt stykke biologi, som samtidig ikke er mere specielt, end at stort set alle dyr – bortset fra få freaks som gopler og koraller – er udstyret med én.
Der er dog næppe nogen, der aktivt sætter så stor pris på hjernen, som vi mennesker gør, og det er da også den, der har gjort os i stand til at opbygge civilisationer og hive os selv og vores artsfæller op i toppen af fødekæden.
Menneskehedens fremmeste forskere og mest dybsindige tænkere har i århundreder grundet over, hvordan hjernen mon egentlig virker, og den opgave er langtfra løst. For selv om vi i dag ved utrolig meget om alle de fundamentale ting, om opbygningen og funktionerne, og selv om vi har specialiseret viden, der går helt ned i detaljen med en masse enkeltdele og visse sammenhænge, så findes der ikke nogen stor samlet forklaring på, hvordan hjernen fungerer – ingen samlende teori.
Men der findes en samlende metafor.
Hjernen som maskine
Første gang et moderne syn på hjernen blev ytret for offentligheden var måske blandt en lille kreds af intellektuelle i Paris, der i 1665 mødtes til salon i byens sydlige udkant. Her tog en dansk fyr ved navn Niels Stensen ordet.
Ude i den store verden var han kendt som Nicolaus Steno, og han var et renæssancemenneske i alle ordets betydninger: For ikke nok med, at han levede i renæssancen, han var også virkelig god til mange ting. Senere i livet skulle han for eksempel grundlægge geologien og krystallografien, men her i Paris var han mest af alt kendt som en dygtig læge og nysgerrig anatom, der ikke tog gamle tiders sandheder for pålydende. Steno ville selv undersøge og forstå verden, og derfor greb han skalpellen.
Nu – foran denne forsamling af kloge hoveder – holdt han et foredrag, der skulle gå over i videnskabshistorien.
Hjernen, sagde han, var som en maskine. Og for at forstå den, måtte man gøre ligesom med enhver anden maskine: skille den ad stykke for stykke og overveje, hvad hver enkelt del kan i sig selv og i sammenhæng med de andre dele.
Den tilgang til hjernen skulle vise sig skelsættende og har mere eller mindre været gældende de efterfølgende 350 år og frem til i dag. Det er i hvert fald påstanden i den britiske videnskabshistoriker og professor i zoologi Matthew Cobbs meget roste bog om hjernens idéhistorie, The Idea of the Brain, hvor han opruller historien fra dengang og frem til i dag.
Siden Stenos forelæsning i 1665 har forskere dissekeret døde hjerner, scannet levende hjerner, sendt elektrisk strøm og kemiske stoffer gennem ormehjerner, musehjerner og menneskehjerner, og hele tiden har man fundet nye komponenter, funktioner og samspil i den komplekse biologiske maskine, vi alle bærer inde i knolden.
Sideløbende har man sammenlignet den med et væld af maskiner: Fra urværk over telegraflinjer og telefonomstillingscentraler til computeren, som i dag har rollen som den mest benyttede metafor.
Men uanset metafor er hjernen svær at begribe, og hver gang forskerne har opdaget en ny brik i det store hjernepuslespil, en ny møtrik til maskinen, har en erkendelse af, at maskinen i virkeligheden var langt, langt større og mere kompleks, fulgt lige i hælene på den.
Hjernens atom
Santiago Ramon y Cajal havde drømt om at blive kunstner, men selv om han både var en dygtig tegner og fotograf, havde den spanske læges karrieresti ført ham mod anatomien, nærmere bestemt den del, der handlede om cellerne – om vævet.
Da en kollega fra universitet i Madrid i 1888 viste ham nogle nerveceller, der var blevet farvet med en særlig ny metode, kunne han ikke tage sine øjne fra mikroskopet. Nervecellerne, som hidtil havde været stort set usynlige og sammensmeltede med omgivelserne, stod nu klart frem i et væld af former. Slanke, tykke, glatte, piggede, trådlignende, trekantede eller stjerneformede celler – »som tegnet med kinesisk blæk på japansk papir«, som han beskrev det.
Cajal udviklede videre på farveteknikken og forfinede den i en grad, så det blev muligt for ham at se de enkelte hjerneceller. Det var et langsommeligt og krævende arbejde, men efter at have undersøgt et utal af hjernestumper lykkedes det ham at tegne ekstremt detaljerede – og meget, meget smukke – gengivelser af nogle af hjernens mindste strukturer, nemlig den celletype, der siden blev kaldt neuronet.
Sådan en ligner lidt et meget aflangt og tyndt træ, og det er da også det latinske ord for træ, der har lagt navn til neuronets mange fine forgreninger, dendritterne, som der kan være i hundredtusindvis af ude for enden. Disse er knyttet til selve cellekroppen, hvor kernen og dna’en er lagret, og derfra går også en lang, tynd fiber ud, som kaldes aksonet, og som ligeledes ender i noget grenværk ude i spidsen.
Længe havde videnskabsfolk diskuteret, om hjernen var en stor sammenhængende masse, hvor alt var forbundet, men med Cajals undersøgelser blev det klart, at det var den ikke. Hjernen bestod af milliarder af adskilte neuroner, hvis bittesmå forgreninger lå op og ned ad forgreninger fra myriader af andre celler – men altså uden at være vokset sammen.
Man siger, at dette var hjerneforskningens ’atomøjeblik’: erkendelsen af den mindste bestanddel, som alt det andet bygger på. Med den opdagelse katapulterede den hidtil ukendte Cajal sig ind i centrum af hjerneforskningen og fik tildelt Nobelprisen i 1905. Selv foreslog han indledningsvis, at neuronerne nok fungerede lidt som telegraflinjer, hvilket han dog godt selv kunne se var et lidt problematisk billede. For når nu maskinens dele ikke hang sammen, hvordan kom hjernens mange neuroner – i dag anslår man, at der er 86 milliarder stk. – så i kontakt med hinanden?
Hvor vi kommer fra
Før vi søger svar på det, så lad os lige zoome ud og tage et lille evolutionært intermezzo.
Du, vi og alle andre er her på jorden som resultat af hundrede af millioner års naturlig selektion, der er udmundet i en klode fyldt med væsener, som hver især er store succeser, idet de er i stand til at overleve og videreføre slægten på alle tænkelige måder.
Ser man rundt på verden omkring os, synes der dog at være et sammenfald mellem de livsformer, der kan bevæge sig, og dem, der har en hjerne. Selv det største og mægtigste træ har ingen hjerne, mens selv den mindste bananflue har. Evnen til bevægelse har altså indgået i et evolutionært parløb med hjernens udvikling, og med bevægelse er fulgt evner til at lave forudsigelser om omverdenen, så væsenerne har kunnet styre deres bevægelser på måder, der gavnede overlevelsen. Fra det fundament udbygges alle andre hjernefunktioner.
Som den amerikanske neurofilosof Patricia Churchland så smukt har skrevet, er evolutionen beroligende, fordi den viser os forbindelsen mellem alle levende væsener. Generne, der giver bananfluen en for- og bagside er nogenlunde de samme, som giver filosoffen det. Den del af hjernen, som styrer fuglenes rumlige hukommelse, når de flyver nødder hjem til forrådet, fungerer cirka på samme måde som menneskets rumlige hukommelse.
Inde i vores moderne hjerne er der således en masse funktioner, som er meget, meget gamle. Tag griberefleksen, som nyfødte er udstyrede med, og som får de små babyhænder til at gribe hårdt om ting. Den har nok været mere brugbar, dengang vi havde pels, som ungerne kunne klamre sig til – ligesom chimpanseungerne gør. Også ubevidste handlinger som søvn, vejrtrækning og hjerteslag er knyttet til hjernen, men er ikke unikt menneskelige.
Den menneskelige hjerne
Det menneskelige findes måske snarere i helheden: At menneskehjernen ikke er så funktionsopdelt og instinktivt styret som andre dyrs. Vi har sindsbegribelse og evnen til at sætte os i andres sted, evnen til at bygge langt mere avanceret værktøj end nogen andre. Vi kan flette snøre, tilvirke en krog, binde det på en pind og bruge det til at fange fisk, for eksempel. Og endelig er vi i stand til at gå i rette med os selv og overskrive instinkterne. Tvinge kroppen til Mount Everests top, selv om alt indeni stritter imod. Ja, vi kan endda bevidst slå os selv ihjel.
Vores hjerne har været længe undervejs, men når alt kommer til alt, har den næppe ændret sig væsentligt, siden de første Homo sapiens traskede rundt i Afrika for flere hundrede tusinde år siden. Også de har født unger med så store hoveder, at det kunne betale sig at få dem tidligt – selv om de var mindre færdigbagte end andre dyreunger. Menneskets babyer var og er umanerligt hjælpeløse, og hvis de skulle op på chimpanseniveau, skulle en graviditet vare 22 måneder. Til gengæld har menneskeungerne en formidabel evne til at lære nyt og fortsætte med det.
Den slags krævende unger har nok været med til evolutionært at fremelske vores sociale færdigheder, da dem med flair for arbejdsdeling og familiestrukturer har haft lavere børnedødelighed, og således har også vores sociale adfærd rødder i naturen og evolutionen.
Derfor er det lidt af et mysterium, hvorfor mennesket – her i betydningen Homo sapiens – i størstedelen af sin eksistens tilsyneladende har levet på nogenlunde samme måde med nogenlunde samme værktøjer til rådighed. Indtil for 60-40.000 år siden, hvor den teknologiske udvikling eksploderer, og nogle af de ældste kendte kunstværker dukker op.
Nogle kalder denne periode for den kognitive revolution, og hvad den skyldes, er stadig et åbent spørgsmål. De arkæologiske rester viser for eksempel ikke, at kraniekassen pludselig er blevet større, så man må formode, at det snarere er en indre, mental udvikling, der har fundet sted.
Én udlægning går på, at mennesket på en eller anden måde bliver i stand til at forbinde forskellige afdelinger i hjernen, som ellers har været adskilt, så hjernens forskellige vidensområder bliver funktionelt integreret, som det hedder. Sådan at de sociale, de naturhistoriske og de teknologiske færdigheder på en eller anden måde kommer i kontakt med hinanden, sådan som de er i dag.
Om det foregik på den måde, er dog stadig et mysterium, og dem er der et par stykker af i menneskets hjernehistorie.
Et andet mysterium er, at vi kan lære at læse og skrive – for det er en relativt ny kulturel færdighed, som er vundet frem de seneste 10.000 år. At naturen har fået æltet den evne ind i menneskehjernen, for så at lade den ligge ubrugt i hundredtusinder af år, virker som et utroligt usandsynligt tilfælde, som det p.t. er uden for vores rækkevidde at forklare, men heldigvis er muligt at glæde sig over hver dag.
De mange hjerner
Men tilbage til undersøgelsen af hjernen og forskningen, som den tog sig ud i det tidlige 1900-tal.
Her stod det nu klart, at hjernen var fyldt med neuroner, som på en eller anden måde var forbundet med hinanden. De mikroskopiske mellemrum mellem neuronernes forgreninger blev nu navngivet ’synapser’, og i disse små områder udspillede sig en af videnskabshistoriens bedst navngivne fejder: den mellem the soups og the sparks. Supperne og gnisterne. For spørgsmålet var, om forbindelsen mellem neuronernes forgreninger var noget elektrisk eller noget kemisk.
Allerede i 1877 havde den tyske læge Emil du Bois-Raymond slået fast, at nervernes forbindelse til musklerne måtte være én af de to ting, og sådan gik der årtier med kiv og kævl og nærmest korporlige slagsmål, indtil den måske sidste gnistambassadør, australske Johan Eccles, i 1952 kastede håndklædet i ringen og accepterede, at nervecellerne udsendte og reagerede på kemiske signaler – det, som senere fik navnet neurotransmitter. Faktisk har det vist sig, at der både er kemiske og elektriske synapser, men de elektriske er klart i undertal.
Dér i efterkrigstiden vandt ideen om hjernen som noget kemisk manipulerbart nu frem, sammen med en masse nye lægemidler, og en stor del af nutidens forskning er fortsat beskæftiget i afdelingen for hjernens kemi.
Sideløbende fik en ganske anden gren fornyet liv, efterhånden som nye metoder opstod – nemlig den, der handlede om at kortlægge, hvor i hjernen de forskellige funktioner hørte hjemme. Ideen var på sin vis ganske gammel, for allerede midt i 1700-tallet blev den udmøntet i den såkaldte frenologi, som gennem 1800-tallet opnåede enorm udbredelse på et desværre ganske uvederhæftigt grundlag. Dengang mente man, at man kunne udpege forskellige mentale egenskaber hos folk ved at undersøge deres hovedform og små bump på kraniet, hvilket altså ikke var rigtigt.
Men ved nye scanningsmetoder kunne man fra anden halvdel af det 20. århundrede med større vished bestemme, hvor eksempelvis sanserne havde bolig. Hånligt blev den slags kaldt for neofrenologi, men det bidrog ikke desto mindre med ny viden om hjernens indretning, som udbyggedes, da man fra 1980’erne og 1990’erne ved nye scanningsmetoder for første gang kunne se på den levende hjerne, mens den arbejdede.
Den slags forskning har været praktisk, når læger for eksempel har skullet operere i hjernen, men den har ikke kunnet give svar på, hvordan dybe funktioner som for eksempel hukommelse og bevidsthed fungerer.
»Det, vi så på scanningerne, var krusninger på overfladen af et meget stort hav,« som den danske professor i neurologi Albert Gjedde udtrykker det.
Han kom ind i forskningen ad scanningsvejen tilbage i 1970’erne og har som så mange andre undervejs erkendt, at langtfra alle aktiviteter kan lokaliseres til enkelte steder.
Siden årtusindskiftet er man snarere nået frem til, at stort set hele hjernen medvirker til de fleste funktioner – bortset fra de helt basale som sanser og lignende. Måske hjernen snarere fungerer som en række netværk: Ét for vores vågne tilstand, ét for at fokusere i nuet, ét for at lægge planer og så fremdeles.
Et af tidens hotte forskningsområder handler netop om konnektivitet – altså om at forstå kredsløbene mellem de enkelte neuroner – hvor endemålet er at optegne alle forbindelser mellem de 86 milliarder nerveceller i hjernen, hvilket mildest talt er en stor mundfuld.
Samtidig har genforskningen givet nye muligheder for at undersøge enkeltdelene endnu mere i detaljen og undersøge genetikken i hver enkelt celle – for måske er et neuron ikke bare et neuron. Hjerneforskningen er lidt speciel i forhold til meget anden forskning, da det ikke er sådan, at det ene paradigme afløser det tidligere, men snarere sådan, at nye ideer og metoder lægger sig i parallelle spor ved siden af de gamle.
Hjernen kan altså forklares – eller måske netop ikke forklares – som elektrisk og kemisk; som landkort og netværk; som helhed og enkeltdele. Og sat lidt på spidsen har vi altså mange forskellige hjerner, alt efter hvilket blik man anlægger, og ingen af dem kan til fulde forklare den vidunderlige maskine.
Kilder: Thomas Erslev, neurohistoriker, ph.d.; Albert Gjedde, professor emeritus i neurobiologi ved Københavns Universitet. Poul Henning Jensen, professor ved Institut for biomedicin, Aarhus Universitet. Henrik Høgh-Olesen, professor, Psykologisk Institut, Aarhus Universitet. Bøger: Matthew Cobb: ’The Idea of the Brain’, Bill Bryson: ’Kroppen’, Yuval Noah Harari: ‘Sapiens’. Artikler: Thoms Erslev: ‘Multiple hjerne – pluralitet og materialitet i hjerneforskningen 1888 til i dag’ i Slagmark, tidsskrift for idéhistorie, 2019.
