Functies van het zenuwstelsel

Functioneel wordt het zenuwstelsel onderverdeeld in twee verschillende taakgebieden: in vegetatieve- en animale functies. Onder autonoom (onwillekeurig) verstaan we orgaanfuncties die zorgdragen voor de stofwisseling van het lichaam. Onder animaal (willekeurig) verstaan we de orgaanfuncties, waarbij de mens een beweeglijke relatie onderhoudt via de zintuigen en de skeletspieren met zijn omgeving. Het animale systeem (vlucht- of vechtreactie) heeft maar één soort prikkel nodig, omdat de skeletspieren normaliter in rust zijn. Bij dit systeem onderhouden de organen een beweeglijke relatie met de omgeving, ze zijn dan ook onmisbaar bij het vinden van voedsel, voor bescherming tegen bedreigingen uit de omgeving en voor de voortplanting.

• Algemeen
• De twee afzonderlijke zenuwsystemen in het autonome zenuwstelsel
• Het animale systeem
• Hersenstam (truncus cerebri)

Algemeen

Het vegetatieve (autonome) en het animale deel (zintuigen en skeletspieren) van het centrale zenuwstelsel zijn anatomisch herkenbaar te onderscheiden. Het autonome deel bevindt zich in de hersenstam. Centraal in de hersenstam ligt een vezelachtige structuur (formatio reticularis) waarin onder meer de regelcentra van ademhaling, hartactiviteit, bloedvaten, warmteafgifte en spijsvertering zijn opgenomen. Deze functies zijn buitengewoon belangrijk, omdat ze beslissend zijn voor leven en dood. Dat geldt niet alleen bij de mens maar voor het gehele dierenrijk. Deze functies van het zenuwstelsel zijn al vroeg in de evolutie ontwikkeld. De ruimte die de autonome regelcentra innemen is maar een fractie van het totale hersenvolume. Ondanks hun autonome functie staan de vegetatieve regelcentra wel onder invloed van animale (willekeurige) hersengebieden. Zo gaat het hart sneller kloppen bij verliefdheid en bij spieractiviteit. Zelfs alleen het denken aan emoties of inspanning is al voldoende om het hart te prikkelen.

De twee afzonderlijke zenuwsystemen in het autonome zenuwstelsel

In het autonome zenuwstelsel kunnen de cellen in hun functie-uitoefening gestimuleerd maar ook geremd worden. De primaire regelcentra liggen in de tussenhersenen en in de hersenstam. Voor de output maken de primaire centra gebruik van twee aparte innervatiesystemen, het parasympatische en het (ortho)sympatische systeem. Deze zijn anatomisch volstrekt gescheiden en sorteren functioneel tegengestelde effecten. Het parasympatische systeem wordt in het algemeen geactiveerd in rusttoestand en het sympatische systeem tijdens (lichamelijke) activiteit (verhoogde hartslag, transpiratie, verwijde bronchiën, enzovoort).

De zenuwvezels van het parasympatische systeem liggen niet in de grensstreng dat zich aan weerszijden van de wervelkolom bevindt, maar in een viertal hersenzenuwen en in enkele bekkenzenuwen. De belangrijkste van de vier hersenzenuwen is de nervus vagus, die vrijwel alle borst- en buikorganen activeert. Het sympathische en het parasympatische systeem worden overigens niet alleen door hogere hersencentra aangestuurd, maar op lokaal niveau ook via reflexen. Een en ander geschiedt via directe schakeling tussen aanvoerende vezels (sensoren in hart, maag en longen) en afvoerende vezels (naar glad spierweefsel of naar spieren) in de ganglia of vezelknopen en in het ruggenmerg. Naast de primaire regelcentra zijn er secundaire en tertiaire centra opgenomen in het systeem, die regionale en lokale processen aansturen. Het animale systeem kan anatomisch worden onderscheiden in: grote hersenen, kleine hersenen, hersenstam en ruggenmerg.

Het animale systeem

Grote hersenen (cerebrum)

Deze bestaan uit een linker en een rechter hersengedeelte, die via een uitgebreid systeem van vezelbanen met elkaar verbonden zijn. Beide gedeelten hebben hun eigen specialisaties. Zo ligt de nadruk van de linker hersenhelft op rationeel denken en het gevoel is ondergebracht in de rechter hersenhelft. Aan de oppervlakte ligt hersenschors, welke is samengesteld uit een zestal lagen van gespecialiseerde cellen. Tussen deze lagen van cellen bestaan allerlei netwerkverbindingen om de talrijke functies van de hersenen uit te kunnen voeren. De hersenschors wordt onderscheiden in diverse gebieden. In de primaire gebieden worden de signalen uit de zintuigen (ogen, oren en huid) waargenomen, waarna vervolgens de skeletspieren geactiveerd worden.

In de secundaire gebieden vindt de herkenning van de waargenomen zintuigsignalen plaats en worden de lichaamsbewegingen geprogrammeerd. In de tertiaire of associatiegebieden worden de afzonderlijke herkenningen gecombineerd tot één geheel, zoals bij stem, uiterlijk, loopkenmerken van een bekend figuur en wordt de eventuele motorische reactie (gedrag) gepland. De emotionele lading (beleving) van onze ervaringen, gedachten en gedrag wordt verzorgd door een apart zenuwnetwerk, het limbische systeem. De naam limbisch (rand) verwijst naar de anatomische ligging, namelijk in het randgebied van de grote hersenen rond de tussenhersenen. Verder zijn in dit systeem diverse dieper gelegen kernen van de grote hersenen en tussenhersenen opgenomen.
De typische denkprocessen waardoor de mens zich onderscheidt van de dieren vinden plaats in het voorste deel van de voorkwab. Er is anno 2004 geen apart gebied in de grote hersenen gevonden waar het geheugen is gevestigd. Men veronderstelt dat het geheugen verspreid is aangelegd over de hersenschors en zelfs ook nog over lagere gebieden.

Kleine hersenen (cerebellum)

De kleine hersenen liggen aan de achterzijde, onder de achterkwab van de grote hersenen. Aan de voorzijde van de kleine hersenen ligt de hersenstam, waarmee de kleine hersenen diverse verbindingen hebben. De functie van de kleine hersenen is grotendeels gericht op de coördinatie van de lichaamshouding en lichaamsbewegingen. Hiertoe krijgen de kleine hersenen informatie uit het evenwichtsorgaan en uit het bewegingsapparaat (spieren, pezen, gewrichten). Die informatie wordt gebruikt om een vergelijking te kunnen maken met de bewegingsopdrachten die verstrekt worden door de grote hersenen. Met andere woorden: de kleine hersenen begeleiden de uitvoering van de beweging op basis van de bewegingsintentie van de grote hersenen. De begeleiding bestaat uit het afgeven van corrigerende signalen naar de motorische kernen in de hersenstam en naar de motoneuronen zelf. Dit zijn de zenuwcellen die naar de spiervezels lopen en die hun cellichaam in het ruggenmerg (arm-, been- en rompspieren) of in de hersenstam (hoofd- en aangezichtsspieren) hebben liggen.

Met scanningstechnieken is ontdekt dat de kleine hersenen ook actief zijn bij het aanleren van bepaalde cognitieve taken. Uit neuropsychologisch onderzoek bij patiënten met beschadigingen van de kleine hersenen is verder gebleken dat er ook stoornissen zijn op gebied van planning, redeneren en persoonlijkheid. Tevens kunnen in dit kader evenwichtsproblemen (dysmetrie, ataxie) en gestoorde motoriek (intentietremor en hypotonie) optreden. Al met al is het inzicht in de werking van de hersenen nog verre van compleet.

Hersenstam (truncus cerebri)

De hersenstam kan worden onderverdeeld in tussenhersenen, middenhersenen en verlengde merg en is gesitueerd tussen de grote hersenen en het ruggenmerg. Het vormt de enige onderlinge verbindingsweg van alle zenuwbanen tussen grote hersenen, kleine hersenen en het ruggenmerg. In het bovenste deel van de hersenstam (thalamus) bevinden zich verscheidene schakelkernen in de sensorische banen voordat deze op de schors van de grote hersenen projecteren. In het centrale deel van de hersenstam is een anatomisch moeilijk onderscheidbare langwerpige kluwen van zenuwvezels en cellichamen met een kleuraspect tussen die van de witte en grijze stof gelegen (formatio reticularis). Hierin zijn regelcentra te onderscheiden van allerlei autonome lichaamsfuncties zoals ademhaling, bloeddruk, lichaamstemperatuur en darmactiviteit, maar ook van het slaap-waakritme van de seksuele activiteit.

Afstemming tussen hypothalamus en hypofyse

Het is daarom niet toevallig dat een onderdeel van de hersenstam (hypothalamus) in verbinding staat met de hypofyse, de hoofdklier van het hormonale stelsel. Dat stelsel bestuurt via de afgifte van chemisch actieve stoffen (hormonen) aan het bloed de functie van organen. Tussen de hersenstam en de hypofyse vindt dus afstemming plaats bij het reguleren van de lichaamsfuncties. Het hormoonstelsel geeft zijn signalen door via de bloedsomloop. Zodat die op meerdere plaatsen tegelijkertijd effect sorteren en welk effect bovendien langer aanhoudt. Het zenuwstelsel kan door signalen via zenuwen zijn invloed op individuele cellen snel en kortdurend uitoefenen.

Ruggenmerg (medulla spinalis)

De verbinding tussen romp, armen en benen enerzijds en hersenen anderzijds wordt gevormd door het ruggenmerg. Het beschikt over eigen schakelcircuits, die middels reflexactiviteit reageren op een prikkel van het zenuwstelsel. Deze reflex werkt als volgt. De zenuwvezels met het binnenkomende pijnsignaal stimuleren in het ruggenmerg de motorische zenuwvezels naar de buigspieren van hetzelfde been en remmen, via schakelzenuwen, de motorische zenuwvezels naar de strekspieren. Aan de andere kant van het ruggenmerg is de zenuwschakeling precies omgedraaid. Bekende voorbeelden zijn de kniepeesreflex en de terugtrekreflex bij het aanraken van een heet voorwerp. Doorsnijding van het ruggenmerg (dwarslaesie) heeft tot gevolg dat onder het niveau van de snede alle gevoel verdwenen is en dat de spieren verlamd zijn. Omdat de bloedvaten in dit geval wel vrijwel normaal functioneren blijft het weefsel wel redelijk intact.

Lees verder

• Opbouw van het zenuwstelsel