Föreläsning Hjärnan och det friska fungerandet

1. N e u r o v e t e n s k a p l i g
p s y k i a t r i
D e l 1 : h j ä r n a n
C P S Y 2 0
N I N A E M I L S S O N
H Ö G S KO L A N V I D B O R Å S

2. Det friska fungerandet
Del 1: kapitel 1-6
• h j ä r n a n s a n a t o m i o c h
f u n k t i o n
• h j ä r n a n s i n f r a s t r u k t u r
• o l i k a n e r v c e l l e r d e s s
u p p b y g g n a d o c h f u n k t i o n
• h j ä r n a n s k e m i
• h j ä r n a n s m e t a b o l i s m

3. E n v å g av ny k u n s k a p o m
d e t m ä n s k l i g a p s y ke t
T H E N E U RO S C I E N C E R E VO L U T I O N

5. Affarenta och efferenta informationsflöden
• Affarenta flöden – bottom up-flöde
– Rå och obearbetad information
– Thalamus – en viktig region – relästation –
förbunden med cortex i båda riktningar
• Efferenta flöden - top down-flöde
– Från hjärnan (motorik och andra beteenden)
ute i kroppen
– Uppstår främst i främre delarna av hjärnan och
i hypotalamus – bakåt, nedåt och ut genom
hjärnstammen till muskler, inre organ, ögon…

6. Hjärnan och hjärnhinnorna
• Tre hinnor omger hjärnan:
1. Hårda hjärnhinnan (ytterst) – dura mater
2. Spindelvävshinnan - arachoid
3. Mjuka ”trogna” hjärnhinnan (innerst) – pia
mater
• Mellan spindelvävshinnan och mjuka hinnan
finns cerebrospinalvätska (CSV). Där löper
också stora artärer & vener.
• Allt ämnesutbyte med hjärnan sker via
cerebrospinalvätskan. Den fungerar som en
barriär mellan blod och hjärna

7. Barriärernas funktion
• Cerobrospinalsvätskans
funktion
1. Bär upp hjärnan
2. Stötdämpande skydd
3. Renhållning
• Hjärnhinnornas funktion:
- Håller hjärnan på rätt position
- skyddar mot mekanisk skada
- hindrar de ytliga delarna av hjärnan
att komma i direkt fysisk kontakt med
varandra
- Förser hjärnan med blodkärl och
nerver
- Bildar en bassäng för hjärn- och
ryggmärgsvätskan

8. Hjärnans anatomiska riktningar

9. Hjärnan
• Vikt 1.3 – 1.5 kg - cirka 12 cm bred,16-17 cm
lång och 12 cm hög
• Havregrynskonsistens
• 10 mijarder neuroner
• Storhjärnan (cerebrum) utgör circa 90 % av
hjärnans totalvikt – avancerade tänkandet -
forebrain
• Lillhjärnan (cerebellum) - hindbrain
• Två hjärnhalvor - hemisfärer

11. Cortex – hjärnbarken
• 3-5 mm tjock och gråaktig.
• Inblandad i komplexa funktioner som
medvetanden, minne, uppmärksamhet,
beteendereglering, omvärldstolkning,
kommunikation, varseblivning och
rörelseförmåga
• Grey matter (gråsubstans) är ett
samlingsnamn för cortex och de subkortikala
kärnorna
Insula

13. INSULÄRA KORTEX
Insulära kortex anses vara
inblandad i funktioner, såsom
uppmärksamhet och minne,
empati, språk, balans,
kroppstemperatur, smak-,
lukt- och hörselupplevelser
och t.o.m. musikupplevelser!

14. Sensorimotorkortex och associationskortex
• Sensorimotorkortex – i
förbindelse med resten av kroppen och
omgivningen, via sinnesorganen och de
motoriska organen.
• Associationskortex - har till
skillnad från sensorimotorkortex i
princip inga direkta motoriska eller
sensoriska funktioner.
– Spelar stor roll för flera psykiatriskt
relevanta funktioner i hjärnan
– Tre associationsområden:
• Frontala associationskortex,
• Parieto-occipito-temporala associationskortex
• Limbiska associationskortex

15. Cingulära kortex = ett limbiskt associationskortex
• Funktion:
– Förmedlar information om känslorelaterade och
kognitiva funktioner samt motor responser
– Finkalibrerar det sociala beteendet
• Tre delar:
– Anteriora cingulära kortex (ACC) – kognitiva och
emotiva processer
– Mittcingulära kortex (MCC) – smärtupplevelser, den
viljemässiga drivkraften bakom beteende
– Posteriora cingulära kortex (PCC) - betydelse för
individens förmåga av medvetet söka bland episodiska
minen

16. BASALA GANGLIA
• - En samling stora nervcellsrika
kärnformationer
• - framställa rätt beteende på
integrerat sätt, i en given situation
• - påverkar flödet av signaler som
talamus ska vidarebefordra till
storhjärnsbarken
• - En del av KSTK kretsarna –
kortiko-strato-thalamo-kortikala
kretsarna
• - Spelar stor roll för flera
psykiatriskt relevanta funktioner

17. PARKINSSON
SJUKDOM

18. Strukturer i de basala ganglia
• Svarta kärnan, substantia nigra, som
innehåller dopaminproducerande
nervceller
• Bleka kärnan, globus palllidus, pallidum
• Accumbenskärnan, nucleus accumbens
• Subthalamiska kärnan, nucleus
subthalimicus
• Striatum som bland annat innehåller:
• Den yttre skalkärnan, putamen
• Svanskärnan, nucleus caudautas

19. Kortiko-strato-thalamo-
kortikala kretsarna (KSTK)
KTSK bidrar till att beteendet
blir sammansatt och integrerat ur
både ett sensoriskt, motorisk,
kognitivt och emotivt vis.

20. ACCUMBENSKÄRNAN
• En förlängning av striatum
• Involverade i
belöningssystemet -
mesolimbiska dopaminvägen
• Inblandad i alla steg i
belöningsprocessen
• Präglar minnesmässiga
associationer mellan stimulus
och belöning

21. LIMBISKA
SYSTEMET
R E G L E R A R K Ä N S L O L I V E T O C H
S O C I A L A N PA S S N I N G S F Ö R M Å G A
L U K T C E N T R U M
KO N T R O L L C E N T R U M F Ö R S E X
Organiserar våra
känsloreaktioner,
en slags
larmcentral,

22. HYPOTALAMUS OCH HYPOFYSEN
• Centrala funktioner för överlevnad –
hunger, törst, sömn, sex
• Vårt stresscentra – enkla beteende som
är genetiskt programmerade
• Tillverkar hormonerna vasopression och
oxytocin som transporerteras till
hypofysen.
• Tillverkar även tyreoidhormoner som
transporteras via blodet och påverkar
alla kroppens vävnader
• och könshormoner – testeron, östrogen

23. TALAMUS OCH CEREBELLUM
Talamus
• "Ingången till storhjärnan": Kopplingsstation
• Ingående och utgående signaler sorteras, kopplas
om och skickas vidare
• Filter för sinnesintryck
Cerebellum
• Samodning av rörelser, koordination, balans men
även viktig för språk, minne och inlärning
• Består av tre lober
• Oerhört cellrik - superdator

24. H j ä r n s t a m m e n –
m e d u l l a o c h p o n s
E n ro n d e l l f ö r s i g n a l t r a f i k e n
m e l l a n s t o r h j ä r n a , r y g g m ä r g
o c h c e re b e l l u m
R e g l e r i n g a v l i v s u p p e h å l l a n d e
k ro p p s f u n k t i o n e r s o m a n d n i n g
o c h h j ä r t r y t m

25. Epitalamus: tallkottkörteln &
habenula
• Tallkottkörteln (corpus pineale)
– Knytpunkt för kropp och själv (då=
– Knytpunkt mellan endokrina och neurala systemen
– Dygnsrytmsreglering
– Producerar hormonet melatonin
• Habenula (töm eller tygel)
– att binda in tallkörteln till talamus
– Känslocentrum
– Hämma rörelser, svar på stress, trötthet eller straff/motgång

26. Förbindelser mellan hjärnregioner
• Nervtrådarna utgör hjärnans
infrastruktur.
• Tre typer av nervtrådar:
– Associationsfibrer – förbinder kortikala
regioner inom samma hjärnhalva
– Kommissurala fibrer tex. corpus
callosum – förbinder en hjärnregion i ena
hemisfären med motsvarande hjärnregion i
andra hemisfären
– Projektionsfibrer - - förbinder kortikala
regioner med subkortikala.Tex. capsula
interna, mediala framhjärnsbunten ”the
hedonic highway” och stria medullis

27. HJÄRNANS NÄTVERK
• Nätverk = grupper av hjärnregioner som samarbetar med
varandra
1. Strukturella (anatomiska) nätverk – konkreta kopplingen av ett antal
hjärnregioner via nervtrådar.Tex KSTK-kretsarna
2. Funktionella nätverk – behöver inte ha en anatomisk koppling till
varandra, förenas genom samtidig aktivering.Tex. vilolägesnätverket (the
default network), exekutiva kontrollnätverket och uppmärksamhetsnätverket
och konativa nätverket
3. Effektiva nätverk – syftar på hur de olika hjärnregionerna, eller noderna i
nätverken påverkar varandra och i vilken ordning detta sker.

28. Celltyper i hjärnan
• Det mer än 100 miljarder nervceller som
vardera kan skicka signaler till tusen andra celler
med en hastighet av 300 km i timmen.
• Celltyperna har olika strukturella, kemiska och
funktionella egenskaper och funktioner
• Två stora grupper:
– Gliaceller, stödjeceller, spelar roll i
nervsystemets metabolism och struktur
– Neuroner, informationsbärande och
kommunicerande celler
– Presynaptiskt neuron – skickar signaler
– Postsynaptiska – tar emot signaler

29. Gliaceller: olika typer
• Det finns olika sorters gliaceller:
1. Astrocyten – ger näring till nervceller,
reglerar kemisk innehåll, tar upp
överflödiga signalsubstanser, bidrar till
immunförsvaret i hjärnan
2. Oligodendrocyter – myeliniserar
neuronets axon
3. Ependymala cellen – reglerar inflödet
av vätska in i hålrummen
4. Mikrogliacellen – hjärnans makrofager,
sköter hjärnans immunförsvar

30. Nervcellens anatomi
(soma)
Boutong

31. Neurotransmission =
informationsöverföring
mellan celler
• Elektrisk – från dendrit till axon
• Kemisk – i synapsen (synaptisk
neurotransmission)
• Endokrin – ämnen som
utsöndras förs vidare via
blodbanan
Kemisk Elektrisk

32. Synaptisk
neurotransmission
1. Aktionspotential når fram till
boutongen
2. Spänningstyrda kalciumkanaler
öppnas upp och kalcium
strömmar in i cellen
3. Kalciumet avlägsnar det
inhiberande proteinet som
håller kvar innehållet i vesiklarna
4. Vesiklarna rör sig neråt och
avknoppas från cellmembranet
och signalsubstansen flödar ut i
synapsklyftan
Postsynaptisk nervcell
Presynaptisk cell
Kalcium
1.Aktionspotential
Transmittorer tex.
acetylkolin, serotonin

33. Receptorer
• Den del av cellen som har som
funktion att fånga upp och
vidarebefordra signaler
• Proteinmolekyler
• Byggs med DNA som modell
• Mängden receptorer är ärftligt
• Går lätt sönder
• Mutationer
• Alzheimers sjukdom – minskat
antal acetylkolinreceptorer

34. Olika sätt läkemedel påverkar
synapsaktivitet
Blockera bindning till
receptorn - vilket leder till
minskad synapsaktivitet -
signalämnet kan inte
påverka mottagarcellen
Blockera återupptag -
vilket leder till ökad
aktivitet - signalämnet
stannar kvar och kan
påverka mottagarcellen
längre
Hämma nedbrytning -
vilket leder till ökad
aktivitet - signalämnet är
aktivt längre och kan
påverka mottagarcellen

35. HJÄ RNAS
KEMI
T R A N S M I T T O R E R
D e l a s i n i :
1 . E n k l a a m i n o s y r o r
2 . M o n o a m i n e r
3 . Tr a n s m i t t o r m o l e k y l e r
4 . N e u r o p e p t i d e r
- E x c i t a t o r i s k a s t i m u l e r a n d e
- I n h i b t o r i s k a - h ä m m a n d e

36. Neurotransmittorer -
svårforskat område
• Bestämma strukturen på receptorn
• DNA – sekvensering
• Genmodifiering – ”knockuout – möss”
• ”Spray and pray”
• Testa nivån av ämnet i blodet

37. Enkla aminosyror: gaba (inhiberare)
och glutamat (exciterare)
GLUTAMAT
• Glutamat förknippas ofta med mat och
kryddor.
• 2/3 av alla nervceller är glutamerga
nervceller, finns i de flesta hjärnregioner men
har en helt avgörande roll i
kommunikationen mellan inom kortex och
mellan kortikala subkortikala regioner
• Glutamat är viktig för att hjärnan ska fungera
korrekt – minne, inlärning, uppämärksamhet,
motoric
GABA
• GABA bildas av glutamat
• Kroppens broms, viktig för muskelkontroll
• Hög nivå – aggressivitet, ångest, kortare
andning
• Låg nivå – ångest, spända muskler, kramper,
dåligt minne, sömnsvårigheter, huvudvärk,
humörsvängningar, stress, oro,
utmattningskänslor och ångest.
• Benzodiapeziner ökar GABA

38. MONOAMINER:
D O PA M I N , S E R OTO N I N , M E L ATO N I N ,
H I S TA M I N O C H N O R A D R E N A L I N

39. Dopamin – the king of reward (oftast excitatorisk)
Bildas i två kärnor –VTA och ST, tillverkas
av tyrosin
Dopaminerga banor
• Mesolimbiska nervbanan-
belöningssystemet, motivation,
emotionell kontroll, uppmärksamhet
• Mesokortiska nervbanan –motivation,
kognitiv kontroll, minne, belöning
• Nigrostriatala nervbanan - motorik
• Tuberoinfundibulära nervbanan – styr
och reglerar endokrin kontroll -
prolaktin
= ST
=VTA

40. NORADRENALIN
• L-dopa blir dopamin blir med
hjälp av ett enzym noradrenalin
eller adrenalin
• Dominerande transmittorn i det
sympatiska nervsystemet – kamp
och flykt
• Funktioner:
–Vakenhet ”arousal” – rädsla,
stress, hot, uppmärksamhet,
minne och inlärning
•Affektiva
sjukdomar
•Ångestsjukdomar
•Psykossjukdomar

41. SEROTONIN (ofta inhibatorisk)
• Tillverkas av tryptofan och serotonerga neuroner utgår från
mitthjärnan
• Reglering av blodtryck (tonus,) blodplättar, tarmfunktion
• Funktion:
– Aptit, törst, aggressivitet, sinnesstämning, sömn, vakenhet, sexualitet,
välbefinnande, temperatur, uppmärksamhet, kognitiv flexibilitet,
sensorimotorisk aktivering, smärtupplevelse
• Serotonerga sjukdomsmodell
– Monoaminhypotesen – brist på serotonin och noradrenalin –
depression
– Suiciderande personer – lägre serotoninhalt
• Affektiva sjukdomar
• Psykossjukdomar
• Ångesjukdomar

42. Melatonin
• I tallkörteln finns ett enzym som
omvandlar serotonin till melatonin
• Frisätts i mörker
Funktioner:
• Reglerar könshormonsinsöndringen
och dygnsrytmen, gör dig sömnig,
rogivande och hämmande effekt på
beteendet, höjer smärttröskeln
Involverad i:
• Affektiva sjukdomar
• Sömnproblem

43. HISTAMIN
• Finns i så kallade mastceller i hela kroppen.
• Sprids ut från främst i hypotalamus till
övriga delar av hjärnan
Huvudfunktion:
• Regler sömn- och vakenhetscykeln, hunger –
och mättnadscykeln, immunförsvar, mage
och tarmsystem, nyfikenhet och motivation,
minne och inlärning
• Histaminintolerans kan leda till dålig sömn,
ökad stressrespons, ökad smärtuppfattning,
försämrad reglering av signalsubstanser,
ohälsosamt matbeteenden, ökat
beroendeframkallande beteende, dåligt
minne och låg motivation
• Autism? ADHD? Epilepsi?

44. Små transmittormolekyler:
acetylkolin (oftast excitatorisk)
• Bildas på flera ställen i hjärnan, främst i basala
regioner som Meynerts kärna, septum och
övre hjärnstam
• Dominerande transmittorn i parasympatiska
nervsystemet – kamp-flykt, ”spela död”-
reaktion
• Inblandat i: kognition, minne,
sömn/vakenhetsreglering, uppmärksamhet
• Nikotin – en konkurrent till acetylkolin
• Psykossjukdomar
• Demenssjukdomar
• Kognitionssjukdomar
• Substanssjukdomar

45. Neuropeptider: orexin,
opiodpeptider, vasopressin,
oxytocin, och insulin
• Peptid = en molekyl uppbyggnad av aminosyror
• Liknar proteiner men är mindre
• Regleras av gener
• Neuropeptider = peptider vars funktion är
cellkommunikation
• Skiljer sig från av andra neurotransmittorer:
– De har inga snabbverkande receptorer
– De återupptas och återanvänds inte i synapsen
– De produceras endast av cellkroppen
• Oxytocin, vasopressin och insulin – mer verkan som
hormon – hypotalamus och hypofys

46. Orexin
• Produceras i hypotalamus
• Involverad i aptit (orexi, aptit),
belönings- och
uppmärksamhetsprocesser,
vakenhet, minne och inlärning
• Narkolepsi
• Belöningssökande och missbruk

47. Opiodpeptider: endorfiner,
enkefaliner och dynorfiner
• Produceras i flera av kroppens organ och i endokrina körtlar
• Funktion:
– Smärtreglering, belöning, betingning, stresshantering och autonom
kontroll, ge lust
• Effekten verkar i hela storhjärnan,men främst i kortex, talamus, det limbiska
systemet och hjärnstammen
– Tex. endorfin - ger vällust och frisätts vid skratt, motion, stress, sex och
förälskelse
• Kan har en hämmande effekt på andra nätverk
• Risk för desensitisering - substansbruk och substansmissbruk/beroendestörning
– alkohol, nikotin, cannabinoider, psykosstimulantia men främst opiaterna
(heroin, morfin, kodein, buprenorfin)

48. ENDORFINER
R U N N E R ´ S H I G H