En relativt ny tanke är att hjärncellerna alltid arbetar ihop i lokala, avgränsade nätverk utspridda i olika delar av hjärnan [23]. Nätverken består av miljontals nervceller ordnade i skikt och förbundna med varandra. De olika skikten är sammankopplade med nervtrådar från ett fåtal andra hjärnområden i närheten eller via thalamus, som är en slags relästation för nästan all information som når hjärnan. Tillsammans bildar de aktiva nervcellerna sammanhängande områden, 200-500 kvadratmillimeter, spridda över stora områden i hjärnbarken. De är organiserade att utföra sina speciella uppgifter, för att sedan skicka informationen vidare.
Nervcellerna är lagspelare. De utför inga uppgifter på egen hand utan arbetar alltid tillsammans. Det finns ingen cell som enbart har till uppgift att t ex komma ihåg mormor eller räkna ut vad 4+21 är. Hjärnan fördelar arbetet för att vinna i precision och skärpa. Miljontals nervceller i flera nätverk sätts på uppgiften att komma ihåg mormor. Ett oekonomiskt sätt att sköta arbetet, men utan denna mångfald förlorar hjärnan sin precision och blir oerhört sårbar.
Ibland delar man in hjärnans utveckling i fyra stadier där olika delar av hjärnan har olika ålder i människosläktets historia. (Fylogenetiska historia) [6]:
Den amerikanska hjärnforskaren Paul MacLean menar att hjärnan är som `tre hjärnor i en', var och en med en fylogenetisk historia. Under människans fosterstadier kan man faktiskt se antydning till gälspringor och svanskotor har vi ju alla som ett bevis på evolutionen.
Hjärnans funktioner kan delas upp i hierarkier [6]. Ryggmärg, hjärnstam och limbiska systemet är de äldsta och primitivaste, dvs. alla djur har detta. Den viktigaste skillnaden mellan människa och djur är språket. Barn föds med en förmåga att lära sig vilket språk som helst innan 1 års ålder. Nervceller från synbarken på ett djur som saknar ögon ser ut som en tanig gran, medan en nervcell från samma område på ett seende djur kan liknas som en präktig julgran (att sätta kunskapens ljus i). Försök har gjorts med laboratoriemöss förmåga att lära sig vägen genom en labyrint och visar att stimulerade möss (ständigt nya leksaker i burarna) klarar sig bättre än vanliga möss och lika bra som barnens sällskapsmöss som får naturlig stimulans. Nervcellen har kontakter med upp till 1000 andra nervceller. Genom att stimulera hjärnan kan den således hållas i trim och detta är särskilt viktigt för äldre personer som inte får så mycket naturlig stimulans. Behovet av information kan liknas vid behovet av föda och understimulering ökar risken för mental ohälsa.
Hjärnan är själens hus menar man. Där finns medvetandet uppdelat i: förstånd, vilja och känsla.
Studier av könsskillnader i människans hjärna inleddes först för ungefär hundra år sedan [18]. Från början var det en blandning av en liten del vetenskaplig observation och en större del politiskt betingade fördomar, oftast med syftet att `bevisa' kvinnans underlägsenhet.
Hjärnans vikt i förhållande till kroppslängd är aningen större hos män, men - och det är det viktiga - likheterna mellan könen är långt mer iögonfallande än olikheterna. Framförallt är skillnaden mellan individer större.
En del anatomiska skillnader mellan mäns och kvinnors hjärnor har påvisats, liksom åtskilliga olikheter på mikroskopisk och biokemisk nivå. Exempelvis är en del av hjärnbalken större mellan mäns hjärnhalvor än mellan kvinnors. Än så länge har forskarna inte kunnat påvisa ett orsakssamband mellan å ena sidan olikheter i mäns och kvinnors hjärnor och å andra sidan sedan länge välkända könsolikheter i bland annat sömnmönster, språklig förmåga och matematisk förmåga.
Den svensk-amerikanska forskaren Camilla Persson Benbow har hittat en drastisk könsskillnad i matematisk förmåga. Ur en grupp på inte mindre än 65000 tolvåringar, varav 43% flickor, valde hon successivt ut de matematiskt mest begåvade så att slutligen knappt 300 barn med extremt hög matematisk förmåga återstod. Av de var inte mindre än 93% pojkar. Hon menar att trots diverse andra förklaringar, måste det röra sig om en biologisk orsak.
Den amerikanske hormonforskaren William Young upptäckte redan för flera årtionden sedan att vuxna individer (i hans fall marsvin) är olika känsliga för testosteron (manligt könshormon). Olikheten i känslighet för testosteron beror på att testosteronet förändrar nervsystemet vid tiden omkring födelsen. Ända fram till tiden omkring födelsen är människans och många däggdjurs nervsystem könsneutrala.
Vad än arvsanlagen anger för kön hos en individ och oavsett vilka yttre könsorgan individen har avgörs alltså nervsystemets könsliga funktion av frånvaro respektive närvaro av testosteron. Det är från Youngs idéer som Geschwind har hämtat stoff till sin teori om hjärnhalvor och vänsterhänthet. Likaså är det ursprungligen från Young som Persson Benbow har fått uppslaget att det är det manliga könshormonet som förändrar pojkars hjärnor så att de blir extra duktiga i matematik.
Numera vet vi säkert att testosteron verkligen åstadkommer förändringar i hanliga råtthjärnor men man har ännu inte lyckats påvisa något samband mellan olikheter i hanars och honors hjärnor och olikheter i hanars och honors beteenden.
Marianne Frankenhauser beskriver svårigheterna i en enkel förklaring [31]. Till en del kan uppdelningen mellan vänster och höger hjärnhalvas funktioner tyckas stämma med fördomarna om vad som är manliga resp. kvinnliga egenskaper. Men bilden är mer komplicerad än så. Man vet t ex att pojkar är bättre i matematik, flickor i språk. Båda dessa funktioner är lokaliserade till vänster hjärnhalva. Pojkarna har bättre förmåga till tredimensionellt tänkande, som är lokaliserat till höger hjärnhalva, men i höger halva sitter också förmågan att tolka känslouttryck, som flickor brukar klara bättre.
Ett överskott av det manliga könshormonet bromsar utvecklingen av vänster hjärnhalva och försvagar kroppens naturliga försvar mot sjukdomar, ett problem som gör sig gällande vid doping. 15% av ett antal undersökta vänsterhänta har sitt språkcentrum förlagt till höger istället för till vänster hjärnhalva. De övriga 85% av de vänsterhänta har möjligtvis sitt språkcentra spridd över en större del av hjärnan än högerhänta. Det finns två teorier om varför man kan bli vänsterhänt [25]. Den ena går ut på att det beror på en förlossningsskada, som framför allt drabbar vänster hjärnhalva. Hjärnskadan är av lättare slag, men den är stor nog att försvaga den vänstra hjärnhalvans noggranna kontroll över höger hand. Den andra teorin tar sin utgångspunkt i de båda hjärnhalvornas olika mognadstakt. (Detta tar man även fasta på i den första teorin). I detta fall är det inte en hjärnskada utan det manliga könshormonet testosteron, som gör sig gällande.
Den amerikanske neuropsykologen Norman Geschwind har studerat vänsterhänthet i detalj och har bland annat funnit att långt fler män än kvinnor är vänsterhänta. En större andel vänsterhänta stammar, har läs- och skrivsvårigheter, migrän och sjukdomar som beror på brister i immunförsvaret - men också talanger som matematisk begåvning.
Höger hjärnhalva utvecklas snabbare än den vänstra, och båda hjärnhalvorna utvecklas snabbare hos kvinnor än hos män [5,18]. Vid födelsen har alla människor en dominerande höger hjärnhalva. Där finns den del av nervsystemet som styr rumslig uppfattning, allmän uppmärksamhet och känslomässiga bindningar. Detta är funktioner som har stort överlevnadsvärde i det tidiga livet. Hos de individer som så småningom blir vänsterhänta fortsätter höger hjärnhalva att växa i högre grad än den vänstra.
I dag vet vi en hel del om hur synen fungerar [21]. I ögat bryts ljuset så att en omvänd bild av verkligheten faller på näthinnan. Där omvandlar tapparna och stavarna ljuset till elektriska signaler. Bilden är genombruten av ådror och upplösningen i ytterdelarna är dålig. Den blinda fläcken gör ett hål i bilden. Signalerna färdas genom synnerven i riktning mot bakhuvudet. Efter att ha passerat en punkt där de två synnerverna korsar varandra, och en omkopplingsstation mitt i storhjärnan (thalamus), hamnar de i en del av synbarken längst bak i hjärnans nacklob som kallas område V1. Den hör delen av synbarken har bland annat till uppgift att vidarebefordra signalerna till andra delar av synbarken.
Hos apor är synbarken sammansatt av ett dussintal hierarkiskt ordnade områden (V1, V2, V3, ... etc.). Sannolikt är människans synbark organiserad på ett likartat sätt. Varje delområde bearbetar och analyserar olika egenskaper i synbilden, t ex färger, former och rörelser. Syninformationen från ögonen bearbetas i alla delområden. Grovt kan man säga att informationen strömmar från område V1 i två olika riktningar. Den ena strömmen rör sig mot tinningloben och passerar områden av synbarken som analyserar färger och former hos föremål i synfältet. Här försöker hjärnan svara på frågan `Vad?'. Den andra strömmen flyter mot hjässloben. På vägen passerar den områden av hjärnbarken som analyserar rörelser och avstånd. Här försöker hjärnan svara på frågan `Var?'.
Men var i allt detta uppstår känslan av att vi är medvetna om vad vi ser? Det är här blindsynen blir så intressant. Blindsyn är något som yttrar sig i att en blind person kan reagera på synupplevelser utan att vara medveten om dem. Område V1 i synbarken spelar en viktig roll. Människor med blindsyn har skador i detta område. Resten av synbarken kan vara intakt. Detta borde betyda att område V1 är nödvändigt för att vi ska bli medvetna om vad vi ser. Men det är inte tillräckligt. Syninformationen måste passera också de andra områdena för att vi ska uppleva färgen, formen och rörelserna i vår bild av omvärlden. Människor med skador på synområden av högre ordning (V2, V3, V4 och V5) är medvetna om vad de ser, men deras synupplevelser saknar något. Synbilden kan vara svartvit, rörelserna kan vara frusna. Den omstridda frågan är hur nära kopplad den medvetna synupplevelsen är till hjärnaktiviteten i område V1. Här finns i huvudsak två teorier:
Den senare teorin utgår i stället från att den viktigaste hjärnaktiviteten äger rum i de högre synområdena och, framför allt, i speciella områden i pannloberna. Huvudtanken är att synupplevelserna uppstår i områden som står i direkt förbindelse med barkområden i pannloberna som har till uppgift att planera och organisera rörelser. Det innebär att ett direkt samband mellan synupplevelsen och aktivitet i område V1 faller bort.
Det finns dock problem med båda teorierna. En del människor med skador i område V1 verkar kunna uppfatta vissa typer av syninformation medvetet. Dessutom finns det människor med pannlobsskador som ändå ser.
Antag att vi vet exakt hur synsystemet är konstruerat och hur det fungerar; vi vet vilken del av hjärnan som är kopplad till synupplevelsen, vilken typ av aktivitet, vilka barkområden och vilka celler som både är nödvändiga och tillräckliga för att vi ska se och att vi också vet vilken fysikalisk process som ger upphov till synupplevelsen. Har vi då löst det filosofiska kropp-själproblemet?
Man vet fortfarande inte hur hjärnan förhåller sig till medvetandet. I dagens vetenskapssamhälle dominerar teorier om att hjärnans och medvetandets processer är identiska eller parallella. Karl Popper, en av vår tids mest inflytelserika filosofer, poängterar likheter mellan medvetandet och fysikens kraftfält. Han föreslår att `det mentala' samspelar med hjärnan via hjärnans elektromagnetiska kraftfält.
Descartes placerade växelverkan mellan kropp och själ i tallkottkörteln. För att förklara samspelet mellan hjärnan och medvetna synupplevelser spekulerar man numera kring förbindelserna mellan synbarkens område V1, eller högre synbarksområden, och pannlobsbarken. I en samspelshypotes skulle växelverkan mellan det mentala och det neutrala, dvs. med de fysikaliska processerna i hjärnan, uppstå i dessa områden.
Vad krävs egentligen för att ett medvetandet ska uppstå? Det är inte alls säkert att en särskilt välutvecklad hjärna behövs [22]. Kanske en ryggmärg räcker. Hos lägre djur med ingen eller liten hjärna finns de viktigaste nervfunktionerna i ryggmärgen. Där har de också bevarats under evolutionens gång hos de högre djuren men används inte, såvida inte hjärnan skadas. Hos en råtta, som har fått ryggraden avskuren från hjärnan, kan man framkalla inte bara enkla reflexrörelser utan också komplicerade gångrörelser, som normalt kräver hjärnans medverkan.
Kanske rentav den enskilda cellen har någon form av förmåga till medvetande. Alla celler kan reagera på omgivningen. Narkosmedel som utsläcker medvetandet verkar på kroppens alla celler. Kroppen är hierarkiskt uppbyggd med hjärnbarken i toppen. Hjärnbarken är också känsligast och slås ut först av narkosmedel. Höjer man dosen påverkas därefter i tur och ordning hjärnstammen, ryggmärgen och resten av kroppen. Även en amöba kan göras medvetslös!
Här öppnar sig plötsligt absurda och hisnande perspektiv. Om alla celler skulle ha förmåga till medvetande, kan då någon del av kroppen vara medveten även om hjärnan är medvetslös? Kan t ex magtarmkanalen, som faktiskt har ett komplicerat nervsystem, ha någon form av självständigt medvetande?
Synen på människans själsliv varierar starkt. Vissa anser att själen och medvetandet åtminstone delvis representerar rent andliga fenomen, som lever ett självständigt liv utanför den materiella världen. Andra menar att de själsliga processerna helt och hållet uppstår ur biologiska skeenden och inte kan frikopplas från dessa.
Hjärnans främsta uppgift har ursprungligen varit att fungera som en sorts rörelsemaskin [22], och under utvecklingens gång har hjärnans färdigheter i första hand tjänat till att förfina dess förmåga att styra rörelserna. För att överleva måste alla varelser utföra rörelser, som att inta föda och fly undan fiender, och dessa rörelser måste ske i rummets tre riktningar. Hjärnans konstruktion har anpassats efter de krav som en sådan rörlig existens i rummet och tiden ställer. Denna princip är så fundamental att när det sedan utvecklas någonting nytt i hjärnan, som förmågan att tänka abstrakt och andra intellektuella färdigheter, måste detta nya byggas på hjärnans grundläggande konstruktion. Någonting annat har helt enkelt inte funnits att tillgå. Även i språket tycks det finnas otaliga spår som vittnar om det abstrakta intellektets beroende av hjärnan som rörelsemaskin. En tanke eller känsla går faktiskt att uppfatta som en abstrakt rörelse: `Tankarna irrade omkring.', `Hon greps av hemlängtan.', `Fantasin skenade iväg.' osv.
Det verkar nästan oundvikligt att ett själsliv skulle uppstå under den biologiska utvecklingen. Om muskelrörelserna ska utnyttjas på bästa möjliga sätt krävs ett effektivt tankearbete. Ta t ex ett jagande rovdjur som måste planera och överväga olika alternativ. Det måste hela tiden tänka framåt för att fundera ut hur bytet kommer att förflytta sig. För djur som jagar i flock är det också mycket viktigt att kunna kommunicera framgångsrikt inom flocken. Även då är en tänkande hjärna till stor nytta.
Tanken att psyke och motorik har utvecklats tillsammans under evolutionen får stöd i hjärnforskningen. Själslivet och muskelrörelserna styrs från delvis samma område i hjärnan, nämligen från de sk. basala ganglierna, och av samma signalsubstanser. Signalsubstanser är kemiska ämnen som bildas i hjärnans nervceller och överför meddelanden mellan dessa. Basala ganglierna är grupper av nervcellskärnor i hjärnans mellersta delar. De reglerar våra viljestyrda muskelrörelser men påverkar också psyket. Här spelar signalsubstansen dopamin, GABA (gammaaminosmörsyra), glutaminsyra och acetylkolin viktiga roller. Dopamin har till uppgift att sätta igång rörelser i musklerna, men det kan också aktivera psykiska processer. GABA, glutaminsyra, acetylkolin och dopamin ska balansera varandra så att rörelserna blir lagom stora och så att tanke- och känsloliv fungerar.
Att psyke och motorik verkligen hänger ihop rent biologiskt bekräftas av sådana sjukdomar som orsakas av att vissa nervceller i de basala ganglierna inte fungerar som de ska. Anledningen kan t ex vara en ärftlig sjukdom eller ett giftigt ämne som sätter ner cellernas funktion så att det blir brist på en eller flera signalsubstanser. Följden blir psykiska och neurologiska sjukdomar, där både kropp och själ kan påverkas.
Människans limbiska system är ganska likt djurens. Att vårt limbiska system inte har utvecklats mycket mer än djurens kan vara en förklaring till att vi ofta reagerar `primitivt' känslomässigt och till att vårt rationella intellekt inte alltid fungerar. Om vi blir rädda eller arga kan vi ibland bete oss på ett sätt som inte är ändamålsenligt. Vi kanske grips av panik eller börjar slåss när detta är ofördelaktigt.
Stor glädje och stark rädsla minns vi mycket bättre än andra upplevelser [28]. Orsaken är att kroppens alarmsystem, som i en farlig situation försätter oss i alarmberedskap, också berättar för hjärnan att den upplevelsen aldrig får glömmas. När vi är rädda producerar binjurarna hormoner som påverkar amygdala i hjärnan. Hos djur har försök visat att amygdala skickar impulser vidare till andra hjärnregioner, som ser till att exempelvis en råtta aldrig glömmer var den fått elektriska stötar. Människans minne har två nivåer enligt de amerikanska forskarna - en vanlig och en speciell nivå, där starka upplevelser lagras extra väl. Det är på denna speciella nivå, som impulserna från amygdala hamnar och lagras. Personer som har skador på amygdalan har faktiskt svårt att känna rädsla [29].
`Själen bor i nervcellernas buskage. Det är där bland nervimpulsernas flöde i grenverket, som en gång det mänskliga medvetandet har uppstått, och uppstår hos nya individer.' [6]
Hypnos används av läkare och psykologer. I Sverige gjordes nyligen den största operationen hittills i landet med hypnos då man amputerade en fot på östra sjukhuset i Göteborg [26]. Tandläkare har också använt hypnos med framgång. Hypno-terapeuter kan behandla ångestneuroser, kroniska smärtor, alkoholmissbruk och tandläkarskräck. Det finns belägg för att man inte kan hypnotisera personer att göra saker som går emot deras önskningar och moral. Hypnos måste göras med omsorg. Det fanns någon som ställde upp på en show där han hypnotiserades till att tro att han var jagad av en hund och som sedan fick förföljelsemani eftersom den posthypnotiska effekten inte tagits bort. (Posthypnotiska effekter brukar annars försvinna efter någon dag).
Ljudteknik kan bespara oss år av träning i meditation [24]. I flera kulturer används speciella rytmer för att få människor i trans, ofta i samband med religiösa ritualer. I vår egen kultur upplever vi något av samma effekt, när vi lyssnar på modern technomusik.
En patenterad teknik utvecklad på Monroeinstitutet, går ut på att vissa ljudfrekvenser får påverka hjärnan. Det har visats att när man hör en ljudfrekvens i höger öra och en närliggande frekvens i vänster så omvandlar hjärnan de båda frekvenserna till en tredje ton. När detta inträffar svänger hjärnvågorna i de båda hjärnhalvorna synkront. Principen kallas för Hemi-Sync-tekniken. Mätningar har visat att när zenmunkar har lyckats försätta sig i djup trans är hjärnvågorna i de båda hjärnhalvorna synkroniserade.
Alfavågor är dominerande hos en vaken person med slutna ögon, medan betavågor uppträder om personen öppnar ögonen och koncentrerar sig på något. När personen sjunker ned mot ett meditativt tillstånd domineras bilden av delta och tetavågor. I det meditativa tillståndet har man möjlighet att få upplevelser som ligger utanför den normala uppfattningen av den fysiska verkligheten (vilket till exempel sker i en dröm). Här är skillnaden den att försökspersonen har sitt vakna medvetande med sig in i drömvärlden. (En del anser sig ha haft en så kallad utanför-kroppen-upplevelse, vilket är ett fenomen som är känt från människor som varit utsatta för livshotande situationer).