Aivot

Aivot ovat eläimen päässä sijaitseva elin, joka hallitsee ruumiintoimintoja. Aivot koostuvat hermokudoksesta, jonka erikoistuneita soluja ovat neuronit ja gliasolut. Aivot kuuluvat eläimen keskushermostoon, joka ottaa vastaan ja välittää hermoimpulsseja. Aivot toimivat yhdessä ääreishermoston kanssa, joka välittää impulsseja hermojen avulla aivoihin sekä selkäytimeen ja niistä pois.

Yksinkertaisilla eläimillä aivot ottavat vastaan aistien välityksellä saatuja signaaleja ja välittävät informaatiota lihaksiin. Edistyneemmillä eläimillä aivot pystyvät paljon monimutkaisempiin toimintoihin. Ihmisen aivot ovat poikkeuksellisen kehittyneet. Ne erottaa muiden nisäkkäiden aivoista etenkin kehittynyt aivokuori ja otsalohko, joka huolehtii monimutkaisesta ajattelusta, tietoisista päätöksistä ja itsereflektiosta.

Eri lajeilla

Yksinkertaisimmilla eläimillä kuten sukkulamadoilla on hyvin yksinkertaiset aivot, joissa on vain 300 neuronia. Niiden aivot vain ottavat vastaan päässä sijaitsevien aistinsolujen välittämiä ärsykkeitä ja lähettävät impulsseja lihaksiin. Monimutkaisemmilla eliöillä kuten kastemadoilla ja hyönteisillä aivoina toimii kaksi hermosolmua. Keskushermostonsa rakenteen ansiosta hyönteiset pystyvät toimimaan lähes normaalisti ilman aivojaankin.

Selkärankaisten aivot koostuvat monesta osasta, ja niistä lähtee selkäydin kehoon.

Kaloilla on suuret pikkuaivot, jotka koordinoivat liikettä ja arvioivat painetta. Sammakkoeläinten aivot muistuttavat kalan aivoja, mutta niiden isoaivot on katettu hermokudoksella, jonka ensisijainen tehtävä on havaita hajua. Sammakkoeläinten etuaivot ovat paljon suuremmat kuin pikkuaivot. Matelijoiden etuaivojen tyviosat ovat kehittyneet ja isoaivot ovat paljon suuremmat kuin näkölohko. Hajukäämi on hyvin kehittynyt. Lintujen aivot muistuttavat matelijoiden aivoja, mutta pikkuaivot ovat hyvin kehittyneet säätelemään tasapainoa ja paikkaa lentäessä. Nisäkkäiden etuaivot ovat suhteellisen suuret pikkuaivoihin verrattuna. Isoaivoja ympäröi kurttuinen aivokuori. Tiedonkäsittelystä vastaavaa harmaata aivoainetta on vain nisäkkäillä, ihmisellä kaikkein eniten.

Aivojen prototyyppi kehittyi eläimiin hyvin varhain, vaikka fossiileista ei aivojen varhaiselle rakenteelle ole vielä löydettykään kantaisää. Eri lajien aivojen ydinrakenteet ovat säilyneet samanlaisina satojen miljoonien vuosien ajan jopa ihmisen ja kärpästen välillä, vaikka valmiissa aivoissa lajien välillä onkin jo hyvin paljon eroja.

Eläinlajien välillä aivojen koko on yleensä suhteessa eläimen muuhun kokoon, niin että isoilla eläimillä on isot aivot ja pienillä eläimillä pienet. Isot eläimet tarvitsevat pieniä eläimiä enemmän aivosoluja suurten ruumiidensa perustoimintojen hoitamiseen. Pienten nisäkkäiden aivot ovat kuitenkin suhteellisesti isommat kuin suurten. Pikkunisäkkäiden kuten hiirten aivot ovat kooltaan noin 10 prosenttia ruumiin painosta, ihmisen aivot ovat kaksi prosenttia ja sinivalaan aivot 0,1 prosenttia. Eläinlajien aivojen suhteellista kokoa voidaan mitata enkefalisaatio-osamääräällä (EQ), joka ottaa huomioon ruumiin koon vaikutuksen aivojen kokoon. Tällä laskukaavalla ihmisen aivot ovat koko eläinkunnan suurimmat.

Aivot ja älykkyys
Aivojen absoluuttisella koolla on jonkin verran merkitystä älykkyyteen: esimerkiksi isoaivoiset apinalajit menestyvät pieniaivoisia apinalajeja paremmin älyä vaativissa tehtävissä, ja korrelaatio on havaittu myös lintujen välillä. Toisaalta esimerkiksi pieniaivoiset varislinnut ovat suhteellisen älykkäitä, eikä isoaivoisia valaita pidetä ihmistä älykkäämpinä.

Pienistä aivoistaan huolimatta varikset ja korpit ovat suunnilleen yhtä nokkelia kuin simpanssi.

Tietoisuus
Tietoisuuden oletetaan syntyvän aivoissa. Ihmisellä on tietoisuus, mutta joidenkin tutkijoiden mukaan myös muiden eläinlajien aivot olisivat riittävät tietoisuuden syntymiselle, sillä siihen tarvitaan vain muutama tuhat hermosolua.

Ihmisaivot

Ihmisaivojen rakenne

Ihmisen aivojen yksiköitä ovat:

Aivokammiot ovat tuottamansa aivo-selkäydinnesteen eli likvorin täyttämiä onteloita aivojen sisällä. 

Aivosilta ja ydinjatke sijaitsevat aivojen ja selkäytimen välissä yhdistäen ne toisiinsa.

Isoaivot peittävät lähes kokonaan muut osat. Sen pinta-alaa, jopa 0,2 neliömetriä, kasvattaa voimakas poimuttuneisuus. Pinnassa eli isoaivokuoressa, korteksissa, on harmaata ainetta, jonka on muodostanut neuronien soomaosat. Isoaivokuoressa on edustettuna erilaisia toimintoja. Mitä suurempi ala, sen hienosäätöisempi toiminto. Isoaivot ovat jakautuneet kahteen aivopuoliskoon, joita yhdistää aivokurkiainen oikeaan ja vasempaan aivolohkoon.

Keskiaivot ovat väliaivojen alapuolinen osa aivoja. Keskiaivoissa kulkee runsaasti hermoratoja ja sen tumakkeet ovat vastuussa mm. vireystilan, unentuoton ja univaiheiden säätelystä sekä on osa vireystilaa säätelevästä aivoverkostosta

Pikkuaivot sijaitsevat takaraivossa, isoaivojen alla. Se on rakenteeltaan isoaivojen kaltainen, harmaan aineen alla valkeaa ainetta, jossa harmaita tumakkeita, vielä voimakkaammin poimuuntunut ja keskeltä miltei halki. Pikkuaivot ovat vastuussa nopeista, korjaamattomista liikkeistä, valmiiden liikemallien tuottamisesta ja lihasten synkronisaatiosta ja koordinoinnista liikkeiden aikana.

Väliaivot ovat isoaivojen sisällä, jonka tärkeimpiä yksiköitä ovat suuret tumakkeet talamus ja hypotalamus. Talamus toimii kaikkien muiden aistiratojen paitsi hajuradan väliasemana. Tiedon muokkaus alkaa jo talamuksessa. Hypotalamus säätelee hypofyysiä, aivolisäkettä, jonka erittämät hormonit vaikuttavat kaikkialle ruumiiseen.

Aivojen toiminta
Ihmisaivoissa on noin 1500 biljoonaa neuronien välistä kytkentää, joissa sähköiset hermoimpulssit kulkevat. Hermoimpulssit muokkautuvat ja niitä säännöstellään monimutkaisesti solun sisällä ja neuronien välisten kytkentöjen, synapsien rajapinnassa. Esimerkiksi oppiminen tapahtuu aivojen hermoverkkojen muutosten kautta.

Aivot ravintona
Aivoja on perinteisesti käytetty ravintona, suomalaisista ruuista mainittakoon esimerkiksi sianpääsyltty tai alatoopi. Mm. Yhdysvaltain eteläisissä osavaltioissa tunnetaan ruokalajina porsaan aivot paistinkastikkeessa. Toisinaan niitä saatetaan nauttia munakokkelin kera. 

Ruokalajeja, joissa käytetään eläinten aivoja, tunnetaan myös Ranskassa, Meksikossa, Kamerunissa ja Indonesiassa. Britanniassa on kielletty yli vuoden vanhan naudan tai lampaan aivojen myynti ruoaksi.

1700-luvulla Keski-Euroopassa tarjoiltiin kunniavieraille suurten kotieläinten aivoja. Aivot tarjoiltiin halki sahatusta kallosta.

Aivojen syömiseen liittyy joitakin terveysriskejä. Se voi kostautua prionisairauksina, joista tavallisin ihmisillä on Creutzfeldt–Jakobin tauti. Papua-Uudessa-Guineassa on tavattu kuru-nimistä sairautta fore-kansan edustajilla, jotka söivät vainajiensa aivoja. Aivot sisältävät runsaasti energiaa, sekä kolesterolia.

Lähteet

Aiheesta muualla

 Yle Oppiminen: Ihmeelliset aivot

Seulonnan keskeiset artikkelit