Biologie basisschool en onderbouw · Grades 1–9
33De hersenen aan het commando
Er vliegt een bal op je af; je vangt hem. Een halve seconde, geen enkele gedachte — en toch hebben je ogen in die halve seconde een vliegend voorwerp gemeld, heeft iets zijn baan berekend, en zijn tientallen spieren tot precies de juiste vangbeweging bevolen. Dat iets zijn de hersenen, en dit hoofdstuk volgt hun bevelen door de bedrading van het lichaam.
33.1 Het commandonetwerk
Definitie 33.1 (Het zenuwstelsel)
Het zenuwstelsel is het commandonetwerk van het lichaam:
- de hersenen, beschut door de schedel (Definitie 17.1), vormen het centrum: ze ontvangen alle meldingen en geven alle bevelen;
- het ruggenmerg, een dikke kabel van zenuwweefsel, loopt van de hersenen omlaag binnen de beschermende zuil van de wervelkolom;
- de zenuwen, witte draden die vanuit hersenen en ruggenmerg naar elk orgaan vertakken, dragen de boodschappen — bij de snelste met meer dan .
Propositie 33.2 (Melden, beslissen, bevelen)
Elke handeling doorloopt dezelfde lus (Propositie 5.4 was er de eerste schets van):
- de zintuigorganen melden: zenuwen dragen hun boodschappen naar de hersenen;
- de hersenen voegen de meldingen samen, beslissen en stellen bevelen op;
- zenuwen dragen de bevelen van de hersenen naar de spieren (Definitie 17.6), die op bevel samentrekken.
Zintuigorganen melden, spieren gehoorzamen — geen van beide beslist ooit.
Bewijs. Op dit niveau zonder bewijs aangenomen. ∎
Voorbeeld 33.3 (De vangbeweging, langzaam afgespeeld)
Speel die halve seconde langzaam af: de ogen volgen de bal en melden, onafgebroken; de hersenen leiden uit melding na melding af waar de bal zal zijn; bevelen stromen naar de benen (een stap naar links), de romp (leunen), de arm en de vingers (open — nu dicht). Geen enkel orgaan “ving de bal”: ogen, hersenen en spieren speelden elk hun regel uit Propositie 33.2.
Opmerking 33.4 (Meer dan bewegen)
Dezelfde hersenen die ballen vangen bewaren ook je herinneringen, houden je aandacht op deze bladzijde, dromen ’s nachts — en draaien diensten waar je nooit bij stilstaat: ze houden de ademhaling dag en nacht op gang (Definitie 26.1) en stemmen het tempo van het hart af op wat het lichaam nodig heeft (Voorbeeld 27.7). Sommige bevelen geef jij; andere geven de hersenen voor jou.
33.2 De lus meten: de reactietijd
Definitie 33.5 (Reactietijd)
De lus is snel maar niet ogenblikkelijk: melding, beslissing en bevel nemen elk hun deel. De vertraging tussen een signaal en de reactie van het lichaam is de reactietijd — bij een eenvoudige taak (vangen, drukken, grijpen) ongeveer een vijfde seconde bij een geoefend persoon, iets meer bij kinderen.
Methode 33.6 (De liniaalproef)
Reactietijd zonder ander instrument dan een liniaal:
- een partner houdt een liniaal verticaal hangend, met de nulstreep omlaag, tussen je open duim en vinger;
- zonder waarschuwing laat de partner los; jij vangt de liniaal zo snel als je kunt;
- lees af waar je hem gevangen hebt: hoe minder centimeters er voorbijgegleden zijn, hoe sneller jouw lus;
- herhaal het een paar keer en houd je gebruikelijke waarde aan — losse pogingen springen alle kanten op.
De vallende liniaal zet tijd om in centimeters: ongeveer komt overeen met een zesde seconde.
Voorbeeld 33.7 (Waarom de bijrijder het eerst naar adem hapt)
Een vijfde seconde lijkt niets — tot snelheid het vermenigvuldigt. Een auto legt op snelwegsnelheid ongeveer af tijdens een reactie van een vijfde seconde: de bestuurder heeft de rem nog niet aangeraakt, en de auto is een klaslokaal doorgestoken. De reactietijd is de reden dat er afstanden tussen auto’s bestaan, en dat de aandacht van een bestuurder een veiligheidsorgaan is.
Opmerking 33.8 (De lus trainen)
Oefening verkort en verscherpt de lus — niet de snelheid van de zenuwen, maar de wegwijzers van de hersenen. De beginnende jongleur laat alles vallen; een maand later sturen dezelfde hersenen dezelfde handen zonder zichtbare moeite door drie ballen heen. Een vaardigheid leren is de hersenen betere paden laten aanleggen — nog iets dat met oefening groeit, net als de spieren uit Methode 17.9.
33.3 De commandant beschermen
Propositie 33.9 (Slaap, voedsel, veiligheid)
De hersenen zijn het best beschermde orgaan van het lichaam — helm van de schedel, zuil van de wervelkolom — en het meest veeleisende: hoewel ze maar een klein deel van het lichaamsgewicht vormen, verbruiken ze een groot deel van de energie en de zuurstof (Propositie 27.1), en ze doen hun opruimwerk en herstel tijdens de slaap (Propositie 6.8). Vermoeide hersenen commanderen slecht: tragere reacties, verstrooide aandacht, chagrijnige beslissingen.
Bewijs. Op dit niveau zonder bewijs aangenomen. ∎
Voorbeeld 33.10 (Helmen zijn er voor de lus)
Botten genezen (Opmerking 17.3); het weefsel van de hersenen doet dat, eenmaal ernstig beschadigd, meestal niet. Dat is de rekensom achter fietshelmen: schedel plus schuim waar de eigen bescherming van het lichaam misschien niet genoeg is. Goedkope verzekering voor het orgaan dat al het andere aanstuurt.
33.4 Oefeningen
Oefening 33.1 ★
Noem de drie delen van het zenuwstelsel en de rol van elk.
Oplossing
Oplossing van Oefening 33.1.
De hersenen: ontvangen alle meldingen, nemen alle beslissingen, geven alle bevelen. Het ruggenmerg: de dikke kabel die van de hersenen omlaag binnen de wervelkolom loopt. De zenuwen: de vertakkende draden die boodschappen tussen hersenen of ruggenmerg en elk orgaan dragen.
Oefening 33.2 ★
Beschrijf de lus van elke handeling in drie stappen. Welke delen melden, welk deel beslist, welke gehoorzamen?
Oefening 33.3 ★
Waar worden de hersenen en het ruggenmerg elk beschermd, en door welke botten?
Oplossing
Oplossing van Oefening 33.3.
De hersenen in de schedel; het ruggenmerg binnen de zuil van gestapelde botjes van de wervelkolom.
Oefening 33.4 ★
Wat is de reactietijd? Geef haar ruwe waarde voor een eenvoudige taak.
Oplossing
Oplossing van Oefening 33.4.
De vertraging tussen een signaal en de reactie van het lichaam — ongeveer een vijfde seconde bij een eenvoudige taak voor een geoefend persoon, iets meer bij kinderen.
Oefening 33.5 ★
Speel langzaam af, zoals in Voorbeeld 33.3: je stapt op iets scherps en je voet trekt zich terug. Wie meldde, wie besliste, wie gehoorzaamde?
Oplossing
Oplossing van Oefening 33.5.
De huid van de voet meldde (aanraking en pijn), het zenuwstelsel besliste tot de terugtrekking, en de beenspieren gehoorzaamden door de voet weg te rukken. (Zo’n snelle terugtrekking wordt deels door het ruggenmerg zelf afgehandeld — de spoedbalie van het commandocentrum.)
Oefening 33.6 ★
Geef twee diensten die de hersenen draaien zonder dat jij eraan denkt, uit Opmerking 33.4.
Oplossing
Oplossing van Oefening 33.6.
Ze houden de ademhaling dag en nacht op gang, en stemmen het tempo van het hart af op wat het lichaam nodig heeft (en ook: herinneringen bewaren, dromen).
Oefening 33.7 ★
Waarom commanderen vermoeide hersenen slecht? Noem twee van hun behoeften uit Propositie 33.9.
Oefening 33.8 ★
Probeer het: doe de liniaalproef uit Methode 33.6, vijf pogingen. Geef je gebruikelijke vangafstand — en of oefening het verbeterde.
Oplossing
Oplossing van Oefening 33.8.
Open antwoord. Gebruikelijke vangafstanden liggen rond – cm; na een paar pogingen wordt de waarde meestal iets beter en stabieler.
Oefening 33.9 ★★
Waarom bestaat er geen ogenblikkelijke vangbeweging, hoe bedreven de vanger ook is? Antwoord met de drie stappen van de lus.
Oplossing
Oplossing van Oefening 33.9.
Omdat elke vangbeweging alle drie de stappen moet doorlopen — de melding van de ogen moet reizen, de hersenen moeten rekenen en beslissen, het bevel moet terugreizen en de spieren moeten samentrekken — en elke stap kost echte tijd. Bedrevenheid verkort de lus; niets haalt haar weg.
Oefening 33.10 ★★
Leg met Voorbeeld 33.7 uit waarom verkeersregels afstand tussen auto’s eisen en niet enkel goede remmen. Wat verandert aandacht aan de lus?
Oplossing
Oplossing van Oefening 33.10.
Omdat de beste remmen pas werken nadat de lus van de bestuurder gelopen heeft — en op snelwegsnelheid legt de auto ongeveer af voordat het bevel “remmen!” de voet zelfs maar bereikt. De afstand tussen auto’s is ruimte voor de lus. Aandacht verkort de stappen van melden en beslissen; afgeleide hersenen doen er meters bij.
Oefening 33.11 ★★★
De jongleur uit Opmerking 33.8 werd beter zonder dat haar zenuwen ook maar iets sneller geleidden. Welk deel van de lus verbeterde dan wel? Vergelijk met het trainen van een spier: wat groeit er in elk van beide gevallen?
Oplossing
Oplossing van Oefening 33.11.
Het deel van de hersenen — het beslissen en bevelen: oefening legde betere paden aan, zodat dezelfde meldingen nu snel en moeiteloos bij de juiste bevelen uitkomen. Spiertraining laat de kracht van de spier groeien; vaardigheidstraining laat de wegwijzers van de hersenen groeien. Het ene bouwt de motor, het andere de commandant.