Een brein is een orgaan dat bij alle gewervelde en de meeste ongewervelde dieren als middelpunt van het zenuwstelsel dient. Het bevindt zich in het hoofd, meestal dicht bij de zintuigen voor zintuigen zoals zicht. Het is het meest complexe orgaan in het lichaam van een gewervelde. Bij een mens bevat de hersenschors ongeveer 14-16 miljard neuronen en het geschatte aantal neuronen in het cerebellum is 55-70 miljard. Elk neuron is door synapsen verbonden met enkele duizenden andere neuronen. Deze neuronen communiceren met elkaar door middel van lange protoplasmatische vezels, axonen genaamd, die reeksen signaalpulsen, actiepotentialen, transporteren naar verre delen van de hersenen of het lichaam die gericht zijn op specifieke ontvangende cellen.

Fysiologisch oefenen de hersenen een gecentraliseerde controle uit over de andere organen van een lichaam. Ze werken in op de rest van het lichaam, zowel door het genereren van patronen van spieractiviteit als door de secretie van chemicaliën die hormonen worden genoemd, aan te sturen. Deze gecentraliseerde besturing maakt snelle en gecoördineerde reacties op veranderingen in de omgeving mogelijk. Sommige basistypen van responsiviteit, zoals reflexen, kunnen worden gemedieerd door het ruggenmerg of perifere ganglia, maar een geavanceerde doelgerichte controle van gedrag op basis van complexe sensorische input vereist de informatie-integrerende mogelijkheden van een gecentraliseerd brein.

De operaties van individuele hersencellen worden nu tot in detail begrepen, maar de manier waarop ze samenwerken in ensembles van miljoenen moet nog worden opgelost. Recente modellen in de moderne neurowetenschappen behandelen de hersenen als een biologische computer, die qua mechanisme heel anders is dan een elektronische computer, maar vergelijkbaar in die zin dat ze informatie van de omringende wereld verkrijgt, opslaat en op verschillende manieren verwerkt.

Dit artikel vergelijkt de eigenschappen van hersenen over het hele scala aan diersoorten, met de grootste aandacht voor gewervelde dieren. Het behandelt het menselijk brein voor zover het de eigenschappen van andere hersenen deelt. De manieren waarop het menselijk brein verschilt van andere hersenen worden behandeld in het artikel over het menselijk brein. Verschillende onderwerpen die hier mogelijk worden behandeld, worden daar in plaats daarvan behandeld omdat er veel meer over kan worden gezegd in een menselijke context. Het belangrijkste is hersenziekte en de effecten van hersenbeschadiging, die worden behandeld in het menselijk hersenartikel.

De vorm en grootte van de hersenen variëren sterk van soort tot soort en het identificeren van gemeenschappelijke kenmerken is vaak moeilijk. Desalniettemin zijn er een aantal principes van hersenarchitectuur die van toepassing zijn op een breed scala aan soorten. Sommige aspecten van de hersenstructuur komen voor in bijna het hele scala van diersoorten; anderen onderscheiden "geavanceerde" hersenen van meer primitieve hersenen, of onderscheiden gewervelde dieren van ongewervelde dieren.

De eenvoudigste manier om informatie over de anatomie van de hersenen te verkrijgen, is door visuele inspectie, maar er zijn veel meer geavanceerde technieken ontwikkeld. Hersenweefsel is in zijn natuurlijke staat te zacht om mee te werken, maar kan worden gehard door onderdompeling in alcohol of andere fixeermiddelen en vervolgens uit elkaar gesneden voor onderzoek van het interieur. Visueel bestaat het binnenste van de hersenen uit gebieden met zogenaamde grijze stof, met een donkere kleur, gescheiden door gebieden met witte stof, met een lichtere kleur. Verdere informatie kan worden verkregen door plakjes hersenweefsel te kleuren met een verscheidenheid aan chemicaliën die gebieden naar buiten brengen waar specifieke soorten moleculen in hoge concentraties aanwezig zijn. Het is ook mogelijk om met een microscoop de microstructuur van hersenweefsel te onderzoeken en het patroon van verbindingen van het ene hersengebied naar het andere te volgen.

In de hersenen wordt informatie van de zintuigen verzameld. Daar wordt het gebruikt om te bepalen welke acties het organisme moet ondernemen. De hersenen verwerken de onbewerkte gegevens om informatie over de structuur van de omgeving te extraheren. Vervolgens combineert het de verwerkte informatie met informatie over de huidige behoeften van het dier en met herinnering aan eerdere omstandigheden. Ten slotte genereert het op basis van de resultaten motorische responspatronen. Deze signaalverwerkingstaken vereisen een ingewikkeld samenspel tussen verschillende functionele subsystemen.

De functie van de hersenen is om coherente controle te geven over de acties van een dier. Dankzij een gecentraliseerd brein kunnen groepen spieren in complexe patronen worden geactiveerd; het zorgt er ook voor dat prikkels die op een deel van het lichaam botsen, reacties in andere delen kunnen oproepen, en het kan voorkomen dat verschillende delen van het lichaam elkaar kruiselings gebruiken.

In deze clipart kunt u gratis PNG-afbeeldingen downloaden: Brain PNG-afbeeldingen gratis downloaden