Een van de bekendste modellen om de hersenstructuur te begrijpen, is de evolutionaire ontwikkeling van het hersenmodel. Dit werd ontwikkeld door neurowetenschapper Paul MacLean en werd zeer invloedrijk in de jaren zestig. In de loop van de jaren daarna moesten verschillende elementen van dit model echter worden herzien in het licht van recentere neuroanatomische studies. Het is nog steeds nuttig om de hersenfunctie in algemene termen te begrijpen. Het oorspronkelijke model van MacLean onderscheidde drie verschillende hersenen die achtereenvolgens verschenen tijdens de evolutie.

Deze korte video van topbioloog Robert Sapolsky legt het drieënige breinmodel uit:  Waarom deed ik dat?

Hier is nog een korte video van neurowetenschapper en psychiater dr. Dan Siegel met zijn 'hand' model van de hersenen dat dit concept op een makkelijke manier uitlegt om ook te onthouden.

Voor een meer formeel overzicht van de onderdelen en functies van de hersenen, bekijk deze 5 minuten durende video over de Menselijk brein: belangrijke functies en structuren.

The Reptilian Brain

Dit is het oudste deel van de hersenen. Het ontwikkelde zich ongeveer 400 miljoen jaar geleden. Het bestaat uit de hoofdstructuren in de hersenen van een reptiel: de hersenstam en het cerebellum. Het zit diep in ons hoofd en past bovenop ons ruggenmerg. Het bestuurt onze meest elementaire functies, zoals onze hartslag, lichaamstemperatuur, bloeddruk, ademhaling en balans. Het helpt ook om te coördineren met de andere twee 'hersens' in ons hoofd. Het reptielenbrein is betrouwbaar maar neigt enigszins rigide en dwangmatig te zijn.

The Limbic Brain. Het wordt ook de zoogdierlijke hersenen genoemd

Het limbische brein beheert het limbische systeem van het lichaam. Het ontwikkelde zich ongeveer 250 miljoen jaar geleden met de evolutie van de eerste zoogdieren. Het kan herinneringen opslaan van gedrag dat aangename en onaangename ervaringen opleverde, dus het is verantwoordelijk voor wat 'emoties' bij de mens worden genoemd. Dit is het deel van het brein waar we in en uit liefde vallen, en ons verbinden met anderen. Het is de kern van het pleziersysteem of beloningssysteem in mensen. Zoogdieren, inclusief mensen, moeten hun jongen een tijdje opvoeden voordat ze klaar zijn om het 'nest' te verlaten en voor zichzelf te zorgen. Dit is in tegenstelling tot de meeste babyreptielen die net uit een ei komen en wegvliegen.

Het limbisch brein is de zetel van de overtuigingen en waardeoordelen die we ontwikkelen, vaak onbewust, die zo'n sterke invloed uitoefenen op ons gedrag.

Het limbisch systeem bevat zes hoofdonderdelen - de thalamus, hypothalamus, hypofyse, amygdala, hippocampus, nucleus accumbens en de VTA. Dit zijn wat ze doen.

De thalamus is de operator van onze hersenen. Alle sensorische informatie (behalve geur) die in ons lichaam komt, gaat eerst naar onze thalamus en de thalamus stuurt de informatie naar de juiste delen van onze hersenen om verwerkt te worden.

De hypothalamus is de grootte van een koffieboon maar kan de belangrijkste structuur in onze hersenen zijn. Het is betrokken bij het beheersen van de dorst; honger; emoties, lichaamstemperatuur; seksuele opwinding, circadiane (slaap) ritmes en het autonome zenuwstelsel en endocriene (hormoon) systeem. Bovendien bestuurt het de hypofyse.

De hypofyse wordt vaak de 'hoofdklier' genoemd, omdat het hormonen produceert die verschillende van de andere endocriene of hormoonklieren aansturen. Het maakt groeihormoon, puberteitshormonen, schildklierstimulerend hormoon, prolactine en adrenocorticotroop hormoon (ACTH, dat het bijnierstresshormoon, cortisol) stimuleert, aan. Het maakt ook het vochtbalanshormoon aan dat antidiuretisch hormoon (ADH) wordt genoemd.

De amygdala behandelt enige geheugenverwerking, maar behandelt voor het grootste deel basisemoties zoals angst, woede en jaloezie. Hieronder een korte video van professor Joseph Ledoux, een van de beroemdste onderzoekers op het gebied van de amygdala.

De hippocampus is betrokken bij geheugenverwerking. Dit deel van de hersenen is belangrijk voor leren en geheugen, voor het converteren van korte-termijngeheugen naar een meer permanent geheugen en voor het oproepen van ruimtelijke relaties in de wereld over ons.

De Nucleus Accumbens speelt een centrale rol in het beloningscircuit. De werking ervan is voornamelijk gebaseerd op twee essentiële neurotransmitters: dopamine die verlangen en anticipatie op plezier bevordert, en serotonine waarvan de effecten verzadiging en remming omvatten. Veel dierstudies hebben aangetoond dat geneesmiddelen in het algemeen de productie van dopamine in de nucleus accumbens verhogen, terwijl ze die van serotonine. Maar de nucleus accumbens werkt niet geïsoleerd. Het onderhoudt nauwe relaties met andere centra die betrokken zijn bij de mechanismen van plezier, en in het bijzonder, met de ventrale tegmental gebied, Ook wel de VTA.

Gelegen in het midden van de hersenen, aan de bovenkant van de hersenstam, is de VTA een van de meest primitieve delen van de hersenen. Het zijn de neuronen van de VTA die dopamine maken, die hun axonen vervolgens naar de nucleus accumbens sturen. De VTA wordt ook beïnvloed door endorfines waarvan de receptoren het doelwit zijn van opiaatmedicijnen zoals heroïne en morfine.

De neocortex / hersenschors. Het wordt ook wel de Neomammalian Brain genoemd

Dit was het nieuwste 'brein' om te evolueren. De hersenschors is verdeeld in gebieden die specifieke functies besturen. Verschillende gebieden verwerken informatie van onze zintuigen, waardoor we kunnen zien, voelen, horen en proeven. Het voorste deel van de cortex, de frontale cortex of voorhersenen, is het denkcentrum van de hersenen; het drijft ons vermogen om te denken, te plannen, problemen op te lossen, zelfbeheersing uit te oefenen en beslissingen te nemen.

De neocortex nam eerst aan belang in primaten en culmineerde in het menselijk brein met zijn twee grote hersenhelften die zo'n dominante rol spelen. Deze hemisferen zijn verantwoordelijk geweest voor de ontwikkeling van menselijke taal (c 15,000-70,000 jaar geleden), abstracte gedachte, verbeelding en bewustzijn. De neocortex is flexibel en heeft bijna oneindige leervaardigheden. De neocortex is wat de ontwikkeling van menselijke culturen mogelijk maakte.

Het meest recente deel van de neocortex dat moet worden ontwikkeld, is het prefrontale cortex die zich jaren geleden over 500,000 ontwikkelde. Het wordt vaak het uitvoerende brein genoemd. Dit biedt ons mechanismen voor zelfcontrole, planning, bewustzijn, rationeel denken, bewustzijn en taal. Het behandelt ook de toekomstige, strategische en logische gedachte en moraliteit. Het is de 'minder' van de oudere primitieve hersenen en stelt ons in staat roekeloos gedrag te remmen of te remmen. Dit nieuwere deel van de hersenen is het deel dat nog in aanbouw is tijdens de adolescentie.

Geïntegreerde hersenen

Deze drie delen van de hersenen, de Reptilian, Limbic en Neocortex, werken niet onafhankelijk van elkaar. Ze hebben talloze verbindingen tot stand gebracht waardoor ze elkaar beïnvloeden. De neurale paden van het limbisch systeem naar de schors, zijn vooral goed ontwikkeld.

Emoties zijn erg krachtig en drijven ons van een onderbewust niveau. Emoties zijn iets dat ons veel meer overkomt dan iets dat we besluiten te laten gebeuren. Een groot deel van de verklaring voor dit gebrek aan controle over onze emoties ligt in de manier waarop het menselijk brein met elkaar verbonden is.

Onze hersenen zijn zo geëvolueerd dat ze veel meer verbindingen hebben van de emotionele systemen naar onze cortex (de plaats van bewuste controle) dan andersom. Met andere woorden, het lawaai van al het zware verkeer op de snelle hoofdweg die van het limbisch systeem naar de cortex loopt, kan de stillere geluiden op de kleine onverharde weg in de andere richting overstemmen.

De veranderingen in de hersenen veroorzaakt door verslaving omvatten de verschrompeling van de grijze materie (zenuwcellen) in de prefrontale cortex in een proces dat bekendstaat als 'hypofrontaliteit'. Dit vermindert de remmende signalen terug naar de limbische hersenen, waardoor het bijna onmogelijk wordt om het gedrag te vermijden dat nu zowel impulsief als dwangmatig is geworden.

Het leren hoe de prefrontale cortex te versterken, en daarmee onze zelfbeheersing, is een belangrijke levensvaardigheden en de basis van succes in het leven. Een niet-getrainde geest of een brein dat uit balans is door verslaving kan heel weinig bereiken.