Nerver og hjerne
Hvordan nervesystemet virker
De grunnleggende enhetene i nervesystemet kalles neuronene - nervecellene. Et dyr fødes med et fullt sett av neuroner (flere titalls milliarder), og det dannes ikke flere i løpet av livet dets. Størrelsen og formen varierer med beliggenheten i nervesystemet, men de fleste neuronene består av de samme delene: en cellekropp, et antall forgrenede utvekster fra cellekroppen - dendritter, en enkel lang nervefiber (akson) som strekker seg ut fra cellekroppen og grener i enden av nervefiberen. [sett inn bilde av neuron] Neuronene fungerer på samme måte uansett hvor de befinner seg. Når dendrittene og cellekroppen registrerer et signal lager de et elektrisk signal som respons. Dette elektriske signalet sendes raskt til enden av cellen. Avhengig av type neuron varierer hastigheten til signalet fra 0,45 m/sek til 115 m/sek. Neuronene kommuniserer med hverandre og andre celler i kroppen, som muskelceller og sanseceller. Forbindelsen mellom neuronene kalles synapse. Kommunikasjonen mellom neuronene foregår ikke gjennom direkte elektrisk forbindelse, men gjennom frigjøring av et kjemisk stoff kalt en neurontransmitter, i spalten mellom neuronene. Avhengig av hvilken neurotransmitter som frigjøres, kan den enten få en annen celle til å fyre av sitt eget elektriske signal (eksitasjone) eller dempe aktiviteten slik at det blir mindre sannsynlig at det fyres av et signal (innhibisjon). En nervecelle kan ha kontakt med mange andre nerveceller. Noen har mer enn 100 000 kontakter. Om en spesiell celle fyrer av et kjemisk signal eller ikke avhenger av den ombinerte aktiviteten i cellene som den hele tiden mottar impulser fra. En synapse kan bli mer effektiv jo mer den brukes, og nye synapser og grener kan dannes over tid. Dette innebærer en mulig cellulær basis for lagring av minner. I tillegg til nervecellene inneholder nervesystemet gliaceller. Noen av disse gjør at signalene går raskere langs aksionene, mens andre er støtteceller for nervecellene og sørger for næring, fjerner kjemikalier som er uønsket og stimulerer veksten av dendritter og aksoner. Kanskje de også spiller en rolle for å tyde informasjon.
Nervesystemets oppbygning
Nervesystemet kan deles inni to hoveddeler: sentralnervesystemet og det perifere nervesystemet. Sentralnervesystemet (CNS) ligger innenfor mange beskyttende knokler: hjernen inne i skallen og ryggmargen innenfor ryggvirvlene som danner ryggraden. Det perifere nervesystemet (PNS) utgjøres av nervene.
Hjernen
Hjernen er et utrolig komplisert organ og består av mange deler. Hestens hjerne har samme funksjon og utforming som hos andre pattedyr. Spesielle grupper av nerveceller, eller "senter" i ulike deler er laget for å utføre forskjellige oppgaver. Hjernes form passer til hjernekassen. Mellom det sårbare nervesystemet og de beskyttende knoklene er det tre hjernehinner: meningene. Rommet mellom de to innerste hinnene er fylt av en klar, fargeløs cerebrospinalvæske, som gir hjernen et stabilt kjemisk miljø og ekstra beskyttelse. Hjernen til en voksen hest veier 400-700 gram og utgjør 0,1% av kroppsvekten. Menneskets hjerne utgjør 2% av kroppsvekten til sammenlikning. Denne forskjellen brukes som et forenklet mål av hvor intelligent de ulike artene er i forhold til hverandre. Ettersom hver art har ulike typer intelligensen, er denne målingen meningsløs. Det er mer nyttig å godta at hesten er flink til å være hest, og heller studere dens spesielle egenskaper. Som andre dyrs hjerne er hestens hjerne delt inn i tre deler: bakhjernen, midthjernen og forhjernen.

Hovedstrukturene i hestens hjerne og deres funksjon.
Cortex: Forhjernen. Analyse av syn, lyd og følelse, villede bevegelser, læring, bevissthet, tenking, personlighet.
Cerebellum: Bakhjernen. kontroll over balanse, koordinering av bevegelser, muskeltonus.
Luktelappen: Forhjernen. Lukt og smak.
Hypofysen:: Produserer hormoner som synkroniserer kjønnsatferd, tilpassning til stress og andre hormoner for å opprettholde kroppsballansen.
Midthjernen: Kontrollerer følelsesmessig atferd og forplantning overvåker forbindelser mellom hjerne og kropp, fôropptak, temperaturkontroll.
Medulla: Bakhjernen. Kontrollerer ånderett, svelging, fordøyelse og hjerteslag.
Bakhjernen består av hjernestammen - hjernens "stilk", der alle nervefibrene som overfører signaler fra ryggmargen passerer gjennom. Medulla - den forlengede marg, og ponsi hjernestammen inneholder nervesentre; grupper av nerveceller, som automatisk og ubevisst kontrollerer ånderett, hoste, blodtrykk og hjertefrekvens. Andre senter kontrollerer kroppsstilling og muskeltonus, mens andre styrer søvn og våken tilstand. Cerebellum, lillehjernen, er en rund struktur bakerst i hjernen. Den er viktig for koordinering og innlæring av bevegelser, og for å kontrollere kroppsstiling og ballanse. På undersiden av hjernen ligger den korte midthjernen. Den inneholder senter for syns- og hørselsreflekser og for villede bevegelser. Midthjernen leder direkte til diencephalon - en del av forhjernen, som består av ulike strukturer inkludert hypofysen, konglekjertelen, hypothalamus og thalamus. Et annet område i forhjernen, det limbiske system er involvert i luktinntrykk, følelser, læring, endokrine funksjoner og atferd, sammen med hypofysen, forbundet med kjønnsdrift, sinne og frykt. Cerebrum - storhjernen, utgjør resten av forhjernen. Denne er den største delen av hjernen. Venstre og høyre hjernehalvdel er forbundet med nervefibre, der den største kalles corpus callosum. Hjernebarken - cortex, danner den grå, klumpete overflaten til hjernen. Den er ganske tynn, men utgjør nesten halve volumet av storehjernen på grunn av alle foldene. Nervebaner som går oppover overfører informasjon fra følereseptorer i huden, via hjernestammen og thalamus, og tegner til slutt et kart av kroppen i en del av hjernebarken. Neuroner et annet sted - motorisk cortex, bidrar til å styre bevegelser som innbefatter individuelle muskelgrupper. På kartene er størrelsen av hver kroppsdel tegnet av i forhold til hvor mange nerver som går til den delen av kroppen. Siden hesten bruker mulen og leppene mest til å undersøke ting ved berøring, er disse områdene velrepresentert i hjernen. Det er lignende områder som representerer syn og hørsel. Man kan ikke se lukt, da synsnervene i hjernen ikke mottar impulser fra luktreseptorene. Man regner hjernebarken for å være den delen av hjernen som er ansvarlig for at dyr er oppmerksom på gjenstander og situasjoner i omverdenen og for mental aktivitet, som problemløsing. Selv om det er praktisk å dele hjernen opp med grunnlag i anatomi eller funksjon, har alle delene forbindelse med hverandre, og påvirker hverandre på måter vi enda ikke skjønner.
Ryggmargen
Ryggmargen har tykkelse som en tommel, og er gjennomsnittlig to meter lang fra hode til hale. Den går gjennom hele ryggmargskanalen. Inni ryggmargen er den en kjerne av nerveceller, formet som en sommerfugl, en grå substans, som er omgitt av nervefibre, en hvit substans. Denne fører impulsene oppover og nedover ryggmargen. Alle de oppadstigende og nedadstigene som forbinder lemmene med hjernen, passerer gjennom ryggmargen i den hvite substansen. Bunter med nerver går parvis ut fra ryggmargen gjennom hull mellom ryggvirvlene: 7 halsvirvler, 18 brystvirvler, 5-6 lendevirvler, 5 sammenvokste korsvirvler og 5 av ca 20 halevirvler. I den grå substansen ligger store nerveceller - motoriske neuroner, som innerverer (utstyrer med nerver) skjelettmuskulaturen. De reagerer på impulser i nedadstigende nervebaner fra hjernen, og er involvert i refleksbuer innenfor ryggmargen.
Ryggmargsreflekser
Skjelettmuskulaturen kalles gjerne viljestyrt muskulatur, da bevegelsene er under bevisst kontroll. Det er dog ikke all aktivitet i skjelettmuskulaturen som er viljestyrt. Mange refleksreaksjoner kommer av spesifikke sanseinntrykk som automatiske fører til et bestemt sett av muskelsammentrekninger. Mange reflekser har en funksjon som skal være beskyttende. Noe som beveger seg like ved øyet, eller et lett slag mot knokkelen under øyet fører til at hesten blunker - blunkerefleksen. Dyr blunker og når øyeeplet blir tørt eller irritert. En refleks som hesten har, men mennesket mangler, er panniculusrefleksen, som gir trekninger i huden når et innsekt biter. Muskelreflekser er viktig for å kontrollere kroppsholdningen og muskeltonus, og gi en effektiv viljestyrt muskelaktivitet. Det finnes en hel del reflekser som angår ikke-viljestyrte muskler og kjertelfunksjoner. Fremmedlegemer i øyet fører til produksjon av tårer - tårerefleksen, og kraftig lys direkte mot øyet, får pupillen til å trekke seg sammen - pupillrefleksen, slik at de følsomme cellene i øynene beskyttes mot overstimulering. Ved fravær av standardreflekser kan en veterinær diagnostisere nerveproblemer, og for å vurdere anestesidybden (hvor langt nede hesten er i søvnen under narkose) under en operasjon.
På cellenivå involverer reflekser en sansecelle som fanger opp en påvirkning og oppadstigende (afferente) neuroner som innenfor sentralnervesystemet er lenket til et nedadstigende (efferent) muskelneuron. Forbindelsen kalles en refleksbue. Ved noen få reflekser er det en direkteforbindelse én enkelt synapse i ryggmargen mellom det afferente og det efferente neuronet. Et eksempel på dette er knerefleksen, der et slag mot en sene gir en sammentrekning av strekkmusklene til kneet. De fleste reflekser er polysynaptiske og innebefatter ett eller flere mellomliggende neuroner. Et ubehagelig stimuli som et nålestikk mot benet fører til at benet raske trekkes unna. Idet bøyemuskelen trekker seg sammen, får strekkmuskelen som virker i motsatt retning hemmende signaler slik at musklene ikke virker mot hverandre. Musklene i det andre benet får beskjed om å omfordele kroppsvekten, slik at hesten ikke mister balansen og faller overende. Koordinering av bevegelsene på denne måten skjer automatisk. Som regel er høyre hjernesenter involvert i disse mer koordinerte bevegelsene, og ikke bare ryggmargen. Selv om den innledende bevegelsen nålestikket utlæste er ufrivillig og umiddelbar, vil meldingen mest sannsynlig gå oppover til et nivå der hesten bli oppmerksom på den ubehagelige følelsen. Dette kan og løse ut en viljestyrt reaksjon, som at haren løper sin vei, eller at den sparker.
Det perifere nervesystemet
Det perifere nervesystemet består av nervebunter som går ut fra sentralnervesystemet til kroppen og lemmene. Perifere nerver klassifiseres gjerne etter den funksjonen de har, som afferente (bringer signaler til CNS) og efferente (bringer signaler fra CNS) nerver. De efferente nervene kan videre deles inn i somatiske og autonome nerver. Somatiske nerver har cellekropper i hjernestammen eller ryggmargen med aksoner (nervetråder) som går direkte til muskelcellene. Da deres aktivitet får den aktuelle muskelen til å trekke seg sammen, kalles de gjerne motoriske neuroner. Autonome nerver danner forbindelser via synapser i cellehoper kalt ganglier, til glatt muskulatur i blodkar og kjertler gjennom kroppen, bland annet.

De viktigste delene av hestens nervesystem
Det endokrine system
Et hormon er en kjemisk signalsubstans som skilles ut i blodsirkulasjonen fra en endokrin kjertel. Hormonet føres med blodet rundt i kroppen og når målceller som inneholder reseptorer for det signalet. Når hormonmolekylene binder seg til en reseptor utløses en respons. Hvis blodtrykket faller for eksempel på grunn av en blødning som reduserer blodvolumet, uskiller hypofysen et hormon som kalles antidiuretisk hormon (ADH). Dette påvirker nyrene som er målorganet. Dette gjør at nyrene holder holder tilbake mer vann og produsere mer konsentrert urin, som gjør at væsketapet begrenses. Det ernokrine systemet og nervesystemet er like ved a begge er involvert i overføringen av en melding som utløses av et stimulus og fører til en respons. Siden nerveimpulser som leses mye raskere en stoffer som fraktes med blodet, så reaksjonene i nervesystemet er mye raskere. En hormonrespons varer mye lengre, fordi et tar tid, alt fra minutter til dager, flere hormonene brytes ned og skilles ut. Nerveresponser er kortvarig; en muskeltrekning for eksempel er over i løpet av et brøkdels sekund. En annen forskjell mellom de to systemene er det forhold at nerveimpulsen overføres til et spesielt mål, mens hormonene sirkulerer i hele kroppen og kan påvirke flere målorganer på ulike steder. Tabellen under illustrerer variasjonene i funksjon de ulike kjertlene og hormonene har. Noen kjertler skiller ut hormoner som respons på en enkel endring i nivået til et stoff i væsken rundt. Andre svarer på signaler fra nervesystemet. Når et føll suger melt fra moren påvirkes føleceller i spenen, og impulser overføres til hypofysen via ryggmargen, som fører til en øyeblikkelig frisetting av oxyticoin til blodet. Når dette ca 20 sekunder senere når melkekjertlene trenger det ut av kapillærene og får cellene rundt melkeblærene til å trekke seg sammen, slik at melken presses ut, og hoppen "gir ned". Det er en rekke endokrine organer som reagerer på hormoner fra andre kjertler. Organer kan være endokrine av natur; hypofysekjertelen, konglekjertelen, skjoldbruskkjertelen og binyrene, kombinere endokrin funksjon med andre viktige funksjoner; bukspyttkjertelen, testiklene, ovariene og morkaken, eller ha en helt annen primærfunksjon, men kan i tillegg produsere hormoner; nyrene, leveren, tymus, hjertet og mage-tarmkanalen. Hypofysekjertlene kan sees på som en overordnet endokrin kjertel da mange av de hormonene den skiller ut regulerer hovedsaklig aktiviteten av de andre endokrine kjertlene. Hypofysen er et vedheng til hjernen og henger under hypotalamus i en tynn "stilk" som inneholder små blodkar og nervefibre. Den tette forbindelsen mellom det endokrine systemet og nervesystemet illustreres av hvordan det sympatiske nervesystemet fungerer med binyrene. Under stress, når et dyr tvinges til å forsvare seg, eller flykte fra et angripende dyr - kamp-/fluktresponsen, foregår det en betydelig stimulering av det endokrine nervesystemet, noe som fører til hurtig puls og høyere blodtrykk. Blodstrømmen fra hjertet øker, og blodet dirigeres først og fremst til skjelettmuskulaturen, noe som gjør at blodstrømmen til huden og de indre organene reduseres. Den indre delen av binyrene - binyremargen, skiller ut hormonet adrenalin som er kjemisk svært lik stoffet noradrenalin, som produseres ved de sympatiske nerveendene. Adrenalin vekker de same reaksjonene som impulser i det sympatiske nervesystem gir. Hormonet fører til økning av forbrenningen. Slik forbereder effekten av det endokrine system og nervesystemet kroppen for en nødssituasjon.

Hestens endokrine ystem med de viktigste kjertlene.
| Endokrin kjertel/kilde for hormonet | Hormon | Målorgan eller målvev | Viktigste effekt eller kontroll av |
|---|---|---|---|
| Hypotalamus | Ulike utløsende faktorer | Hypofysekjertelen | Hormoner som utskilles av hypofysen. Kontrollerer blant annet kroppstemperatur, appetitt og seksualliv |
| Hypofysekjertel | ACTH (adrenocorticotropt hormon | Binyrebarken | Kortisonutskilling |
| FSH (folikkelstimulerende hormon) | hormon) Ovarier/testikler | Vekst av follikler, utskilling av østrogen / produksjon av sædceller | |
| LH (luteiniserende hormon) | Ovarier/testikler | Eggløsning, luteinisering av follikkel / utskilling av testosteron | |
| TSH (thyroideastimulerende hormon) | Thyroidea, melkekjertler | Thyroxinutskilling, melkeproduksjon (stimulserer) | |
| Neurohypofyse | ADH (antidiuretisk hormon) | Nyre, glatt muskulatur i arterioler | Utskilling av vann, blodtrykk |
| Oxytocin | Glatt musklatur i livmoren, melkekjertler | Sammentrekning av livmor, nedgiing av melk | |
| Konglekjertelen | Melatoning | Flere vev | Døgnrytme, forplantning |
| Thyriodea (skjoldbruskkjertel) | Thyrioxin (t4), trijodthyronin (T3) | De fleste vev | Forbrenning; vekst og utvikling |
| Calcitoning | Knokler | Kalsium- og fosfatnivå i blod (senker) | |
| Biskjoldbruskkjertel | PTH (parathyroideahormon) | Knokler, nyrer, tarm | Kalsium- og fosfatnivå i blod (hever) |
| Thymus | Tymopoetin | T-lymfocytter i blodet | Immunforsvar |
| Bukspyttkjertel (langerhanske celleøyer) | Insulin (fra betaceller) | De fleste vev, spesielt muskler og lever | Forbrenning av sukker, bBlodsukker (senker) |
| Glukagon (fra alfaceller) | Først og fremst lever | Blodsukker (hever) | |
| Tarmslimhinne | Gastrin | Magesekk | Utskilling av syre |
| Secretin | Bukspyttkjertel | Utskilling av fordøyelsesvæsker | |
| Cholecystokinin | Galleblære | Frigjøring av galle | |
| Somatostatin | Tarm | Hemmer utskilling av syre og fordøyelsesvæsker | |
| Binyremarg | Adrenalin, noradrenalin | Alt vev | Stoffomsetning. Hjertefrekvens og slagvolum. Reaksjon på stress og arbeid |
| Binyrebark | Kortisol, kortikosteron | Alt vev | Stoffomsetning. Reaksjon på stress og arbeid |
| Aldosteron | Først og fremst nyrer | Natrium-, kalium- og pH-balanse | |
| Nyrer | Renin (omdannet til angiotensin) | Glatt muskulatur i blodkar, binyrebark | Blodtrykk, utskilling av aldosteron |
| Ovarier | Østrogen | Kjønnsorganer | Kjønnsmodning. Gir brunst, livmorens tilstand |
| Progesteron (fra det gule legeme) | Livmor | Nedbryting av det gule legeme | |
| Livmor | Prostaglandin (PGF2u) | Det gule legeme | Opprettholde drektighet |
| Morkake (hos drektige hopper) | eCG (equint choriongonadotropin, PMSG) | Ovarier | Sammentrekning av livmor (hemmer) |
| Relaxin | Livmor, livmorhals, bekkenligamenter | Avslapning | |
| Testikler | Testosteron og østrogen | Kjønnsorganer, hjerne | Kjønnsmodning, kjønnsatferd |
Tabell over effekten av hormoner.