Neuronen zijn cellen in het lichaam die zich gespecialiseerd hebben in het doorgeven van signalen. In een dierlijk lichaam zonder neuronen worden ook signalen doorgegeven, maar die zijn van (bio)chemische aard. De ene structuur scheidt een chemische stof af, en de andere structuren die daarmee in contact komen kunnen daarop reageren.

Over de methodes van (bio)chemische communicatie moet niet lichtzinnig of denigrerend gesproken worden, want die kunnen talloze zaken zeer adequaat afhandelen, zoals het volgende voorbeeld toont (Volkskrant.nl, 30-10-2009, ANP):
 

Kikkers leren roofdieren herkennen in het ei Een kikker kan in het ei al leren welke roofdieren later jacht op hem zullen maken en wanneer dat gevaarlijk is. Dat ontdekten Amerikaanse en Canadese wetenschappers, zo meldden zij in het wetenschappelijk tijdschrift Behavioral Ecology and Sociobiology dat vrijdag is verschenen.     De onderzoekers goten water, waarin een salamander had gezwommen samen met gewonde kikkervisjes, in een bak met kikkerdril van houtkikkers. Dat deden ze op verschillende tijden, elke keer met andere hoeveelheden gewonde kikkervisjes. Daardoor leerden de kikkers in het ei op welke tijdstippen de salamanders het gevaarlijkst waren.     Toen de eitjes uitkwamen, bekeken de onderzoekers de reactie van de kikkervisjes op water dat ruikt naar salamander. ‘De uitkomsten waren overduidelijk. Kikkervisjes die eerst actief rondzwommen, lagen ineens enkele minuten doodstil’, aldus Maud Ferrari van de Universiteit van Californië. De kikkervisjes reageerden het heftigst op tijdstippen waarop ze eerder veel gewonde soortgenoten hadden geroken.   ...

De communicatie binnen mierenkolonies gaat ook voornamelijk langs biochemische weg, en de de ingewikkeldheid van de sociale structuren van mieren laat zien dat die communicatie bijzonder gedetailleerd moet zijn.

Een eventueel idee dat dit niet meer werkzaam zou zijn in mensen is onjuist. Bij diverse aspecten van seksuele voorplanting speelt de biochemie een essentiële rol, bijvoorbeeld bij de partnerselectie - de betrokken stoffen staan bekend als feromonen (Wikipedia). En ook het immuunsysteem maakt er uitgebreid gebruik van - dit systeem is eigenlijk een vorm van biologische oorlogsvoering.

Desalniettemin heeft communicatie middels neuronen voordelen die de biochemische communicatie niet heeft: de neurologisch communicatie is sneller want ze gebruikt elektrische lading en potentiaal als transportmiddel (op zich weer gebaseerd op biochemie), en ze is gerichter, omdat de neuronen verbindingen hebben met specifieke andere cellen in de omgeving, en niet met de hele omgeving.

De noodzaak voor snelheid en gerichtheid is er natuurlijk altijd al geweest, maar ze werd actueel toen de primitieve diersoorten twee nieuwe zaken ontwikkelden: organen en ledematen - dat laatste natuurlijk in de ruimst mogelijke zin, waaronder ook tentakels.

Organen waren vermoedelijk het eerst, met vooraan het "oog", omdat talloze biochemische stoffen op zich al gevoelig zijn voor licht. De allereerste soort informatie die van belang was, was natuurlijk dezelfde als die van het kikker-voorbeeld: Gevaar! Dat betekent dat het ook van het grootste belang was daar snel op te reageren. Die informatie moest dan zo snel mogelijk naar de bewegingorganen: Wegwezen! Reden nummer één voor het ontwikkelen van speciaal hierop toegesneden cellen (middels evolutie, natuurlijk). En zo hebben we de neuronen gekregen. Met een ingang voor de organen, en een uitgang voor de ledematen. Cellen met uitlopers dus, voor de verbindingen. Eerst van deze basale soort, en later met allerlei verdere specialisaties, zie een paar voorbeelden hier:
 

De dendrieten zijn de ingangen, waarvan er meerdere kunnen zijn, tot in de honderden - denrieten kunnen in gespecialiseerde gevallen ook als uitgang dienen. De standaarduitgang zijn de axonen, waarvan er per neuron maar één enkele is, die dan aan het einde wel vertakkingen kan hebben. De axonen van bewegingsneuronen lopen ook in het menselijke lichaam tot aan de ledematen, en kunnen dus een meter en meer lang zijn. Meer details over de werking binnen de neuronen hier .

De reden van deze basale structuur is simpel. Het neuron geeft een signaal af, en dat signaal is een toestandverandering (wiskundigen maken daar graag "uit" naar "aan" of "nul" naar "één" van). Voor die toestandsverandering moet een oorzaak zijn, zeg een minimumhoeveelheid een chemische stof. Die hoeveelheid kan van één bron komen, of van honderd - dat doet er niet toe. Maar de uitkomst is één enkele verandering. Dus veel mogelijke ingangen, en maar één enkele uitgang. Overigens wijzen de gevallen met veel ingangen erop dat die ingangen analoog werken: als één ingang op een tiende van zijn maximum zit, geldt dat digitaal als "nul", niets - en tien uitgangen op een tiende zou dus "niets" opleveren. Er zou alleen iets gebeuren als één ingang op zijn maximum zou zitten. Bij hogere aantallen ingangen is dan nauwelijks zinvol - het is ongetwijfeld zo dat tien ingangen op een tiende net zo goed is al één ingang op zijn maximum. En dat is analoge werking.

De oorspronkelijke basale neuronen hebben waarschijnlijk direct organen verbonden met ledematen. Het plaatje laat vormen van gespecialiseerde neuronen zien, zoals binnen het menselijke lichaam, waarin de diverse vormen van functionaliteit gesplitst worden. Dat is wenselijk, zodra er niet meer automatisch op een orgaanimpuls gereageerd moet worden, maar ook nog andere factoren meegewogen. Dat dat voordeel oplevert, leert het ook in Beslissingen aanhaalde voorbeeld van de snoek: die snoek zwemt in een aquarium tezamen met een voorntje, maar met een glasplaat tussen de twee. "Hap", zegt de snoek richting het voorntje, maar hij stoot keihard zijn neus op de glasplaat. Nog eens: "Hap", en nog eens "Boem". En zo gaat het tientallen keren. Tot de snoek het door heeft: hij hapt niet meer. Daarna kan je de glasplaat weghalen - al zwemt het voorntje vlak voor zijn neus langs, de snoek reageert niet. Van "altijd ja" is hij omgeschakeld naar "altijd nee".

Dat is dus niet de bedoeling. Het is voordeliger om eerder te stoppen met happen, en en later, onder andere omstandigheden, weer mee door te gaan. Kortom: de snoek moet de sensorische gegevens van de klap op zijn neus combineren met de sensorische gegevens van zijn ogen, die hem een lekker maaltje signaleren. Daar combineren van gegevens uit verschillende hoeken moet natuurlijk ergens in het midden, een centrale knoop, die zijn eigen zenuwcellen heeft voor dat combineren en het nemen van de hap-beslissing. Die centrale zenuwknoop, indien wat groter gegroeid, zijn natuurlijk geworden tot de hersenen.

In die hersenen zitten dus neuronen die niet direct met organen of ledematen verbonden zijn - in de menselijke hersenen noemt met dat interneuronen. Deze hebben vaak geen axon, en gebruiken dendrieten als uitgang. Het is de ontwikkeling van dit soort functionaliteiten, die uiteindelijk tot het ontstaan van de zoogdierlijke en menselijke hersenen heeft geleid.

In de menselijke hersenen heeft de evolutionaire ontwikkeling tot een dusdanige mate van complexiteit bereikt, met in totaal in de orde van 100 miljard neuronen, dat er allerlei speciale neuronen zijn voor specifieke  functies, en combinaties van neuronen op diverse niveaus. Over deze organisatie van de hersenen gaat het verder hier .

Naar Neurologie, organisatie , Psychologie lijst , Psychologie overzicht , of site home .