Das menschliche Gehirn

Ein geographischer Überblick

Kapitel 1: Das Nervensystem

Das Nervensystem eines jeden Lebewesens erfüllt die Aufgabe der Informationsweiterleitung. Es leitet die von den Sinnesorganen verarbeiteten Reize weiter bis in das jeweils zuständige Zentrum im Gehirn. Weiters kontrolliert das Nervensystem die Tätigkeit der Muskeln und Drüsen eines Körpers.

Alles in allem ergibt das Erscheinungsbild eines Nervensystems ein perfektes Werk. Es ist ein kompliziertes Netzwerk, das beim Menschen aus mehreren Milliarden Nervenzellen besteht. Dieses Netzwerk ist dermaßen hochstehend entwickelt, daß sogar die moderne Wissenschaft nicht in der Lage ist, die vollständige Funktion des Nervensystems zu definieren.

Das Nervensystem des Menschen läßt sich in zwei Kategorieen einteilen. Das Zentralnervensystem welches aus Gehirn und Rückenmark besteht, und das Periphere Nervensystem, welches sich wieder in zwei Gruppen teilt.

Das Zentralnervensystem umfaßt den Hauptteil der Nerven im Körper. Aufgrund der Entwicklung der Wirbeltiere entsteht das Zentralnervensystem immer auf der Rückseite des Körpers. Beim Menschen ist dies das Rückenmark, welches sich während der Evolution am oberen Ende zum Gehirn entwickelt. Das Gehirn kann man in fünf Abschnitte teilen. Großhirn, Zwischenhirn, Mittelhirn, Kleinhirn und Nachhirn.

Das Periphere Nervensystem ist der zweite große Teil des Nervensystems. Es teilt sich in das Somatische Nervensystem und das Vegetative Nervensystem.

Das Somatische Nervensystem ist für die Versorgung der Skelettmuskulatur und der Sinnesorgane zuständig.

Das Vegetative Nervensystem ist im menschlichen Körper für die Steuerung der inneren Organe zuständig. Üblicherweise ist dieses Nervensystem nicht willkürlich steuerbar. Das Vegetative Nervensystem besitzt zwei Gruppen von Neuronen. Die afferenten Nerven, die Informationen von den inneren Organen zum Zentralnervensystem leiten, und die efferenten Neuronen, welche die Informationen zu den inneren Organen leiten. Im efferenten Teil des Vegetativen Nervensystems kann man zwei weitere Teile unterscheiden. Das sympathische Nervensystem und das parasympathische Nervensystem.

Die Ganglien des sympathischen Nervensystems liegen paarweise längs der Wirbelsäule. Sie sind mit des gesamten glatten Muskulatur des menschlichen Körpers verbunden. Um die Befehle an die Organe zu übermitteln gibt es gewisse Verbindungsstücke zwischen den Nerven. Diese Verbindungsstücke sind die Synapsen. Um die Übertragung der Information zu ermöglichen haben die Synapsen Transmitterstoffe. Diese beiden Übertragungstoffe sind Adrenalin und Noradrenalin. Sie wirken auf die Muskulatur der Eingeweide, Ausscheidungsorgane und Verdauungsdrüsen hemmend. Auf den Rest der Organe wirken diese Transmitter reizend.

Die Ganglien des parasympathischen Nervensystems liegen zumeist in er Nähe der Organe, die sie versorgen. Der Parasympatikus erhält seine Befehle entweder vom Nervus Vagus, im Zentralnervensystem, oder vom untersten Teil des Rückenmarks.

Der parasympatische Teil des Vegetativen Nervensystems ist der Gegenspieler des sympathischen Teils. Während der Sympathikus den Kreislauf stimuliert, um bei Gefahr besser und schneller reagieren zu können, hemmt der Parasympathikus die Tätigkeit des Kreislaufes. Der Parasympathikus fördert vorwiegend die Phasen der Erholung.

Im Normalfall halten sich Sympathikus und Parasympathikus in der Waage. Im Falle einer zu hohen Aktivität des Sympathikus könnte es sein, das der Organismus zu sehr gereizt wird und dadurch Fehlfunktionen auftreten. In diesem Fall nennt man das auftretende Phänomen Streß. Auf längere Zeit gesenhen kann sich Streß sehr schädlich auf den Körper auswirken. Die Folgen sind Schädigung von Herz, und Kreislauf.

Um Streß zu vermeiden sollte man bewußt versuchen die äußeren Reize als posotiv zu betrachten, um den parasympathischen Teil des Vegetativen Nervensystems zu stimulieren.

Kapitel 2: Das menschliche Gehirn

Der Aufbau des Gehirns ist sehr komplex. Um eine dermaßen hohe Anzahl von Nervenzellen auf möglichst kleinem Raum unterzubringen, ist das Gehirn stark gefurcht. Die Furchung des Gehirns bringt eine Verdreifachung der ursprünglichen Gehirnoberfläche.

Die Masse aus der das Gehirn besteht ist eine graue Substanz die von einer weißen Schichte überzogen ist. Diese weiße Schichte besteht vorwiegend aus Nervenfasern.

Kapitel 3: Das Großhirn

Das Großhirn, oder auch aufgrund seiner Lage Vorderhirn genannt, besteht aus zwei Hälften. Diese Hälften heißen linke und rechte Vorderhirnhämisphäre. In diesen Hämisphären ist das Bewußtsein eines jeden Menschen verankert. Auf den Beiden Hämisphären befindet sich für jedes unserer äußeren Organe ein bestimmtes Feld.

Diese Felder und Zentren, wurden im Laufe der Jahr durch wissenschaftliche Experimente erkundschaftet. Durch gezielte elektronische beziehungsweise chemische Stimulation der einzelnen Großhirnzentren wurde festgestellt welches Feld für welche Organe zuständig ist.

Die Großhirnzentren werden in motorische und sensorische Regionen unterschieden. Motorische Regionen geben Befehle an die Muskeln oder auch motorische Endplatte Genannt. Die Sensorischen Regionen empfangen die Reize aus den Sinnesorganen.

Eine interessante Erscheinung des menschlichen Gehirns ist es, daß die sensorischen und motorischen Regionen der rechten Körperseite in der linken Hemisphäre liegen. Ebenso ist es mit der rechten Hemisphere.

Im Großhirn ist das Lymbische System von sehr hoher Bedeutung. Das Lymbische System, oder auch Lymbischer Balken genannt, ist an der Basis des Großhirns lokalisiert. Dieses Zentrum kann Organe beeinflussen, die eigentlich vom Vegetativen Nervensystem gesteuert werden. So ist zum Beispiel auch die Hypophyse eines der Organe die vom Limbischen Balken gesteuert werden können. Somit hat das Limbische System, welches ausschließlich vom Hypothalamus gesteuert wird, die Möglichkeit in den Hormonhaushalt des Körpers einzugreifen. Aus diesem Grund ist der Limbische Balken das Zentrum der Emotionen. Gefühle wie Lust, Wut oder  Angst gehen von ihm aus.

Eine weitere Eigenschaft des Großhirns ist das Gedächtnis. Man kan zwei Formen des Gedächtnisses unterscheiden. Das Kurzzeitgedächtnis und das Langzeitgedächtnis.

Das Kurzzeitgedächtnis speichert Informationsinhalte für einige Minuten. Mit der Zeit nimmt der Informationsumfang ab, und es bleibt kein Rest mehr über. Das Kurzzeitgedächtnis ist zum Beispiel durch Elektoschocks oder kurzzeitige Durchblutungsstörungen wesentlich zu beeinträchtigen. Aus diesem Grund ist zum Beispiel nach einem Unfall, oder nach einer Ohnmacht der Kurzgedächtnisspeicher völlig ausgelöscht. Jegliche Information über den Hergang des Unfalls oder über die kurze Zeitspanne davor ist gelöscht.

Das Langzeitgedächtnis ist eine Erweiterung des Kurzzeitgedächtnisses. Erscheint eine Information besonders wichtig oder brisant, so wird sie öfters Wiederholt, bis sie vom Kurzzeitgedächtnis in das Langzeitgedächtnis gelangt. Im Gegensatz zum Kurzzeitgedächtnis, dessen Informationsspeicherung auf elektrochemischer Funktion basiert, speichert das Langzeitgedächtnis seine Information in form von Eiweißmolekülen. Aus diesem Grund ist es auch möglich schwerwiegende Eingriffe in das Gehirn vorzunehmen ohne einen Verlust des Gedächtnisinhaltes zu riskieren.

Fähigkeiten des Menschen wie Sprache und Gehirn, beziehungsweise das Bewußtsein, sind nach langjähriger Gehirnforschung in der linken Hemisphäre lokalisiert worden. Andere Fähigkeiten, wie zum Beispiel räumliche Vorstellung, Formerkennung oder Musikverständnis sind in der rechten Hemisphäre beheimatet.

Linke und rechte Hemisphäre sind miteinander Verbunden. Da die linke und die rechte Hemisphäre jeweils für den anderen Teil des Körpers zuständig sind, ist eine Verbindung der beiden Gehirnhälften sehr wichtig. Zwar kann jemand, dessen Gehirnhälften operativ voneinander getrennt wurden, völlig normal denken und agieren, aber nicht mit nur einer Hand zum Beispiel einen Kugelschreiber ertasten und dessen Namen nennen. Dieser operative Eingriff ist früher oft bei Patienten mit schweren, unheilbaren epilleptischen Anfällen praktiziert worden.

Hierzu gab es einige interessante Experimente:

Ein Mann, dessen Gehirnhälften voneinander getrennt wurden, wurde gebeten einige Tests zu absolvieren. So wurde ihm auf die Netzhaut des rechten Auges das Wort Kugelschreiber projiziert. Die Information gelangte so in die linke Großhirnhemisphäre. Nun wurde ihm unter einem Tuch, damit er seine Hände nicht sah, unter einigen anderen Gegenständen auch ein Kugelschreiber präsentiert. Der Mann war zwar in der Lage den Kugelschreiber mit der linken Hand unter allen Gegenständen zu finde, jedoch aber nicht den Namen des Schreibgerätes zu nennen. Erst als er den Kugelschreiber vor beide Augen halten durfte, konnte er den Namen aussprechen. Mit der rechten Hand konnte der Patient den Kugelschreiber nichteinmal unter allen anderen Gegenständen herausfinden.

Der Grund für diese Reaktion ist, daß die linke Hemisphäre zwar vom rechten Auge die Information erhalten hatte und auch verstanden hatte, jedoch die rechte Hemisphäre erreichte diese Information nicht. Da die rechte Hemisphäre aber für die Formenerkennung zuständig ist, konnte der Patient den Kugelschreiber nicht identifizieren.

Kapitel 4: Das Zwischenhirn

Die wichtigsten Teile des Zwischenhirns sind der Thalamus und der Hypothalamus. Der Thalamus ist im menschlichen Körper für die Informationsumsetztung zwischen den Sinnesorganen und dem Großhirn zuständig. Der Hypothalamus hingegen ist ein zentraler Teil, der die Steuerung des vegetativen Nervensystems inne hat.

An der Oberseite des Zwischenhirns befindet sich die Epiphyse, oder auch Zirbeldrüse genannt. An der Unterseite des Zwischenhirns befindet sich die Hypophyse. Sie ist das Steuerzentrum für die Tätigkeit der meisten Hormondrüsen. Die Hypophyse regelt zum Beispiel den Wasserhaushalt des Körpers, die Nahrungsaufnahme und den Sexualtrieb.

Eine weitere wichtige Funktion der Hypophyse ist die Regelung der Körpertemperatur. Die Körpertemperatur wird auch Kerntemperatur genannt.

In der Umgebung der Hypophyse befinden sich hochsensible Temperaturnerven, die die Hypophyse dazu veranlassen die Temperatur des Körpers zu verändern. So gewähleistet die Hypohyse die fast konstante Kerntemperatur im Inneren des Körpers. Im Gegensatz zur Umgebungstemperatur , die ständig großen Schwankungen ausgesetzt ist, hat die Krentemperatur enen fast konstanten Wert von 37°C.

Die Erwärmung des Körpers wird hormonell durch die Durchblutung der Haut gesteuert. Bei sehr hoher Durchblutung der Haut werden Beispielsweise die Schweisdrüsen angeregt, um den Körper abzukühlen.

Kapitel 5: Das Mittelhirn

Das Mittelhirn hat im wesentlichen die Aufgabe alle Informationen zwischen motorischen Endplatten, sprich Muskeln, und Gehirn umzusetzen.

Für den Menschen ist die Aufgabe des Mittelhirns unablässig. Das Mittelhirn steuert nämlich die Bewußtseinslage. Anders gesagt steuert das Mittelhirn den Schlaf des menschlichen Körpers.

Durch das Mittelhirn zieht sich ein Strang von Neuronen bis in das Rückenmark der ständig einen elektro-chemischen Zustrom liefert. Dieser Strang wird Formatio reticularis genannt. Bei hoher Spannungsversorgung des Mittelhirns ist der gesamte Organismus "wach" .

Im Falle eines Spannungsabfalles wird der Körper in einen Ruhezustand versetzt. Dieser Ruhezustand wird allgemein als "Schlaf" bezeichnet. Im Schlafzustand erhollen sich die Organe von ihrer Aktivität mittels Aufbau und Regenerationsvorgängen.

Schlaf kann kann in mehrere Phasen mit unterschiedlicher Schlafintensität eingeteilt werden. Die erste Phase ist die Einschlafphase. Danach kommen mehrere Perioden, die zwischen 90 und 120 Minuten dauern. Diese Phasen wiederholen sich ständig, bis zum Ende des Schlafzustands.

Eine dieser Phasen ist die REM Phase. Dies ist die eigentliche Traumphase, die sehr emotinell ist. Ihr Name wurde von der Eigenschaft der schnellen Bewegungen der Augäpfel (Rapid Eye Movement) hergeleitet. Eine Rem Phase kann zwischen 10 und 60 Minuten dauern. Bei Entzug der REM Phase kann es beim Menschen zu wesentlichen Verhaltensstörungen kommen. Daraus lässt sich schlußfolgern, das die Verarbeitung der Erlebnisinhalte der Wachphase lebensnotwendig ist. Verhaltensstörungen bei Entzug können sich in übermäßiger Nervosität oder sogar zu halluzinatorischen Zuständen führen.

Kapitel 6: Das Kleinhirn

Das Kleinhirn ist das Informationszentrum der motorischen Regionen des Körpers. Es empfängt und verarbeitet Informationen aus den Sinnesorganen, Schweresinnorganen und aus den Augen.

Das Kleinhirn ist deßhalb jederzeit über die Lage des gesamten Körpers informiert. Auch die Informationen der einzelnen Glieder werden im Kleinhirn umgesetzt und somit festgestellt, wie sie zueinander stehen.

Bei einem Ausfall oder einer Erkrankung des Kleinhirns würde der gesamte Bewegungsablauf des Körpers äußerst unkontrolliert ablaufen. Der Patient würde sich zwar weiterhin selbständig bewegen könne, aber seine Bewegungsfähigkeit wäre gestört beziehungsweise stark eingeschränkt.

Kapitel 7: Das Nachhirn

Das Nachhirn ist die Übergangstelle des Gehirns zum Rückenmark. Es wird auch als verlängertes Rückenmark bezeichnet. Im Nachhirn entspringen mehrere Nerven, die die Kopfregion motorisch und sensorisch beeinflussen.

Einer dieser Nerven ist der Nervus Vagus. Das Nachhirn ist außerdem Durchgangstelle von Nervenbahnen, die aus dem Gehirn in das Rückenmark führen. Weiters ist das Nachhirn Sitz von vielen lebenserhaltenden innernen Reflexen wie Kauen, Speichelfluß, Schlucken, Erbrechen, Husten, Niesen, Tränenfluß, Atmung und Kreislauf.

Ebenfalls liegt das Zentrum für die Regelung des Blutdrucks im Nachhirn.

Kapitel 8: Das Rückenmark

Das Rückenmark liegt im Wirbelkanal der Wirbelsäule. Es ist eine graue Substanz, die sich vom ersten Lendenwirbel bis zum Gehirn erstreckt. Ummantelt ist das Rückenmark von einer weißen Schichte die aus Axonen besteht. Sie enthält die Pyramidenbahnen und die extrapyramidalen Bahnen, die von der Großhirnrinde in den Körper reichen.

Zwischen je zwei Wirbeln entspringt beiderseits der Wirbelsäule ein Rückenmarksnerv. Insgesamt sind das 31 Rückenmarksnerven, die sich jeweils in eine vordere und in eine hintere Wurzel teilen. Die vordere Wurzel tritt auf der Vorderseite des Körpers aus und enthält motorische(efferente) Nervenfasern.

Die hintere Wurzel richtet sich auf die Rückseite des Körpers und besteht aus sensorischen (afferenten) Nervenfasern. Die Zellkörper der afferenten Axone bilden mit der hinteren Wurzel das Spinalganglion. Beide Wurzeln versorgen zusammen einen eigenen Körperteil.

Unmittelbar nach der Austrittstelle aus dem Rückenmark teilt sich der Nerv in mehrere dünne Nerven. Es wird hier in somatische und in vegetative Nerven unterteilt.

Die Einheit von einem sensorischen Nerv und einem Motorischen Nerv nennt man Reflexbogen. Bei einem Reflex wird der sensorische Nerv angesprochen und über das Rückenmark wird der motorische Nerv sofort dazu veranlaßt zu agieren. So wird bei Gefahr der "lange" Weg bis zum Gehirn ausgelassen um schneller handeln zu können, damit der Körper vor zu schwerer Verletzung geschützt wird.

Das Rückenmark empfängt außerdem von allen Sinnesorganen Informationen, die es an das Gehirn weiterleitet. Aus diesem Grund ist das Rückenmark eine wichtige Durchgangstelle für Informationen.

In einem Fall von Durchtrennung der Nerven ist kein operativer Eingriff möglich um die Funktion des Rückenmarks wieder herzustellen.

Bei Wirbelsäulenerkrankungen wie Bandscheibenvorfall oder altersbedingter Schwindung von Knorpelsubstanz, kann es zu Einklemmung beziehungsweise Abtrennung von Nerven kommen. In einem solchen Fall ist der Patient für den Rest seines Lebens ab dieser Stelle abwärts gelähmt. Ein operativer Eingriff um dies bei Beschwerden vorzubeugen, bezeihungsweise um eingeklemmte Nerven zu befreien ist zwar möglich aber sehr risikoreich. Wenn es sich um eine Abquetschung der Nerven handelt ist keine Hilfe mehr möglich.