Das automatische Gehirn: Definition, Funktionsweise und Bedeutung

Das menschliche Gehirn ist ein faszinierendes und komplexes Organ, das als Steuerzentrale unseres Körpers fungiert. Es steuert lebenswichtige Funktionen, ermöglicht uns zu denken, zu fühlen und zu handeln, und speichert Informationen. In diesem Artikel werden wir uns mit der Definition des automatischen Gehirns, seiner Funktionsweise und seiner Bedeutung auseinandersetzen.

Was ist das Gehirn?

Das Gehirn, auch Cerebrum oder Encephalon genannt, ist das komplexe Organ im Schädel, das die Aktivität des Nervensystems steuert. Es ist Teil des Zentralnervensystems (ZNS) und bildet den größten Teil des Encephalons. Es befindet sich in der vorderen und oberen Region der Schädelhöhle und ist bei allen Wirbeltieren vorhanden. Im Schädel schwimmt das Gehirn in einer durchsichtigen Flüssigkeit, der Cerebrospinalflüssigkeit, die das Gehirn sowohl physisch als auch immunologisch schützt.

Entgegen der landläufigen Meinung ist das Gehirn kein Muskel, sondern besteht aus Millionen von Neuronen, die durch Axone und Dendriten verbunden sind. Diese regulieren jede einzelne unserer Gehirn- und Körperfunktionen: das Atmen, Essen, Schlafen, die Fähigkeit des logischen Denkens, sich zu verlieben oder mit jemandem zu streiten. All diese Fähigkeiten werden vom Gehirn kontrolliert, wobei diese nur einen Teil der zerebralen Funktionen darstellen.

Gehirnfunktionen: Die Rolle des "Managers"

Als wichtiger Teil des Encephalons und des ZNS kann das Gehirn als "Manager" definiert werden, der die Mehrheit der geistigen und körperlichen Funktionen kontrolliert und reguliert:

• Kontrolle vitaler Funktionen: Körpertemperatur, Blutdruck, Herzrhythmus, Atmung, Schlaf, Essen…
• Aufnahme, Verarbeitung, Integration und Interpretation aller Informationen, die wir über die Sinnesorgane erhalten: Sehen, Hören, Schmecken, Berühren, Riechen.
• Kontrolle der Bewegungen und der Haltung: Gehen, Rennen, Sprechen, Stehen.
• Verantwortung für unsere Gefühle und unser Verhalten: Es ermöglicht uns, zu denken, zu argumentieren, zu fühlen, zu sein…
• Kontrolle aller höheren kognitiven Funktionen: Gedächtnis, Lernen, Wahrnehmung, exekutive Funktionen…

Teile des Gehirns: Ein komplexes Netzwerk

Alle Wirbeltiere haben ein Gehirn, doch Größe, Form und Eigenschaften unterscheiden sich bei den verschiedenen Tierarten stark. Wir können oben ein menschliches Enzephalon betrachten, das sich vorwiegend aus folgenden Teilen zusammensetzt:

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• Kortikale Strukturen (Hirnrinde): Frontallappen, Parietallappen, Cingulärer Cortex, Occipitallappen, Temporallappen und Inselrinde. Diese Lappen teilen sich in zwei Hemisphären: die rechte und die linke.
• Subkortikale Strukturen: Corpus Callosum, Thalamus, Basalganglien, Amygdala, Hippocampus und Corpora mamillaria.
• Kleinhirn (Zerebellum): Es ist insbesondere für die Kontrolle der Haltung und Bewegung grundlegend, führt jedoch auch verschiedene andere kognitive Funktionen aus.
• Hypothalamus, Hypophyse und Zirbeldrüse: Der Hypothalamus kommuniziert mit der Hypophyse und der Zirbeldrüse durch die Freisetzung von Hormonen, um viszerale Funktionen zu regulieren, wie zum Beispiel die Körpertemperatur und grundlegende Verhaltensweisen wie Ernährung, sexuelle Antwort, Suche nach Vergnügen, aggressives Verhalten… Die Zirbeldrüse spielt eine wichtige Rolle in der Synchronisierung der Freisetzung des Hormons Melatonin, das für den Wach-Schlaf-Rhythmus wichtig ist.
• Hirnstamm: Er beginnt am oberen Ende des Rückenmarks und setzt sich aus Medulla oblongata, Pons und dem Mittelhirn zusammen. Der Hirnstamm kontrolliert automatische Funktionen, wie Blutdruck, Herzschlag, limbische Bewegungen, und viszerale Funktionen, wie Verdauung oder Harnausscheidung.

Charakteristika des menschlichen Gehirns

Das menschliche Gehirn wiegt zwischen 1,4 und 1,5 Kilo und hat ein Volumen von ungefähr 1130 cm3 bei Frauen und 1260 cm3 bei Männern. Das Gehirn (und das Rückenmark) wird von den Hirnhäuten (Meningen) überzogen, die es vor Schlägen schützen. Auch die Cerebrospinalflüssigkeit, in der das Gehirn "schwimmt", bietet zusätzlichen Schutz.

Man schätzt, dass das menschliche Gehirn aus über 100 Milliarden Nervenzellen besteht, die meisten davon sind Gliazellen und Neuronen.

• Neuronen: Neuronen sind Zellen, die darauf spezialisiert sind, Information auf interzellulärer und intrazellulärer Ebene aufzunehmen, zu verarbeiten und weiterzugeben. Dies erfolgt durch elektrochemische Signale (Nervenimpulse), die Aktionspotential genannt werden.
• Gliazellen: Die meisten Zellen im ZNS sind Gliazellen. Sie haben die Fähigkeit, sich im erwachsenen Gehirn zu teilen (Neurogenese) und sie sind für das korrekte Funktionieren des Gehirns notwendig.

Wie funktioniert das Gehirn? Elektrochemische Impulse und Synapsen

Das Gehirn funktioniert durch den Informationsaustausch zwischen den Neuronen (oder anderen Rezeptor- oder Effektorzellen) durch elektrochemische Impulse. Die Informationsübertragung geschieht durch die Synapse. Bei diesem Vorgang verbinden sich Neuronen mit Zellen, wobei durch chemische Ladungen, elektrische Impulse und Neurotransmitter die Aktion einer anderen Zelle stimuliert oder blockiert werden kann. Durch die präsynaptische Endigung (Axonterminale) kommuniziert eine Nervenzelle mit den Dendriten, dem Zellkörper oder auch mit einem anderen Axon einer zweiten Nervenzelle. Die Informationsübertragung der Neuronen spielt sich innerhalb von Millisekunden ab. Hunderte von Verbindungen, die es uns erlauben, wahrzunehmen, zu verstehen und entsprechend zu reagieren, werden gleichzeitig hergestellt und koordiniert. Wir erhalten Tausende von Inputs (Informationseingang) und generieren auch unzählige Outputs (Informationsausgang) in Sekundenschnelle. Trotz der großen Geschwindigkeit führen Neuronen diese Prozesse mit großer Genauigkeit aus.

Entwicklung des menschlichen Gehirns: Ein lebenslanger Prozess

Die Entwicklung des menschlichen Gehirns beginnt im Embryonalstadium und endet in der Jugend. Nur vier Wochen nach der Empfängnis formt sich das Neuralrohr, das grundlegend für die Entwicklung des Gehirns und des Nervensystems im Allgemeinen ist. Denn daraus entwickelt sich das Encephalon und das Rückenmark. Damit beginnt der atemberaubende Prozess der Proliferation, Migration und Zelldifferenzierung, der die Bildung und Entwicklung des Gehirns ermöglicht.

Die Neuronen entstehen in der ventrikulären Zone des Neuralrohrs und wandern dann zu ihrem Zielort im Gehirn. Danach kommt es zur Differenzierung und Spezialisierung der Zellen, die verschiedene Funktionen im Gehirn übernehmen.

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Man schätzt, dass im vorgeburtlichen Stadium bis zu 250000 Gehirnzellen pro Minute produziert werden können. Bei der Geburt verfügt ein Baby bereits über alle benötigten Nervenzellen, doch diese sind noch nicht richtig miteinander verbunden. In den ersten zwei Lebensjahren beginnen die Neuronen dann entsprechend genetischer Faktoren Verbindungen herzustellen. Doch die Beziehung zur Umgebung ist für das Überleben der bereits hergestellten und auch für neue Verbindungen grundlegend.

Das vegetative Nervensystem: Autonome Steuerung

Das vegetative Nervensystem (VNS), auch autonomes oder unwillkürliches Nervensystem genannt, ist ein Teil des Nervensystems, der nicht unserem Willen unterworfen ist. Es kontrolliert die Muskulatur aller Organe und regelt lebenswichtige Körperfunktionen wie Herztätigkeit, Atmung, Kreislauf, Stoffwechsel, Verdauung, Ausscheidung, Schweißbildung, Körpertemperatur und Fortpflanzung.

Außerhalb von Gehirn und Rückenmark besteht es aus dem Sympathikus und seinem Gegenspieler, dem Parasympathikus. Der Sympathikus sorgt für eine Erhöhung des Herzschlages und der Atemtätigkeit, verbessert die Durchblutung in der Muskulatur und fördert das Schwitzen. Durch den Parasympathikus hingegen schlägt das Herz langsamer, die Atmung wird ruhiger und die Verdauung wird gefördert.

Automatisierung im Gehirn: Gewohnheiten und Routinen

Unsere Gewohnheiten übernehmen 30 bis 50 Prozent der täglichen Entscheidungen für uns. Während die routinierten Handlungen im Autopilot-Modus ablaufen, haben wir Zeit, unseren Tag zu planen und wichtige Entscheidungen zu treffen.

In jeder neuen Situation eignen wir uns Gewohnheiten an, und zwar recht schnell. "Jeden Tag, in jeder Lebensphase kommen neue Gewohnheiten hinzu", sagt der Psychologe Bas Verplanken. "Jede Gewohnheit läuft in dem psychologischen Muster einer Schleife ab", erklärt Verplanken. Anschließend durchläuft das Hirn die Handlung, die für die Gewohnheit typisch ist: zum Beispiel der Griff nach einer Zigarette.

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Verhaltensgewohnheiten machen wir uns schnell bewusst - spätestens, wenn Rauchen, ungesunde Ernährung oder Bewegungsmangel unsere Gesundheit belasten. Denk- und Gefühlsgewohnheiten hingegen laufen meist im Verborgenen ab. "Wir haben tausende davon", sagt Verplanken. Manchmal zeigen sie sich zusammen mit Verhaltensgewohnheiten, so der Experte.

Das automatische Gehirn und das Gedächtnis

David G. Myers definiert Gedächtnis als die Fähigkeit, Erlerntes durch die Speicherung und den Abruf von Informationen dauerhaft zu behalten. Die heutigen Gedächtnisforscher weisen auf die Grenzen des traditionellen Modells hin und merken an, dass wir einige Informationen automatisch registrieren, indem wir die ersten beiden Stufen überspringen. Sie ziehen den Begriff Arbeitsgedächtnis (statt Kurzzeitgedächtnis) vor, weil er eine aktivere Rolle in dieser zweiten Stufe der Verarbeitung hervorhebt, in der wir die Informationen wiederholen und dadurch manipulieren, dass wir neue Reize mit älteren gespeicherten Erinnerungen assoziieren.

Wir enkodieren unbewusst und automatisch zufällig anfallende Informationen, wie etwa Raum, Zeit und Häufigkeit. Wenn wir Informationen aus unserer Umwelt (Raum, Zeit, Häufigkeit, gut gelerntes Material) aufnehmen, erfolgt die automatische Verarbeitung unbewusst. Bewusste Verarbeitung (Bedeutung, bildliche Vorstellung, Organisation) erfordert die bewusste Aufmerksamkeit und gezielte Anstrengungen (Wiederholen).

Mentales Schlafwandeln: Der ziellos umherschweifende Geist

Eines der interessantesten aktuellen Forschungsgebiete in den Neurowissenschaften und der experimentellen Psychologie ist der anscheinend ziellos umherschweifende Geist, das Tagträumen, die ungebetenen Erinnerungen und das automatische Planen. Dabei geht es um das, was ich selbst "mentales Schlafwandeln" nenne, also das permanente Auftreten anscheinend spontaner, aufgabenunabhängiger Gedanken, der sich täglich hundertfach wiederholende Verlust der Aufmerksamkeitskontrolle.

"Stabile kognitive Kontrolle ist die Ausnahme, während ihr Fehlen die Regel ist."

Das autonome "Selbst" als Initiator oder Ursache unserer kognitiven Handlungen ist ein weit verbreiteter Mythos, denn wenn man den Traumzustand hinzunimmt, dann besitzen Wesen wie wir geistige Autonomie nur für etwa ein Drittel unserer bewussten Lebenszeit. Die meiste Zeit denken wir ohne überhaupt zu merken, dass wir gerade denken, denn was wir alltagssprachlich "Denken" nennen, ist im Normalfall eher eine unabsichtliche Form von innerem Verhalten.

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