Das menschliche Gehirn ist ein komplexes und faszinierendes Organ, das trotz intensiver Forschung noch immer viele Rätsel birgt. Es ist etwa so groß wie zwei geballte Fäuste, ähnelt einer überdimensionalen Walnuss und wiegt ungefähr 1,5 Kilogramm. Doch seine Bedeutung geht weit über seine physischen Eigenschaften hinaus. Im Gehirn laufen alle Fäden unseres Denkens und Fühlens zusammen, was es zum Zentrum unserer Persönlichkeit und unseres Bewusstseins macht.
Ein Blick in die Geschichte der Hirnforschung
Schon immer haben sich Menschen den Kopf über den Inhalt ihres Schädels zerbrochen. Platon verglich Erinnerungen mit Abdrücken auf Wachstafeln, während Aristoteles das Gehirn als Kühlaggregat des Blutkreislaufs betrachtete. Im Laufe der Jahrhunderte näherte sich die Medizin dem Organ durch Wachsmodelle und später durch moderne Techniken, die es ermöglichen, in Sekundenschnelle ins Innere des Gehirns zu reisen.
Die Ausstellung "Das Gehirn in Kunst und Wissenschaft" in der Bonner Bundeskunsthalle bietet einen kulturgeschichtlichen Überblick über die Hirnforschung. Sie beleuchtet den Bauplan und die Funktionsweise des Gehirns, seine evolutionäre und embryonale Entwicklung sowie die Geschichte der Hirnforschung. Darüber hinaus werden Fragen nach dem menschlichen Bewusstsein, dem Verhältnis von Seele und Körper und dem freien Willen aufgeworfen.
Wie das Gehirn funktioniert: Bauplan und Funktionsweise
Das Gehirn besteht aus rund 86 bis 100 Milliarden Nervenzellen (Neuronen), die miteinander verknüpft sind. Jedes Neuron ist über Synapsen mit 1.000 bis zu 10.000 anderen Gehirnzellen verbunden. Im Gehirn werden elektrische Signale von Nervenzelle zu Nervenzelle übertragen, wobei die Geschwindigkeit der Reizweiterleitung bis zu 360 km/h beträgt.
Die zwei Gehirnhälften haben leicht unterschiedliche Aufgaben: Die linke Seite ist in der Regel mehr für Sprache und abstrakte Gedächtnisoperationen zuständig, die rechte Hälfte ist meist mehr auf räumliches Denken oder die Bildverarbeitung spezialisiert.
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Obwohl das Gehirn nur rund ein Fünfzigstel des Körpergewichts ausmacht, verbraucht es rund 20 Prozent der Energie. Wasser macht rund 70 Prozent des Gehirnvolumens aus, die restlichen 30 Prozent bestehen im überwiegenden Teil aus Fett, nur ein kleiner Teil des Gehirns wird aus Eiweiß gebildet.
Mythen und Fakten über das Gehirn
Rund um das menschliche Gehirn ranken sich viele Mythen und Halbwahrheiten. Es ist wichtig, diese zu entlarven und durch wissenschaftlich fundierte Fakten zu ersetzen.
Mythos: Wir nutzen nur 10 Prozent unseres Gehirns.Fakt: Dieser Mythos ist falsch. Abgesehen vom Denken ist das Gehirn auch für die Steuerung von lebenswichtigen, aber unbewussten Körperfunktionen zuständig. Jede Schädigung des Gehirns führt in der Regel zu Einschränkungen.
Mythos: Kopfschmerzen sind Gehirnschmerzen.Fakt: Obwohl alle Schmerz-Wahrnehmungen ans Gehirn gemeldet und dort verarbeitet werden, kann das Organ selbst keine Schmerzen empfinden. Bei Kopfschmerzen schmerzen die Blutgefäße der Hirnhaut.
Mythos: Wir können nur begrenzt Informationen speichern.Fakt: Verglichen mit einem Computer hätten wir eine Speicherkapazität von schätzungsweise 2,5 Millionen Gigabyte. Während unser Kurzeitgedächtnis nur wenig Platz hat, kann unser Langzeitgedächtnis unbegrenzt Informationen aufnehmen.
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Mythos: Erinnerungen trügen nicht.Fakt: In den Erinnerungen wird vor allem abgespeichert, was mit großen Emotionen verbunden war. Doch entsprechen die Erinnerungen nicht immer dem, was tatsächlich passiert ist. Hirnforscher haben herausgefunden, dass die Menschen ihre Erinnerungen meist verschönern und bei jedem Abruf etwas variieren.
Mythos: Lässt sich unser Gehirn dopen?Fakt: Medikamente, die z.B. bei ADHS die Konzentrationsfähigkeit erhöhen, verbessern die geistige Leistung gesunder Menschen nicht. Studien zeigen: Die Hirndoping-Medikamente wirken bei Gesunden unberechenbar, teils verschlechternd, und selten besser als Placebos.
Mythos: Hilfen Kreuzworträtsel und Sudokus, geistig fit zu bleiben?Fakt: Zwar gilt grundsätzlich auch fürs Gehirn: Wer rastet, der rostet. Doch der Trainingseffekt, den viele sich von Kreuzworträtseln oder Sudokus versprechen, lässt sich nicht nachweisen. Rätsel fragen altes Wissen ab, Denkarbeit sollte jedoch anstrengen und Routinen sprengen, damit sie das Gehirn fit hält. Ein Musikinstrument, eine Sprache oder Tänze zu lernen senkt das Demenzrisiko viel nachhaltiger.
Mythos: Wird die Alzheimer-Demenz vererbt?Fakt: Keineswegs. Nur etwa ein Prozent aller Alzheimer-Fälle ist eindeutig erblich bedingt; diese Betroffenen erkranken in der Regel früh, zwischen dem 30. und dem 65. Lebensjahr.
Die Bedeutung von Ernährung und Lebensstil für die Gehirngesundheit
Eine ausgewogene Ernährung und ein gesunder Lebensstil spielen eine entscheidende Rolle für die Gesundheit unseres Gehirns.
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Eine ausgewogene Ernährung hilft nicht nur, Herz- und Kreislauferkrankungen zu vermeiden, sondern ist enorm wichtig fürs Gehirn. Fette, wie sie in panierten Speisen und vielen Fastfood-Produkten stecken, führen zu Ablagerungen im Gehirn. Diese blockieren Reizübertragungen und lösen Entzündungen aus. Dadurch sterben Nervenzellen ab. Sich gesund zu ernähren, hält also auch das Gehirn fit.
Auch wenn das Gehirn kein Muskel ist, lässt sich das Denkorgan trainieren. Synapsen, die nicht genutzt werden, gehen verloren. Studien zeigen, dass Darmbakterien die Gehirngesundheit maßgeblich beeinflussen und etwa bei Erkrankungen wie Multipler Sklerose und Alzheimer eine Rolle spielen könnten. Abfallprodukte bestimmter gesunder Darmkeime stärken Immunzellen im Gehirn und regen deren Reifung an.
Neurowissenschaftliche Forschung: Einblicke in die Geheimnisse des Gehirns
Die Neurowissenschaften haben in den letzten Jahren enorme Fortschritte gemacht und geben uns immer tiefere Einblicke in die Funktionsweise des Gehirns.
Jülicher Hirnforscher arbeiten daran, das Gehirn zu entschlüsseln. Sie wollen verstehen, wie unser Gehirn aufgebaut ist, wie es funktioniert, und sie wollen neurologischen Erkrankungen wie Alzheimer ihren Schrecken nehmen. Ihre Erkenntnisse fließen auch in die Entwicklung neuartiger Computertechnologien. Der Julich Brain Atlas ist die bisher detaillierteste Karte des menschlichen Gehirns. Als eine Art „Google Maps“ bietet dieses einzigartige Werkzeug eine Fülle von Daten und die Möglichkeit, die Jülicher Supercomputer für ihre Analyse zu nutzen. Damit ist der Atlas ein wesentlicher Baustein der digitalen Forschungsinfrastruktur EBRAINS, die Forschenden weltweit zugänglich ist.
Die Rolle der Kunst in der Auseinandersetzung mit dem Gehirn
Die Ausstellung "Das Gehirn in Kunst und Wissenschaft" zeigt, dass der Weg zwischen Kunst und Wissenschaft manchmal gar nicht weit ist. Werke von Künstlern wie Willi Baumeister, Max Ernst, Isa Genzken und Wilhelm Lehmbruck verdeutlichen, wie sich die Kunst mit dem Thema Gehirn auseinandersetzt und neue Perspektiven eröffnet.
Die Zukunft der Hirnforschung
Die Hirnforschung steht noch am Anfang, aber die Fortschritte sind vielversprechend. Mit immer ausgefeilteren Methoden und Technologien werden wir in Zukunft noch tiefere Einblicke in die Funktionsweise des Gehirns gewinnen und neue Möglichkeiten zur Behandlung neurologischer Erkrankungen entwickeln.
Das Gehirn im digitalen Zeitalter
Die Erforschung des menschlichen Gehirns tritt mit den digitalen Möglichkeiten in eine neue Phase. Denn die immense Rechenpower der Supercomputer macht die Verarbeitung von immer größeren Datenmengen möglich. Umgekehrt profitiert auch die Informationstechnologie von den Durchbrüchen in den Neurowissenschaften. Bei der Entwicklung neuartiger Computerchips oder dem maschinellen Lernen nehmen sich die Forscher das Gehirn zum Vorbild. Dessen Energieeffizienz ist nämlich unerreicht. Es löst selbst komplexe Denkaufgaben mit einem Bruchteil der Energie, die Supercomputer benötigen.