Das zentrale Nervensystem: Definition, Aufbau und Funktionen

Das zentrale Nervensystem (ZNS) ist das Steuer- und Kontrollzentrum des Körpers. Es ist für die Verarbeitung von Informationen aus dem Körper und der Umwelt verantwortlich und steuert das Denken, Fühlen, Erinnern und Handeln. Das ZNS ist ein komplexes Netzwerk, das den Körper steuert und koordiniert. Es ist der Dreh- und Angelpunkt für Sinneswahrnehmungen, Gedanken, Emotionen und Bewegungen.

Einführung in das Nervensystem

Das Nervensystem ist die zentrale Informations- und Kommunikationsplattform unseres Körpers. Als faszinierendes Netzwerk durchzieht es unseren gesamten Organismus und dient der Erfassung, Weiterleitung und Verarbeitung von Informationen. Um diese Aufgabe bewerkstelligen zu können, nutzt es spezialisierte Sensoren.

Das menschliche Nervensystem ist für die gesamte Informationsverarbeitung im Körper verantwortlich. Es besteht aus dem zentralen und dem peripheren Nervensystem. Beide Systeme sind topographisch voneinander abgrenzbar, aber funktionell eng miteinander verknüpft. Das periphere Nervensystem sendet dabei Signale an das zentrale Nervensystem, die aus der Umwelt (z. B. Sehen, Spüren) oder dem Inneren des Körpers (z. B. Hunger, Müdigkeit) stammen. Außerdem leitet das zentrale Nervensystem Signale an das periphere Nervensystem weiter und sendet somit motorische Befehle (z. B. Hebe die Hand, Sage „Hallo“).

Definition des zentralen Nervensystems (ZNS)

Das zentrale Nervensystem (ZNS), auch Zentralnervensystem genannt, setzt sich aus dem Gehirn und dem Rückenmark zusammen. Es umfasst alle Nerven und Nervenbahnen in Gehirn und Rückenmark. Das ZNS ist der Komplex von Neuronen und ihrer Interkonnektivität, welcher für die Verarbeitung und Bewertung von Eingangsinformationen und die Kontrolle der meisten Funktionen des Körpers, einschließlich Aktivität, Empfindungen, Gedanken und Reaktionen auf die Umgebung, verantwortlich ist.

Das ZNS wird oft dem peripheren Nervensystem gegenübergestellt, das die Informationen zwischen dem zentralen Nervensystem und den Sinnes- und Muskelzellen oder den Drüsen weiterleitet. Das periphere Nervensystem umfasst die Sinnesneuronen, das willkürliche somatische Nervensystem und das unwillkürliche autonome Nervensystem.

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Aufbau des zentralen Nervensystems

Das zentrale Nervensystem des Menschen besteht aus dem Gehirn und dem Rückenmark. Genauso ist das übrigens bei allen anderen Wirbeltieren wie bei Fischen, Fröschen, Vögeln, Schildkröten oder Hunden. Grundsätzlich besteht das Nervensystem aus Milliarden von Nervenzellen - den sogenannten Neuronen. Das Gehirn liegt in der Schädelhöhle, einem Hohlraum, der von den Schädelknochen gebildet wird. Das Rückenmark liegt, umschlossen von der Wirbelsäule, im Wirbelkanal (auch Rückenmarkskanal oder Spinalkanal genannt).

Bei Betrachtung der Gewebestruktur ist zu erkennen, dass sowohl Gehirn als auch Rückenmark aus einer grauen und weißen Substanz bestehen. Die graue Substanz, die vor allem aus Nervenzellkörpern besteht, befindet sich in der Großhirnrinde (Kortex) und im schmetterlingsförmigen Teil des Rückenmarks. Sie dient der Reizaufnahme und Reizverarbeitung. Die weiße Substanz bildet im Gehirn das innenliegende Gewebe aus Nervenfasern (Axone). Hier sind Nervenzellen durch millionenfache Verbindungen verschaltet und für die Reizweiterleitung verantwortlich.

• Gehirn: Integrationszentrum für Homöostase, Wahrnehmung, Bewegung, Denken und Emotionen.
  • Hirnstamm: Regulation lebenswichtiger Funktionen (u.a. Atmung, Herzschlag).
• Rückenmark: Verbindet das Gehirn mit dem Rest des Körpers und leitet Anweisungen vom Gehirn an die Körperzellen und umgekehrt.

Die Axone des Zentralnervensystems, die Nervenimpulse übertragen, sind durch Myelin geschützt. Das Myelin verleiht ihnen eine weiße Farbe, daher die Bezeichnungen weiße und graue Materie. Im Rückenmark ist die weiße Substanz außen und die graue Substanz innen. Im Gehirn ist es umgekehrt.

Das zentrale Nervensystem ist von bindegewebigen Hüllen umgeben. Von diesen sogenannten Meningen gibt es drei. Während die Dura mater als äußerste Schicht an den umgebenden Schädel- bzw. Wirbelknochen angrenzt, legt sich die Pia mater als innerstes Blatt direkt an die Oberfläche von Gehirn bzw. Rückenmark an. Der Raum zwischen der Spinngewebshaut und der weichen Hirn-/Rückenmarkshaut ist mit Flüssigkeit gefüllt, dem Nervenwasser (auch Gehirn-Rückenmark-Flüssigkeit, Liquor cerebrospinalis). In der Spinngewebshaut verlaufen zahlreiche Blutgefäße. Die weiche Hirn-/Rückenmarkshaut versorgt Gehirn bzw.

Funktionen des zentralen Nervensystems

Das zentrale Nervensystem hat einige wichtige Aufgaben und Funktionen im Körper des Menschen:

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• Integration: Zusammenbringen aller Reize, die der Organismus vom Körperinneren und von der Umwelt aufnimmt (Beispiel: Essen sehen und gleichzeitig Hungergefühl verspüren).
• Koordination: Abstimmung der motorischen Bewegungen des Organismus (Beispiel: Winken und gleichzeitig grüßen).
• Regulation: Anpassung der lebensnotwendigen Prozesse, die im Körper ablaufen (Beispiel: Hormone regulieren, Atmung beruhigen).

Das zentrale Nervensystem des Menschen ist außerdem für alle kognitiven Funktionen zuständig - also für die Sprache, das Bewusstsein, das Denken und Lernen, für Erinnerungen, für Aufmerksamkeit und für das Vorstellungsvermögen.

Als Kontroll- und Schaltzentrale ist das zentrale Nervensystem für uns lebenswichtig, denn es steuert die bewusste Koordination der Bewegung (Motorik), vermittelt Nachrichten aus der Umwelt oder unserem Körperinneren und reguliert das Zusammenspiel aller Körpersysteme (Atmung, Hormonhaushalt, vegetatives und peripheres Nervensystem, innere Organe, Herz-Kreislauf-System, Muskulatur). Darüber hinaus ermöglicht uns das zentrale Nervensystem komplexe Funktionen wie Gedächtnis (Lernen, Erinnerung), Bewusstsein, Gefühle, Verstand und Vernunft. Vom Zentralnervensystem gehen die motorischen Befehle an die Effektoren aus.

Zentrales vs. peripheres Nervensystem

Die übergeordnete Unterteilung des Nervensystems umfasst zwei Hauptkomponenten: Das Zentralnervensystem (ZNS) und das periphere Nervensystem (PNS). Gemeinsam haben sie die Funktion, Informationen aufzunehmen, zu verarbeiten und körperliche Reaktionen zu steuern. Während das ZNS für die Informationsverarbeitung verantwortlich ist, ist das PNS hauptsächlich für die Übertragung von Daten zwischen ZNS und Körper zuständig.

Das periphere Nervensystem umfasst all jene Nerven, die nicht zum ZNS gehören. Die Hirnnerven verknüpfen unsere Sinnesorgane mit dem Gehirn und der Muskulatur im Kopf- und Rumpfbereich. Entsprechend der Reihenfolge, in der sie aus dem Gehirn austreten, werden sie mit römischen Zahlen nummeriert. Zu den Hirnnerven gehören beispielsweise unser Riechnerv (I. Hirnnerv; Nervus olfactorius), der Sehnerv (II. Hirnnerv; Nervus opticus) und unser Gesichtsnerv (VII. Hirnnerv; Nervus facialis). Rund die Hälfte der Hirnnerven sind sogenannte gemischte Nerven, d. h. sie enthalten sowohl motorische als auch sensorische Fasern.

Die Spinalnerven sind ebenfalls gemischte Nerven. Sie bilden sich aus den Nervenwurzeln im Rückenmark und verzweigen sich nach ihrem Austritt aus dem Wirbelkanal in 3-4 Äste, um verschiedene Körperbereiche versorgen zu können. Der vordere Ast z. B.

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Um sensorische Informationen zu übertragen und Körperfunktionen sowie Reaktionen zu koordinieren, arbeiten unser peripheres und zentrales Nervensystem als perfektes Team zusammen. Nicht immer wird dabei das Gehirn involviert. Bei Reflexen wie z. B.

Willkürliches und unwillkürliches Nervensystem

Je nachdem, ob unser Körper Reize der Umwelt verarbeitet oder Körperfunktionen im Inneren koordiniert, unterscheidet man zwischen somatischem (willkürlichem) Nervensystem und vegetativem (unwillkürlichem) Nervensystem. Das somatische (willkürliche) Nervensystem steuert die Motorik der Skelettmuskulatur und damit alle bewussten, willentlichen Körperreaktionen und Reflexe, die als Reaktion auf unsere Umwelt erfolgen. Wenn wir also im Sommer nach draußen gehen und realisieren, dass es uns zu hell ist, leiten die Sinneszellen der Augen die Information über sensorische Nervenfasern an das Gehirn weiter. Dort wird die Information dann zur Entscheidung umgewandelt, eine Sonnenbrille zu tragen - und der Befehl „Sonnenbrille aufsetzen“ wird über motorische Nervenfasern an die Hand weitergeleitet.

Im Gegensatz zum somatischen Nervensystem haben wir über das vegetative Nervensystem keinerlei Kontrolle. Die Tatsache, dass wir es nicht beeinflussen können, bedeutet aber nicht, dass es weniger wichtig für uns ist. Im Gegenteil: Das vegetative Nervensystem innerviert unser Herz, die Gefäße sowie Drüsen und die glatte Muskulatur der Eingeweide und steuert so sämtliche „Vitalfunktionen“ (u. a. die Regulation innerer Prozesse wie z. B. die Interaktion mit der Umwelt, d. h.

Wenn sich beim Sport unser Puls erhöht und wir zu schwitzen beginnen, verdanken wir das der Arbeit des vegetativen Nervensystems. Darüber hinaus beeinflusst das vegetative Nervensystem auch einzelne Organe und Muskeln, darunter unsere Sexualorgane oder den inneren Augenmuskel, der u.a.

Diese werden durch übergeordnete Schaltzentren im verlängerten Rückenmark und Hypothalamus reguliert. Sympathikus und Parasympathikus werden oft als Gegenspieler bzw. Antagonisten bezeichnet. Dabei wirkt der Sympathikus erregend bzw. leistungssteigernd (ergotrop) auf die Organfunktionen und versetzt unseren gesamten Körper in eine „Stresssituation“, den sogenannten „fight-or-flight“ Modus. In der Folge weiten sich die Pupillen, der Herzschlag und die Atmung werden beschleunigt, Energie wird freigesetzt. Vorgänge, die für eine sofortige Aktivität nicht so wichtig sind (z. B.

So ist unser Körper bereit, Höchstleistungen zu vollbringen. Reize, die den Sympathikus aktivieren (sogenannte Stressoren) können sowohl physischer (z. B. Lärm, Hitze) als auch psychischer Natur sein. Anatomisch hat der Sympathikus seinen Ursprung in den Nervenzellkörpern des Rückenmarks, deren Nervenfasern zwischen den Brust- und Lendenwirbeln aus dem Wirbelkanal austreten und sogenannte Ganglien (Ansammlungen von Nervenzellkörpern) bilden. Diese verbinden sich an beiden Seiten der Wirbelsäule zu einem perlschnurartigen sogenannten Grenzstrang aus, über den die Nervenfasersysteme in Verbindung stehen.

Als „Gegenspieler“ des Sympathikus ist der Parasympathikus der Teil des vegetativen Nervensystems, der für die Ruhe -und Regenerationsphasen („rest-and-digest“) verantwortlich ist und das innere Gleichgewicht wiederherstellt. Um dies zu erreichen, beginnt der Parasympathikus nach der Aktivierung des Sympathikus dadurch gegenzusteuern, dass er beispielsweise die Herzfrequenz senkt, die Pupillen verengt und den Stoffwechsel zum Aufbau von Reserven steigert. Gleichzeitig aktiviert der Parasympathikus die Tätigkeit des Verdauungssystems. Die Nerven des Parasympathikus haben ihren Ursprung im Hirnstamm und dem zum Kreuzbein gehörigen Bereich des Rückenmarks. Anders als im Sympathikus liegen die Ganglien des Parasympathikus aber nicht neben der Wirbelsäule, sondern dicht bei den versorgten Organen.

Akuter vs. chronischer Stress: Akuter Stress ist eine natürliche, zeitlich begrenzte Reaktion des Sympathikus, um uns in Situationen, in denen wir gefordert sind, aufmerksamer und leistungsfähiger zu machen. In Urzeiten diente akuter Stress z.B. der Flucht vor einem wilden Tier oder der Jagd.. Und auch heute kann akuter Stress helfen, Herausforderungen zu meistern. Wird der Organismus jedoch in eine Art „Daueralarm-Zustand“ versetzt und der Parasympathikus kann nicht bzw. nur wenig zu Regenerationszwecken eingreifen, wird die Gesundheit früher oder später negativ beeinflusst. Denn chronischer Stress zehrt sowohl an den körperlichen als auch psychischen Reserven. Wer sich dauernd gestresst fühlt, tut daher gut daran, belastende Auslöser zu finden und diese nach Möglichkeit auszuschalten.

Das enterische Nervensystem ist der dritte Bereich des vegetativen Nervensystems, der als Geflecht von Nervenzellen den Verdauungstrakt durchzieht. Interessanterweise steuert das enterische Nervensystem nicht nur Verdauungsprozesse, sondern hat auch einen Einfluss auf unsere Gefühlswelt und unser Wohlbefinden. Umgekehrt scheinen aber auch Veränderungen im Magen-Darm-Trakt Auswirkungen auf Emotionen zu haben. Forschungsarbeiten der letzten Jahre deuten darauf hin, dass die Zusammensetzung der Darmflora hier eine Rolle spielt.

Überlastung und Störungen des zentralen Nervensystems

Das Zentralnervensystem ist ein komplexes Netzwerk, das für die Kontrolle der meisten körperlichen Funktionen und kognitiven Fähigkeiten verantwortlich ist. Es ist ein lebenswichtiges System, welches jedoch anfällig für viele Arten von Störungen und Überlastungen ist. Diese Probleme können aus einer Vielzahl von Gründen auftreten, darunter genetische Faktoren, Umweltauslöser, Infektionen, Autoimmunerkrankungen, Verletzungen oder altersbedingte Abnutzung.

Ein gestörtes Zentralnervensystem kann eine Reihe spezifischer Symptome und Zeichen hervorrufen, die aufgrund ihrer Komplexität von individuellen Faktoren wie Alter, Geschlecht und allgemeinem Gesundheitszustand abhängen. Hier sind einige der häufigsten Anzeichen, die auf eine Störung des ZNS hindeuten können:

• Schwierigkeiten bei der Koordination: Probleme mit Gleichgewicht und Bewegung, Zittern oder unwillkürliche Bewegungen können auf eine Störung im Zentralnervensystem hinweisen.
• Veränderungen der geistigen Fähigkeiten: Verwirrtheit, Gedächtnisverlust, reduzierte Aufmerksamkeit, und Schwierigkeiten beim Lernen können Symptome für eine Erkrankung des ZNS sein.
• Emotionale Veränderungen: Stimmungsschwankungen, Depression und Angst sind häufige Anzeichen für neurologische Störungen.
• Körperliche Symptome: Beispiele sind chronische Müdigkeit, Sehstörungen, Schwierigkeiten beim Sprechen und Schlucken, Schmerzen und Muskelschwäche.

Zu bedenken ist, dass diese Symptome auch bei anderen Krankheiten oder Gesundheitsproblemen auftreten können. Daher ist es wichtig, ärztlichen Rat zu suchen, um eine genaue Diagnose zu erhalten und geeignete Behandlungsstrategien festlegen zu können.

Das Zentralnervensystem kann aus vielfältigen Gründen überlastet werden. Dies kann zu einer Vielzahl von Symptomen führen:

• Erhöhter Stress: Chronischer Stress kann das ZNS erheblich belasten und Probleme wie Schlafstörungen, Depressionen, Angstzustände und Konzentrationsstörungen verursachen.
• Ständige Informationsflut: Unsere moderne Technologie-basierte Gesellschaft stellt uns oft vor einen Überfluss an Informationen, und dieser anhaltende „Informationsstress“ kann zur Überlastung des ZNS führen.
• Toxische Substanzen: Drogen, Alkohol und bestimmte Medikamente können das ZNS überlasten und so Schädigungen hervorrufen.

Diese Überlastung kann erhebliche Folgen für das Wohlbefinden und die Lebensqualität haben und kann das Risiko für zahlreiche Gesundheitsprobleme erhöhen, einschließlich neurologischer Störungen, psychische Gesundheitsprobleme, und Herz-Kreislauf-Erkrankungen.

Erkrankungen des zentralen Nervensystems

Neurologische Erkrankungen sind Erkrankungen des Nervensystems. Im zentralen Nervensystem können dabei einige Erkrankungen auftreten. Es gibt viele verschiedene Erkrankungen, die das Zentralnervensystem betreffen können. Einige der häufigsten sind:

• Parkinson-Krankheit: Eine neurodegenerative Störung, die durch das Absterben von Gehirnzellen verursacht wird, welche den Neurotransmitter Dopamin produzieren.
• Multiple Sklerose: Eine chronische Erkrankung, bei der das Immunsystem fälschlicherweise die Myelinscheiden - die Schutzschicht um die Nervenfasern im Gehirn und Rückenmark - angreift und schädigt.
• Alzheimer-Krankheit: Eine fortschreitende Erkrankung, die Nervenzellen im Gehirn schädigt und zu Gedächtnisverlust, Verwirrtheit und anderen kognitiven Problemen führt.
• Epilepsie: Eine neurologische Störung, die durch anhaltende Anfälle gekennzeichnet ist, die durch eine übermäßige und abnormale Gehirnaktivität verursacht werden.

Jede dieser Krankheiten hat einzigartige Symptome, Behandlungen und Prognosen. Aus diesem Grund ist eine genaue Diagnose durch einen qualifizierten Gesundheitsdienstleister erforderlich, um geeignete Behandlungsstrategien zu entwickeln. Die Aufgabe des zentralen Nervensystems (ZNS) besteht darin, Informationen aus dem gesamten Körper aufzunehmen, zu verarbeiten und Reaktionen darauf zu koordinieren. Eine Erkrankung des zentralen Nervensystems ist eine Störung oder Schädigung von Gehirn oder Rückenmark, den Hauptbestandteilen des zentralen Nervensystems.

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