Das Gehirn ist die Steuerzentrale unseres Körpers, ein komplexes Organ, das Denken, Fühlen, Handeln und lebenswichtige Funktionen steuert. Es ist ein faszinierendes Gebiet der Forschung, und obwohl noch längst nicht alle Geheimnisse gelüftet sind, verstehen wir immer mehr über seinen Aufbau und seine Funktionsweise.
Was ist das Gehirn?
Das Gehirn (Encephalon) ist der Teil des zentralen Nervensystems, der innerhalb des knöchernen Schädels liegt und diesen ausfüllt. Es besteht aus unzähligen Nervenzellen, die über zuführende und wegführende Nervenbahnen mit dem Organismus verbunden sind und ihn steuern.
Das Gehirnvolumen (Mensch) beträgt etwa 20 bis 22 Gramm pro Kilogramm Körpermasse. Das Gewicht (Gehirn) macht mit 1,5 bis zwei Kilogramm ungefähr drei Prozent des Körpergewichts aus.
Ein Mensch hat ungefähr 100 Milliarden Gehirnzellen, die das zentrale Nervensystem, unser Gehirn, aufbauen und untereinander verknüpft sind. Die Zahl dieser Verknüpfungen wird auf 100 Billionen geschätzt.
Anatomie des Gehirns: Ein Überblick
Das menschliche Gehirn lässt sich grob in fünf Hauptabschnitte gliedern:
Lesen Sie auch: Leah Weigands Buch kritisch beleuchtet
Großhirn (Telencephalon): Der größte Teil des Gehirns, verantwortlich für höhere kognitive Funktionen wie Sprache, Denken, Gedächtnis und bewusste Bewegungen.
Zwischenhirn (Diencephalon): Enthält wichtige Strukturen wie Thalamus und Hypothalamus, die Sinnesinformationen verarbeiten, den Schlaf-Wach-Rhythmus steuern und den Hormonhaushalt regulieren.
Mittelhirn (Mesencephalon): Ein kleiner Abschnitt des Gehirns, der an der Steuerung von Augenbewegungen, akustischen Reflexen und der Schmerzwahrnehmung beteiligt ist.
Kleinhirn (Cerebellum): Koordiniert Bewegungen, hält das Gleichgewicht und speichert erlernte Bewegungsabläufe.
Nachhirn (Myelencephalon, Medulla oblongata): Bildet den Übergang zwischen Gehirn und Rückenmark und steuert lebenswichtige Funktionen wie Atmung, Herzfrequenz und Blutdruck.
Lesen Sie auch: Schritte zur Gehirnheilung: Der vollständige Leitfaden
Die Hirnhäute: Schutz für das empfindliche Organ
Das Gehirn ist von drei Hirnhäuten umgeben:
Dura mater: Die äußere, feste Hirnhaut.
Arachnoidea: Die mittlere, spinnwebartige Hirnhaut.
Pia mater: Die innere, zarte Hirnhaut, die direkt auf dem Gehirn aufliegt.
Diese Hirnhäute schützen das Gehirn vor Verletzungen und enthalten den Liquor, eine Flüssigkeit, die das Gehirn zusätzlich polstert und mit Nährstoffen versorgt.
Lesen Sie auch: Kritische Reflexion über "Du bist nicht dein Gehirn"
Graue und weiße Substanz: Die Bausteine des Gehirns
Das Gehirn besteht aus zwei Arten von Gewebe:
Graue Substanz: Besteht hauptsächlich aus Nervenzellkörpern und ist für die Verarbeitung von Informationen zuständig. Sie findet sich vor allem in der Großhirnrinde, den Basalganglien, der Kleinhirnrinde und den Hirnnervenkerne.
Weiße Substanz: Besteht aus Nervenfasern (Axonen), die die Nervenzellen miteinander verbinden und Informationen übertragen. Sie findet sich im Mark von Großhirn und Kleinhirn.
Die Blutversorgung des Gehirns: Lebenswichtig für die Funktion
Das Gehirn benötigt eine ständige und ausreichende Versorgung mit Sauerstoff und Nährstoffen, um seine Funktionen erfüllen zu können. Die Blutversorgung erfolgt über die rechte und linke innere Halsschlagader (Arteria carotis interna) und die Arteria vertebralis. Diese Arterien sind über einen Gefäßring (Circulus arteriosus cerebri) miteinander verbunden, der sicherstellt, dass das Gehirn auch bei Schwankungen in der Blutzufuhr ausreichend versorgt wird.
Das empfindliche Gewebe im Gehirn ist durch die Blut-Hirn-Schranke gegen schädigende Substanzen im Blut (wie Gifte, Krankheitserreger, bestimmte Medikamente etc.) abgeschirmt.
Energieverbrauch und Gehirnkapazität: Ein Hochleistungsrechner
Der Energieverbrauch im Gehirn ist enorm hoch. Fast ein Viertel des Gesamtenergiebedarfs des Körpers entfällt auf das Gehirn. Die Glukosemenge, die täglich mit der Nahrung aufgenommen wird, wird bis zu zwei Drittel vom Gehirn beansprucht.
Die Gehirnkapazität ist deutlich größer als die, die wir im Alltag tatsächlich nutzen. Das bedeutet: Ein Großteil unserer Gehirnkapazität ist ungenutzt.
Die Entwicklung des Gehirns: Von der embryonalen Anlage zur komplexen Struktur
Die embryonale Entwicklung des Gehirns aus dem Neuralrohr zeichnet sich einerseits durch ein besonderes Größenwachstum aus, andererseits durch ein ungleichmäßiges Dickenwachstum der Wand und besondere Knickstellen. Dadurch wird das Gehirn schon frühzeitig in mehrere Abschnitte unterteilt.
Aus der Hirnanlage bilden sich zunächst drei hintereinander liegende Abschnitte (primäre Hirnbläschen) heraus, die dann das Vorderhirn, das Mittelhirn und das Rautenhirn bilden. In der weiteren Entwicklung entstehen daraus fünf weitere, sekundäre Hirnbläschen: Aus dem Vorderhirn entwickeln sich Großhirn und Zwischenhirn. Aus dem Rautenhirn gehen die Medulla oblongata, die Brücke und das Kleinhirn hervor.
Die Funktionen des Gehirns: Ein Überblick über die vielfältigen Aufgaben
Die Gehirn-Funktionsbereiche sind vielfältig:
- Hirnstamm: Steuert grundlegende Lebensfunktionen wie Herzfrequenz, Blutdruck, Atmung und Reflexe.
- Zwischenhirn: Verarbeitet Sinneseindrücke, steuert den Schlaf-Wach-Rhythmus, Hunger und Durst, das Schmerz- und Temperaturempfinden und den Sexualtrieb.
- Kleinhirn: Koordiniert Bewegungen, hält das Gleichgewicht und speichert erlernte Bewegungen.
- Großhirn: Verantwortlich für höhere kognitive Funktionen wie Sprache, Denken, Gedächtnis, Lernen undBewusstsein.
Das limbische System: Emotionen und Gedächtnis
Das limbische System regelt das Affekt- und Triebverhalten und dessen Verknüpfungen mit vegetativen Organfunktionen. Zwei wichtige Teilbereiche innerhalb des limbischen Systems sind die Amygdala (Mandelkern) und der Hippocampus:
- Amygdala: Spielt eine wichtige Rolle bei der Verarbeitung von Emotionen, insbesondere Angst und Furcht.
- Hippocampus: Ist wichtig für das Gedächtnis, insbesondere für die Bildung neuer Erinnerungen und die räumliche Orientierung.
Gedächtnis: Die Speicherung von Informationen
Eine sehr wichtige Funktion des Gehirns ist das Gedächtnis - vom Ultrakurzzeit- über das Kurzzeit- bis zum Langzeitgedächtnis.
Wie funktioniert das Gehirn? Die neuronale Kommunikation
Ein reibungsloses Funktionieren aller Organe und Gewebe im Körper sowie ein sinnvolles Verhalten sind nur möglich, wenn alle Organfunktionen von einer übergeordneten Kontrollinstanz koordiniert und kontrolliert werden und alle Informationen, die uns die Umwelt liefert, aufgenommen, verarbeitet und beantwortet werden. Diese Aufgabe leistet unser Gehirn, das Netzwerk aus Milliarden von Nervenzellen (Neuronen).
Die Gehirnzellen sind durch Synapsen, Kontaktstellen zwischen den Zellen, miteinander verbunden. Diese Kontaktstellen spielen eine wichtige Rolle bei der Verarbeitung der Nachrichten. Informationen aus dem Körper oder der Umwelt gelangen etwa in Form von Hormonen über das Blut oder als elektrische Impulse aus den Sinneszellen über Nervenbahnen bis ins Gehirn. Dort werden sie bewertet und verarbeitet. Als Reaktion werden entsprechende Signale vom Gehirn wieder ausgesendet - zum Beispiel an Muskeln, um sich zu bewegen, an Drüsen, um Sekrete zu produzieren und abzugeben, oder an Sinnesorgane, um Reize aus der Umwelt zu beantworten.
Die Plastizität des Gehirns: Ein Leben lang lernfähig
Das Gehirn ist nicht statisch, sondern passt sich ständig an neue Erfahrungen und Herausforderungen an. Diese Fähigkeit wird als Plastizität bezeichnet. Durch die Bildung neuer Verbindungen zwischen Nervenzellen und die Stärkung oder Schwächung bestehender Verbindungen kann das Gehirn lernen, sich an veränderte Bedingungen anzupassen und neue Fähigkeiten zu erwerben.
Gehirntraining: Die Leistungsfähigkeit des Gehirns fördern
Da sich das Gehirn ein Leben lang verändert, lässt es sich gezielt trainieren. Wer Bücher liest, mit Freunden über Gott und die Welt diskutiert oder einen anspruchsvollen Job hat, fördert sein Gehirn automatisch.
Gehirnjogging kann helfen, bestimmte mentale Fähigkeiten zu trainieren, zum Beispiel die Merkfähigkeit.
Häufige Erkrankungen des Gehirns
Das Gehirn kann durch verschiedene Ursachen in seiner Funktion gestört oder beschädigt werden. Einige häufige Erkrankungen sind:
- Schlaganfall: Eine Durchblutungsstörung im Gehirn durch den Verschluss eines Blutgefäßes, die zu Sauerstoffunterversorgung im entsprechenden Gebiet führt.
- Gehirntumor: Es gibt gutartige und bösartige Hirntumore.
- Demenz: Unter Demenz versteht man die Abnahme von Gedächtnis- und Denkleistungen. Eine Art der Demenz ist Alzheimer.
- Parkinson: Bei Parkinson kommt es zum Absterben einer bestimmten Art von Nervenzellen im Gehirn. Dadurch herrscht eine geringere Konzentration des Botenstoffs Dopamin vor.
Forschung am Gehirn: Neue Erkenntnisse für die Zukunft
Die Erforschung des Gehirns ist ein dynamisches Feld, das ständig neue Erkenntnisse liefert. Wissenschaftler arbeiten daran, die komplexen Mechanismen des Gehirns besser zu verstehen, um neue Therapien für neurologische und psychiatrische Erkrankungen zu entwickeln.