Das Gehirn ist ein faszinierendes und unglaublich wichtiges Organ, das als Schaltzentrale unseres Körpers fungiert. Es steuert unsere Gedanken, Gefühle, Bewegungen und lebenswichtigen Prozesse wie Atmung und Herzschlag. In diesem Artikel werden wir den Aufbau und die Funktionsweise des Gehirns auf kindgerechte Weise erklären.
Die Aufgaben des Gehirns
Das Gehirn ist der "Sitz" des Bewusstseins, des Denkens und des Gedächtnisses. Nahezu alles, was wir denken, fühlen und machen, geht vom Gehirn aus. Es ist wie ein Hochleistungs-Computer, der Reize aus der Umgebung und dem Körperinneren aufnimmt, Reaktionen und Verhalten steuert oder auch Wissen speichert und verarbeitet. Egal, was wir tun - ob wir denken, essen, reden, lachen, Fahrrad fahren, atmen, sehen, riechen, hören, fühlen, laufen, springen, werfen, reiten, lernen, schreiben, Klavier spielen, schwimmen, rechnen, spazieren gehen oder sogar schlafen - unser Gehirn ist immer beteiligt und immer aktiv.
Die Bausteine des Gehirns
Das Gehirn besteht aus zwei Arten von Zellen: Nervenzellen und Gliazellen.
- Nervenzellen (Neuronen): Sie sind die eigentlichen "Arbeitstiere" im Gehirn. Das menschliche Gehirn hat ungefähr 100 Milliarden solcher Nervenzellen, das ist eine Eins mit elf Nullen. Diese Nervenzellen sind über feine Ausläufer miteinander verbunden und bilden so ein riesiges Netz. Sie tauschen Informationen an speziellen Verbindungs-Stellen aus, den Synapsen. Dementsprechend kann eine einzelne Nervenzelle im Gehirn Tausende Kontakte mit anderen Nervenzellen aufbauen.
- Gliazellen: Sie unterstützen die Arbeit der Nervenzellen.
Der Aufbau des Gehirns
Das Gehirn ist in verschiedene Bereiche unterteilt, die jeweils spezifische Aufgaben haben. Die wichtigsten Bereiche sind:
Das Großhirn (Cerebrum):
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- Das Großhirn ist der größte Teil des Gehirns und besteht aus zwei Hälften, den Hemisphären. Diese sind durch den Balken (Corpus callosum) miteinander verbunden.
- Im Großhirn spielen sich vor allem die Gedanken und Gefühle ab. Außerdem ermöglicht es die sogenannten „höheren“ Hirnfunktionen, wie Motivation, Lernen, Denken oder Verstehen.
- Die Oberfläche des Großhirns ist stark gefaltet und bildet viele Gehirnwindungen (Gyri), die durch Gräben (Sulci) voneinander getrennt sind. Diese Faltungen vergrößern die Oberfläche des Großhirns und ermöglichen so mehr Platz für Nervenzellen.
- Die äußere Schicht des Großhirns wird als Großhirnrinde (Cortex) bezeichnet und besteht aus grauer Substanz. Hier befinden sich die meisten Nervenzellen. Die Großhirnrinde ist in verschiedene Lappen unterteilt:
- Stirnlappen (Frontallappen): Er liegt vorn und steuert den Körper, wenn er sich bewegt. Hier befindet sich auch das Zentrum für die Sprachbildung. Menschen, die eine Störung in diesem Zentrum haben, können also nicht oder nur gestört sprechen. Schädigungen im Bereich der ganz vorn und an der Unterseite liegenden Rindengebiete des Frontallappens haben manchmal schwere Persönlichkeitsveränderungen zur Folge.
- Schläfenlappen (Temporallappen): Er ist vor allem für die Sprache und das Gedächtnis wichtig. Im Schläfenlappen liegt auch der Hippocampus, eine Sehpferdchen-förmige Struktur, die hauptsächlich für die Gedächtnisbildung zuständig ist. Bei einem Hirntumor im Schläfenlappen (temporaler Hirntumor) können unter anderem Hör- und/oder Sprachstörungen auftreten. Ist der Hippocampus mitbetroffen, sind oft Gedächtnisstörungen die Folge.
- Scheitellappen (Parietallappen): Hier werden Sinneseindrücke wie Tasten, Temperatur und Schmerz verarbeitet.
- Hinterhauptslappen (Okzipitallappen): Hier liegt die Sehregion. Schädigungen im Bereich des Hinterhauptslappens (zum Beispiel durch einen okzipitalen Hirntumor) können zu einer Rindenblindheit führen.
- Insellappen: Er liegt mehr in der Tiefe des Großhirns und hat viele verschiedene Funktionen.
- Unterhalb der Großhirn-Rinde verlaufen die Fortsätze der Nervenzellen. Sie übertragen Informationen.
- Unterhalb des Großhirns liegen auch die Basal-Ganglien. Das sind sehr dichte Verbünde von Nervenzellen.
Das Kleinhirn (Cerebellum):
- Das Kleinhirn liegt unterhalb des Großhirns und hinter dem Hirnstamm.
- Es ist für die Planung und Abstimmung der Bewegungen zuständig. Es sorgt für das Gleichgewicht und die Koordination. Gemeinsam mit dem Großhirn steuert es die Muskeln und somit die Bewegungen. Außerdem sorgt es ganz wesentlich mit dafür, dass die Muskel-Spannung des Körpers erhalten bleibt.
- Während das Großhirn vorrangig für bewusste Bewegungen zuständig ist, steuert das Kleinhirn bereits gelernte Bewegungsabläufe. Hier werden bestimmte Bewegungsabfolgen wie Tanzschritte oder das Schalten beim Autofahren gespeichert.
Der Hirnstamm:
- Der Hirnstamm bildet den untersten Teil des Gehirns und verbindet es mit dem Rückenmark. Er ist der älteste Gehirn-Teil in der Entwicklungsgeschichte des Menschen.
- Er ist das Steuerzentrum der lebenserhaltenden Funktionen, wie zum Beispiel Herzschlag und Atmung.
- Durch den Hirnstamm verlaufen wichtige Nerven-Bahnen. Sie sorgen dafür, dass eingehende Sinneseindrücke aus dem Körper an das Großhirn weitergeleitet werden. Umgekehrt leiten sie auch Informationen vom Großhirn zu den Nervenzellen des Rückenmarks.
- Im Nachhirn überkreuzen sich viele Nervenbahnen unserer beiden Körperhälften. Die linke Gehirnhälfte bewegt die rechte Körperseite!
Das Zwischenhirn (Diencephalon):
- Das Zwischenhirn liegt, wie der Name schon sagt, zwischen dem Großhirn und dem Mittelhirn. Im Zwischenhirn werden alle eingehenden Signale aus dem Körper an die entsprechende Gehirnregion weitergeleitet.
- Es ist für viele überlebenswichtige Empfindungen und Instinkte des Menschen verantwortlich. Hier werden zum Beispiel Durst und Hunger oder der Schlaf gesteuert. Auch an der Verarbeitung von Sinneseindrücken wie Sehen, Hören oder Tasten ist das Zwischenhirn beteiligt.
- Der Thalamus ist die wichtigste Schaltstation für Informationen aus den Sinnesorganen. Äußere Sinneseindrücke wie Sehen, Hören oder Tasten gehen hier ein. Hier werden sie verarbeitet und bewertet - jedoch, ohne dass sie uns bereits bewusst sind. Wichtige Informationen werden an das Großhirn weitergeleitet und dort bewusst gemacht. Der Thalamus ist also ein wichtiger Informationsfilter. Er sorgt dafür, dass das Großhirn und das Bewusstsein nicht von Signalen überflutet werden. Den Thalamus kannst du dir als „Tor zum Bewusstsein“ vorstellen.
- Der Hypothalamus kontrolliert den Hormonhaushalt. Damit stellt er sozusagen die Verbindung zwischen Hormon- und Nervensystem dar. Er steuert wichtige Funktionen, wie Schlaf-Wach-Rhythmus, Körpertemperatur und Sexualverhalten. Der Hypothalamus ist verbunden mit der Hypophyse. Sie ist die Hormondrüse am Gehirn. Er regelt zahlreiche automatische Vorgänge im Körper. Dazu gehören die Körpertemperatur, Wasser- und Salz-Haushalt oder auch die Magen-Darm-Funktion. Er ist auch am Entstehen des Durst-, Hunger- und Sättigungs-Gefühls beteiligt. Gemeinsam mit der Hirn-Anhang-Drüse (Hypophyse) reguliert der Hypothalamus wichtige Hormone im Körper. Im Zusammenspiel mit anderen Gehirn-Bereichen ist der Hypothalamus auch für Gefühle zuständig.
Das Rückenmark
Das Rückenmark stellt sozusagen die Verlängerung des Gehirns dar. Es ist gut durch die Wirbelsäule geschützt und besteht aus vielen Nervenbahnen. Diese verbinden fast alle Bereiche des Körpers mit dem Gehirn. Wenn zum Beispiel das Rückenmark durchtrennt ist, ist man querschnittsgelähmt. Man kann sich nicht mehr bewegen, weil das Gehirn keine Befehle mehr an den Körper schicken kann. Das ist vergleichbar mit einem Computerkabel: Wenn der Strom gekappt wird, geht der PC aus und du kannst keine Befehle mehr an ihn geben. Ist das Rückenmark weiter unten getrennt, dann können die Arme noch bewegt werden.
Schutz des Gehirns
Das Gehirn ist ein sehr empfindliches Organ und benötigt daher besonderen Schutz. Dieser wird gewährleistet durch:
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- Den Hirnschädel: Er bildet eine stabile Hülle um das Gehirn.
- Die Hirnhäute (Meningen): Drei Schichten von Gewebe, die das Gehirn umhüllen.
- Den Liquor (Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit): Eine Flüssigkeit, die sich in den Zwischenräumen der Hirnhäute befindet und als Stoßdämpfer wirkt.
Bei einem Baby besteht zwischen den Schädelknochen eine breite Lücke, die sogenannten Fontanelle. Dort sind die Schädelknochen noch weich und verformbar. Das ist notwendig für die Geburt. Der Schädel verformt sich, wenn nicht genügend Platz ist.
Wie das Gehirn lernt
Nervenzellen speichern Informationen und verbinden sich untereinander. Wenn du etwas Neues lernst, wird das neue Wissen mit Informationen im Gehirn verknüpft, die du schon kennst. Nachts sortiert dein Gehirn dann die Unmengen an Informationen des Tages aus: Was wichtig ist, kommt ins Langzeitgedächtnis, was unwichtig ist, wird vergessen.
Wie kann es sein, dass du manche Dinge gleich wieder vergisst? Das hat damit zu tun, wie die Informationen abgespeichert werden. Wenn du etwas sehr oft übst, vernetzen sich deine Nervenzellen stärker - und das Wissen wird besser festgehalten. Wenn du zum Beispiel zum ersten Mal Klavier spielst, musst du dich noch sehr anstrengen, damit deine Finger auf den richtigen Tasten landen. Je häufiger du übst, desto stärker verbinden sich deine Nervenzellen. Deine Finger spielen jetzt fast von alleine!
Besonders gut kannst du dir übrigens Dinge merken, wenn du dabei etwas fühlst, also wenn du fröhlich, aufgeregt oder traurig bist.
Das Gehirn im Wandel
Das Gehirn ist nicht statisch, sondern verändert sich ein Leben lang. Ständig nimmt es neue Informationen auf und verknüpft sie mit bereits vorhandenem Wissen. Immer wenn wir etwas Neues lernen, "sprechen" im Gehirn Nervenzellen miteinander und bilden neue Verbindungen. Durch den wiederholten Informationsaustausch zwischen den Nerven-Zellen können sich die Verknüpfungen verstärken.
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Erkrankungen des Gehirns
Es gibt verschiedene Erkrankungen, die das Gehirn beeinträchtigen können, wie zum Beispiel:
- Schlaganfall: Eine Durchblutungsstörung im Gehirn führt zu Sauerstoffmangel und kann zu Ausfällen führen.
- Hirntumor: Gutartige oder bösartige Tumore können die Funktion des Gehirns beeinträchtigen.
- Demenz: Eine Abnahme von Gedächtnis- und Denkleistungen, wie zum Beispiel bei Alzheimer.
- Parkinson: Eine Erkrankung, bei der Nervenzellen im Gehirn absterben.
Fazit
Das Gehirn ist ein unglaublich komplexes und wichtiges Organ, das alle lebenswichtigen Funktionen unseres Körpers steuert. Es ermöglicht uns zu denken, zu fühlen, zu lernen und uns zu bewegen. Ein gesundes Gehirn ist die Grundlage für ein erfülltes Leben.