Der Gleichgewichtssinn ist eine der wichtigsten und anspruchsvollsten Aufgaben des Gehirns und wird täglich gefordert. Er ermöglicht uns, uns im Raum zu orientieren, aufrecht zu stehen und uns zu bewegen, ohne das Gleichgewicht zu verlieren. Dieser Artikel beleuchtet die komplexen Mechanismen, die hinter unserem Gleichgewichtssinn stehen, wie das Gehirn diese Informationen verarbeitet und welche Auswirkungen Störungen des Gleichgewichtssinns haben können.
Die Komponenten des Gleichgewichtssinns
Das Gehirn stellt aus verschiedenen Informationen einen Gleichgewichtszustand her. Um die Körperhaltung und Orientierung im Raum zu gewährleisten, bedient sich der Körper unterschiedlicher Informationen, die von verschiedenen Sinnen geliefert werden. Diese Informationen werden im Gehirn zu einem sinnvollen Ganzen verrechnet. Die wichtigsten Komponenten sind:
- Das vestibuläre System (Gleichgewichtsorgan): Das vestibuläre System ist wichtig für die Wahrnehmung von Position und Bewegung des eigenen Körpers im Raum. Es befindet sich im Innenohr und besteht aus den Bogengängen und den Vorhofsäckchen.
- Das visuelle System (Sehsinn): Die Sinneszellen des Auges (Zapfen und Stäbchen) wandeln die elektromagnetischen Wellen des Lichts in der Netzhaut in Nervenimpulse um. Diese werden über den Sehnerv an das Gehirn (ZNS) weitergeleitet.
- Das propriozeptive System (Tiefensensibilität): Die Rezeptoren der Gelenke und Muskeln leiten Informationen über die Stellung der Arme, Beine und anderer Körperteile an das Gehirn weiter. Aber auch die Drucksensoren der Haut leiten Informationen an das Gehirn (ZNS) weiter. Besonders wichtig sind die sensorischen Impulse aus dem Hals und der Fußsohle.
Das Vestibuläre System im Detail
Das Gleichgewichtsorgan (vestibuläre Organ) des Menschen befindet sich im Innenohr und hat fünf Bestandteile: die drei Bogengänge und zwei Vorhofsäckchen (Maculaorgane).
- Die Maculaorgane (Sacculus und Utriculus): Sie erfassen die lineare Bewegung (eigentlich: Beschleunigung) des Körpers im Raum. Die Macula des Sacculus erkennt die vertikale und die des Utriculus die horizontale Beschleunigung. Die Härchen der Sinneszellen ragen in eine Membran mit kleinen Kalkkristallen. Diese Kristalle können Beschleunigung wahrnehmbar machen.
- Die drei Bogengänge: Sie sind für den Drehsinn zuständig. Sie erfassen die Drehbeschleunigung des Kopfes im Raum. Die Bogengänge sind zum Teil mit Lymphflüssigkeit gefüllt und stehen jeweils im rechten Winkel zueinander. An deren Wandinnenseite befinden sich die Haarzellen (Sinneshaarzellen). Bewegt sich der Kopf, bewegt sich auch die Flüssigkeit in den drei Bogengängen, welche die Sinneshaarzellen reizt.
Zusammenspiel der Systeme
Die Informationen aus dem Gleichgewichtsorgan werden im Gehirn verarbeitet und an andere Organe weitergegeben, die auf diese Informationen angewiesen sind, zum Beispiel an die Augen, die Gelenke oder die Muskeln. Dadurch können wir unseren Körper im Gleichgewicht halten und uns im Raum orientieren. Am schnellsten ist die Verbindung zu den Hirnnervenkernen, die die Augenmuskeln kontrollieren. Der so genannte “vestibulo-okuläre Reflex” benötigt nur etwa sieben Millisekunden. Er ist einer der schnellsten Reflexe im Zentralen Nervensystem und ermöglicht es uns, kontinuierlich ein stabiles Bild der Umwelt zu sehen, während wir den Kopf bewegen. Sinkt der Kopf nach unten, richtet sich das Auge also nach oben.
Die Funktion des Gehirns bei der Gleichgewichtserhaltung
Die übergeordnete Instanz, das Gleichgewichtszentrum, sitzt im Hirnstamm. Hier wird mithilfe der eingehenden Informationen die aktuelle Position im Raum errechnet und mit Bewegungsabläufen abgeglichen, die wir im Laufe unseres Lebens erlernt und abgespeichert haben. Alle elektrischen Impulse aus den Sinneszellen werden an den Hirnstamm und zur Zwischenverarbeitung an das Kleinhirn weitergeleitet, von wo aus sie an die höheren Zentren des Großhirns gelangen und mit den Informationen aus der Propriozeption sowie dem Sehvermögen verrechnet werden.
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Verarbeitung von Informationen
Egal in welche Richtung sich der Kopf bewegt: Die Haarzellen sind so richtungsempfindlich, dass sie alle Bewegungen spezifisch codieren und in neuronale Signale umwandeln. Daraus ergibt sich ein Erregungsmuster, das das Zentrale Nervensystem eindeutig interpretieren kann. Es weiß so ganz genau, in welcher Stellung sich der Kopf im Raum befindet und in welche Richtung er sich in jedem Moment bewegt. Damit ist dieses System auch eine unabdingbare Voraussetzung für die Funktion unseres Orientierungssinnes.
Unbewusste Prozesse
Dabei laufen all diese Prozesse im Alltag weitgehend unbewusst ab - es sei denn, die Gleichgewichtswahrnehmung ist gestört. Das Funktionieren des Gleichgewichtssystems wird dem Menschen selten bewusst. Das ändert sich, sobald eine Störung auftritt, z.B.
Störungen des Gleichgewichtssinns
In bestimmten Situationen, etwa auf einem Schiff oder im Flugzeug, gelangen von verschiedenen Sinnesorganen widersprüchliche Informationen ans Gehirn: Zum Beispiel meldet das Gleichgewichtsorgan eine Schieflage, das Auge aber nicht, weil es sich am Inneren des ebenfalls schief liegenden Schiffes orientiert. Dadurch kann es zu Unwohlsein, Schwindel oder Übelkeit kommen. Auch dass wir trotz schneller Bewegungen scharf sehen können, hängt mit dem Gleichgewichtssinn zusammen. Bei einer Kopfdrehung wird vom Gleichgewichtszentrum ein Signal über den Augennerv an die Augenmuskeln gesandt und ein Gegensteuern der Augen ausgelöst. So bleibt der Fokus auch in der Bewegung konstant.
Ursachen von Gleichgewichtsstörungen
Da der Gleichgewichtssinn von verschiedenen Faktoren abhängt, sind mögliche Ursachen von Gleichgewichtsstörungen entsprechend vielfältig. Grundsätzlich wird zwischen Störungen, die mit dem Gleichgewichtsorgan im Innenohr zu tun haben, und solchen, die das Ohr nicht betreffen, unterschieden.
Mögliche Ursachen von Gleichgewichtsstörungen, die das Gleichgewichtsorgan betreffen:
- gutartiger Lagerungsschwindel: Dabei werden Kristalle aus den Vorhofsäckchen in die Bogengänge geschwemmt, wodurch es zu Fehlmeldungen kommt. Noch lange nach dem Aussteigen dreht es sich im Kopf und man fühlt sich schwindlig.
- Darüber geht ein plötzlicher Ausfall des Gleichgewichtsorgans einer Seite, wie dies auch im Innenohr als Hörsturz vorkommen kann, mit einem massiven Drehschwindel mit Übelkeit und Erbrechen einher. Bei solchen plötzlichen und anhaltenden Ereignissen ist die umgehende Untersuchung in der Notfallambulanz erforderlich, um einen Schlaganfall auszuschließen.
- Darüber hinaus gibt es bestimmte Erkrankungen des Innenohres und des Labyrinthorgans, welche sich wiederkehrend anfallsweise mit Übelkeit, Erbrechen und Tinnitus über mehrere Stunden manifestieren.
Auswirkungen von Gleichgewichtsstörungen
Bei manchen Menschen ist der vestibuläre Apparat aber auch selbst gestört - etwa bei Durchblutungsstörungen oder Entzündungen im Innenohr. Betroffene klagen über Drehschwindel, wie nach einer Karussellfahrt und können sich nicht mehr aufrecht halten. “Solche Patienten berichten auch, dass sie sich wie außerhalb ihres Körpers fühlen”, sagt Stefan Glasauer. Das Bewusstsein über die Position und die Bewegung des eigenen Körpers im Raum leidet. Störungen des vestibulären Systems führen zu Symptomen ähnlich der “Seekrankheit”: vor allem zu Schwindel und Übelkeit.
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Anpassungsfähigkeit des vestibulären Systems
Zum Glück ist das vestibuläre System aber höchst anpassungsfähig: Wird etwa bei einem Unfall ein Innenohr geschädigt und gehen dort Haarzellen verloren, funktioniert der Gleichgewichtssinn zunächst schlecht. “Bei solch dauerhaften Schäden gewöhnt sich das Gehirn an das Defizit, kann es durch die verbliebenen Informationen so ausgleichen, dass sich das Gleichgewicht des Patienten wieder dauerhaft stabilisiert”, erklärt Glasauer. Nicht mehr so gut funktioniert der Ausgleich solcher vestibulären Schäden allerdings bei alten Menschen. Ihr Gleichgewichtssinn und die vestibulo-spinalen Reflexe, die die Körperhaltung stabilisieren, sind nicht mehr so schnell.
Training des Gleichgewichtssinns
Während das Gleichgewichtsorgan bei Kindern besonders sensibel ist, reagiert es mit zunehmendem Alter nicht mehr so schnell auf Bewegungen. Die Leistungsfähigkeit der Nerven lässt nach und die Durchblutung verschlechtert sich, wovon auch das Innenohr betroffen ist. Deshalb haben ältere Menschen ein höheres Sturzrisiko als jüngere und können beim Stolpern nicht mehr so schnell reagieren und den Sturz abfangen. Dadurch steigt auch das Verletzungsrisiko.
Es ist möglich und sinnvoll, den Gleichgewichtssinn zu trainieren. Das gilt nicht nur für ältere Menschen. Schon bei Kindern können Balanceübungen das Gleichgewicht unterstützen. Die eindeutige Antwort: Man kann. Schon das Balancieren auf einem Baumstamm oder das Stehen auf einem Bein sind Trainingsformen, die den Gleichgewichtssinn schulen. Mit nachhaltigem Effekt. Auch Kinder sollten von Eltern aktiv beim Gleichgewichtstraining unterstützt werden, schließlich entwickelt sich der Sinn stetig weiter. Aber keine Sorge, es braucht keinen ausgeklügelten Trainingsplan, sondern vor allem die Motivation für Bewegung. Ob Radfahren, Trampolinspringen oder Schaukeln - all das schult das Gleichgewicht.
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