Das Großhirn: Struktur, Funktionen und Erkrankungen

Das Großhirn (Cerebrum) ist der größte Teil des menschlichen Gehirns und spielt eine zentrale Rolle bei höheren kognitiven Funktionen, Sinneswahrnehmung, Bewegungskoordination und vielem mehr. Es macht etwa 80 % des Gehirnvolumens aus und beherbergt nahezu drei Viertel aller Nervenzellen des Gehirns.

Einführung in das Großhirn

Das Großhirn, auch Endhirn oder Cortex cerebri genannt, ist der jüngste und am weitesten entwickelte Teil des Gehirns. Es befindet sich im oberen Bereich des Kopfes und lässt sich in der oberen Schädeldecke verorten. Das Großhirn ist in zwei Hälften unterteilt, die als Hemisphären bezeichnet werden und durch den Balken (Corpus callosum) miteinander verbunden sind, ein dickes Bündel aus Nervenfasern, das den Informationsaustausch zwischen den beiden Hälften ermöglicht.

Anatomie des Großhirns

Das Großhirn besteht hauptsächlich aus den beiden Großhirnhälften, der Großhirnrinde (Kortex) und dem Großhirnmark.

Die Großhirnhälften

Die beiden Großhirnhälften sind nicht identisch, sondern weisen funktionale Unterschiede auf. Im Allgemeinen ist die linke Hemisphäre bei den meisten Menschen für Sprache und logisches Denken zuständig, während die rechte Hemisphäre eher für räumliches Denken, Kreativität und bildhafte Zusammenhänge verantwortlich ist. Die Gehirnhälften steuern viele Funktionen des Körpers "über Kreuz": Die rechte Hälfte des Gehirns ist für die Bewegung der linken Seite des Körpers zuständig und umgekehrt.

Jede Großhirnhälfte lässt sich in vier Hauptlappen unterteilen:

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• Frontallappen (Stirnlappen): Der größte Lappen, der sich an der Vorderseite des Gehirns befindet. Er ist zuständig für Denken, Entscheidungsfindung, Planung, willkürliche Bewegungen (Motorik), Sprachproduktion (Broca-Areal) und die Steuerung von Handlungen (exekutive Funktionen). Der vorderste Teil des Frontallappens, der Präfrontalkortex, ist für komplexe geistige Funktionen wie Handlungsplanung und Hemmung von Handlungen zuständig.
• Parietallappen (Scheitellappen): Befindet sich oberhalb des Okzipitallappens und hinter dem Frontallappens. Er ist zuständig für sensorische Wahrnehmung (Tasten, Temperatur, Schmerz), räumliche Orientierung und Aufmerksamkeitsprozesse.
• Temporallappen (Schläfenlappen): Liegt unterhalb des Frontal- und Parietallappens und über dem Hirnstamm. Er ist zuständig für auditive Verarbeitung (Hören), Sprachverständnis (Wernicke-Areal), Gedächtnisbildung, Gesichtserkennung und Emotionsverarbeitung.
• Okzipitallappen (Hinterhauptslappen): Befindet sich im hinteren Bereich des Kopfes und ist für die Verarbeitung visueller Informationen und die Wahrnehmung von Farben zuständig. Er steuert auch Augenbewegungen.

Die Großhirnrinde (Kortex)

Die Großhirnrinde ist die äußere Schicht des Großhirns, die die gesamte Oberfläche bedeckt und stark gefaltet ist. Die Faltung dient der Oberflächenvergrößerung, wodurch mehr Nervenzellen Platz finden. Die Großhirnrinde ist etwa 1,5 bis 4,5 Millimeter dick und besteht aus der "grauen Substanz", die sich aus Nervenzellen (Neuronen) und Gliazellen zusammensetzt.

• Neuronen: Die eigentlichen Nervenzellen, die Informationen verarbeiten und weiterleiten.
• Gliazellen: Bilden das Stützgerüst für die Nervenzellen, sorgen für elektrische Isolation, transportieren Nährstoffe und tauschen Flüssigkeit aus.

Die Großhirnrinde ist in verschiedene Rindenfelder (Brodmann-Areale) unterteilt, die jeweils spezialisierte Funktionen haben.

Das Großhirnmark

Das Großhirnmark, auch als "weiße Substanz" bezeichnet, liegt unterhalb der Großhirnrinde und besteht aus den Fortsätzen der Nervenzellen (Axone), die für die Übertragung von Informationen zuständig sind. Die Axone sind von einerMyelinschicht umgeben, die sie isoliert und dieSignalübertragung beschleunigt. Das Großhirnmark verbindet verschiedene Bereiche des Großhirns miteinander und ermöglicht die Kommunikation mit anderen Hirnregionen.

Basalganglien

Die Basalganglien sind eine Gruppe von Nervenzellkernen (graue Substanz), die tief im Inneren des Großhirns liegen. Sie sind an der Regulation von Bewegungen, der Verarbeitung von Denk- und Gefühlsvorgängen sowie dem motorischen Gedächtnis beteiligt. Sie sind zuständig für willkürlich geplante Bewegungen, aber auch für automatische Bewegungsabläufe, über die nicht mehr nachgedacht werden muss wie bspw. Treppensteigen oder Fahrradfahren.

Funktionen des Großhirns

Das Großhirn ist das Kommandozentrum des Nervensystems und spielt eine entscheidende Rolle bei zahlreichen Funktionen:

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• Sensorische Wahrnehmung: Verarbeitung von Sinneseindrücken (Sehen, Hören, Tasten, Riechen, Schmecken). Die Aufgabe der Großhirnrinde ist es, durch die neuronalen Verbindungen sensorische Informationen vom Körper zum Gehirn weiterzuleiten.
• Motorik: Steuerung willkürlicher Bewegungen.
• Sprache: Sprachproduktion (Broca-Areal) und Sprachverständnis (Wernicke-Areal).
• Gedächtnis: Speicherung und Abruf von Informationen. Gedächtnis, Sinneseindrücke, Wahrnehmung, Denken und Wille sind in der Großhirnrinde verankert.
• Lernen: Erwerb neuer Fähigkeiten und Kenntnisse.
• Denken und Verstehen: Verarbeitung von Informationen, Problemlösung und logisches Denken.
• Emotionen: Verarbeitung und Regulation von Gefühlen. Dem Großhirn kommen die anspruchsvolleren Hirnfunktionen zu, wie zum Beispiel das Lernen, allgemeines Denken und Verstehen sowie die Regulation der Gefühle.
• Bewusstsein: Wahrnehmung der eigenen Person und der Umwelt. An die Großhirnrinde ist unter anderem das Bewusstsein geknüpft. Nur diejenigen Sinnesreize werden bewusst, welche bis zur Großhirnrinde weitergeleitet werden.
• Planung und Entscheidungsfindung: Entwicklung von Strategien und Auswahl von Handlungsoptionen.

Das Großhirn verarbeitet Sinneseindrücke von außen und kontrolliert Bewegungen.

Energiebedarf und Versorgung des Großhirns

Das Großhirn hat einen hohen Energiebedarf und benötigt etwa 20 Prozent des gesamten Sauerstoffs und der Glukose des Körpers, obwohl es nur etwa zwei Prozent des Körpergewichts ausmacht. Das Herz pumpt das sauerstoffreiche Blut zu den Blutgefäßen im Gehirn. Die Blutgefäße im Gehirn sind sehr dicht und verzweigt und ermöglichen eine ausreichende Versorgung mit Sauerstoff und Nährstoffen.

Die feinsten Aufzweigungen (Kapillaren) der Hirnarterien geben zwar Sauerstoff und Nährstoffe aus dem Blut an die Gehirnzellen ab - für andere Stoffe sind sie jedoch weniger durchlässig als vergleichbare Blutgefäße im übrigen Körper. Fachleute nennen diese Eigenschaft „Blut-Hirn-Schranke“. Sie kann das empfindliche Gehirn zum Beispiel vor im Blut gelösten Schadstoffen schützen.

Erkrankungen des Großhirns

Es gibt viele verschiedene Krankheiten, die das Großhirn betreffen können:

• Schlaganfall: Tritt auf, wenn die Blutversorgung des Gehirns unterbrochen wird, was zu einer Schädigung oder zum Absterben von Gehirnzellen führen kann.
• Demenz: Ein fortschreitender Verlust der kognitiven Funktionen des Gehirns, wie Gedächtnis, Sprache und Denken.
• Parkinson-Krankheit: Eine Erkrankung des Nervensystems, die durch einen Mangel an Dopamin im Gehirn verursacht wird.
• Epilepsie: Eine neurologische Erkrankung, die zu wiederkehrenden Anfällen führt.
• Multiple Sklerose: Eine chronische Entzündungserkrankung des Nervensystems, die das Myelin (die Schutzschicht um die Nervenfasern) im Gehirn und Rückenmark schädigt.
• Enzephalitis: Eine Entzündung des Gehirns, die durch eine Infektion verursacht werden kann.
• Hirntumoren: Können je nach Lage und Größe unterschiedliche Symptome verursachen, wie z.B. Kopfschmerzen, neurologische Ausfälle oder Wesensveränderungen.

Schädigungen des Großhirns und ihre Folgen

Erkrankungen und Verletzungen im Großhirn können diverse Folgen haben, je nachdem, wo im Cerebrum und wie ausgeprägt die Schädigung ist.

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• Motorische Störungen: Schädigungen der motorischen Rindenfelder können zu Lähmungen (Hemiplegie) oder unkontrollierten Muskelkrämpfen (Rindenepilepsie) führen.
• Sprachstörungen (Aphasie): Schädigungen des Broca-Areals können die Sprachproduktion beeinträchtigen (motorische Aphasie), während Schädigungen des Wernicke-Areals das Sprachverständnis stören (sensorische Aphasie).
• Sensibilitätsstörungen: Schädigungen der sensiblen Rindenfelder können zu Gefühlsverlust (Anästhesie) oder der Unfähigkeit, Gegenstände durch Tasten zu erkennen (Agnosie), führen.
• Sehstörungen: Schädigungen der Sehrinde können zu Gesichtsfeldausfällen oder Rindenblindheit führen.
• Hörstörungen: Schädigungen des Hörzentrums können zu Taubheit oder Schwierigkeiten beim Verstehen von Sprache und Geräuschen führen.
• Gedächtnisstörungen: Schädigungen des Hippocampus oder anderer für das Gedächtnis wichtiger Bereiche können zu Gedächtnisverlust oder Schwierigkeiten beim Erlernen neuer Informationen führen.
• Persönlichkeitsveränderungen: Schädigungen des Frontallappens können zu Veränderungen im Verhalten, der Persönlichkeit und der Fähigkeit, ethische und moralische Entscheidungen zu treffen, führen.

Zusammenfassung

Das Großhirn ist der größte und komplexeste Teil des menschlichen Gehirns. Es ist verantwortlich für höhere kognitive Funktionen, Sinneswahrnehmung, Bewegungskoordination, Sprache, Gedächtnis, Emotionen und vieles mehr. Schädigungen des Großhirns können zu einer Vielzahl von neurologischen und psychischen Störungen führen. Ein tiefes Verständnis der Struktur und Funktion des Großhirns ist entscheidend für die Diagnose und Behandlung von Erkrankungen des Nervensystems.

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