Das Großhirn (Cerebrum, Endhirn oder Telencephalon) ist der größte Teil des Gehirns und spielt eine zentrale Rolle für zahlreiche Körperfunktionen. Es ist in zwei Hemisphären unterteilt, wobei jede Seite spezifische Aufgaben übernimmt. Auch die Einteilung des Großhirns in verschiedene Gehirnlappen spiegelt unterschiedliche Funktionen wider.
Was ist das Großhirn?
Das Großhirn (Cerebrum oder Endhirn) macht den Hauptteil des menschlichen Gehirns aus. Es besteht aus einer rechten und einer linken Hälfte (Hemisphäre), die beiden über den Balken (Corpus callosum) miteinander verbunden sind. Abgesehen vom Balken gibt es noch weitere (kleiner) Verbindungen (Kommissuren) zwischen den beiden Hirnhälften.
Äußere und Innere Gliederung des Großhirns
Äußere Gliederung
Die beiden Großhirn-Hemisphären lassen sich jeweils in vier Lappen unterteilen:
- Stirnlappen oder Frontallappen (Lobus frontalis)
- Scheitellappen oder Parietallappen (Lobus parietalis)
- Schläfenlappen oder Temporallappen (Lobus temporalis)
- Hinterhauptslappen oder Okzipitallappen (Lobus occipitalis)
Die Oberfläche der beiden Großhirnhälften ist zerfurcht wie eine Walnuss und dadurch deutlich vergrößert. Die zahlreichen Hirnwindungen (Gyri) sind durch Furchen (Sulci) gegeneinander abgegrenzt.
Innere Gliederung
Das Großhirn gliedert sich in einen äußeren Teil (Rinde oder Cortex cerebri, graue Substanz) und einen inneren Teil (Mark, weiße Substanz).
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Die Großhirnrinde (Cortex cerebri) ist zwischen zwei und fünf Millimeter dick. Sie besteht aus dem Isocortex (oder Neocortex) und dem darunter liegenden Allocortex. Der Isocortex weist sechs Schichten auf und macht etwa 90 Prozent der Großhirnrinde aus. Der Allocortex ist entwicklungsgeschichtlich älter und hat einen dreischichtigen Aufbau. Der entwicklungsgeschichtlich älteste Teil des Allocortex wird Paleocortex (Paläocortex) genannt. Zusammen mit dem etwas jüngeren Archicortex bildet er den Allocortex.
Die Großhirnrinde besteht aus den Zellkörpern von Milliarden von Nervenzellen (darunter Pyramidenzellen) und Gliazellen. Die Nervenzellen besitzen lange Fortsätze (Axone) in alle Richtungen. Das Mark des Großhirns besteht aus diesen Nervenzellfortsätzen, die eine Kommunikation auch mit weit entfernten Zellen ermöglichen.
Funktion des Großhirns
Das Großhirn ist die oberste Instanz des Zentralen Nervensystems. Es verbindet als Kommunikationszentrale alle unsere Organe, Organsysteme und Gewebe miteinander und stimmt sie aufeinander ab. So werden Reize sowohl aus der Umwelt als auch aus dem Inneren unseres Organismus über Rezeptoren aufgenommen, über aufsteigende Nervenbahnen an das Gehirn weitergeleitet und dann im Großhirn und der Großhirnrinde beurteilt und verarbeitet. Je nach Art der Reize erfolgt dann eine Antwort in Form von Reizen, die über absteigende Nervenbahnen an die Peripherie, innere Organe und Organsysteme gegeben werden.
Allerdings gelangen nicht alle Reize bis in die Großhirnrinde. Manche Informationen werden ganz rasch und ohne, dass sie ins Bewusstsein gelangen, in „niederen“ Hirnregionen verarbeitet. So erfolgt etwa die zentrale Atemregulation in der Medulla oblongata (verlängertes Rückenmark oder Nachhirn).
Jede Großhirn-Hälfte ist auf bestimmte Aufgaben spezialisiert: in den linken Arealen des Cerebrums sitzen in der Regel Sprache und Logik, in den rechten Großhirn-Arealen die Kreativität und der Orientierungssinn.
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Der Homunculus
Die Großhirnrinde weist verschiedene motorische und somatosensible Areale auf, die bestimmten Körperabschnitten zugeordnet sind. Dabei sind benachbarte Körperteile auf benachbarten Gehirnarealen „abgebildet“. So ergibt sich das Modell eines kleinen, größenmäßig verzerrten Menschens, Homunculus genannt.
Die Funktion verschiedener Großhirn-Bereiche
Der Neocortex beherbergt unter anderem die Lern-, Sprech- und Denkfähigkeit sowie das Bewusstsein und das Gedächtnis.
- Im Stirnhirn (Frontallappen oder Frontalhirn) liegen die Zentren für Willkürbewegungen und für die Kontrolle und Koordination vegetativer, affektiver und geistiger Funktionen. Im motorischen Sprachzentrum (Broca-Areal) werden die Muskeln, die für das Sprechen von Bedeutung sind, repräsentiert - bei Rechtshändern in der linken, bei Linkshändern in der rechten Gehirnhälfte. Im Stirnhirn liegt auch das Zentrum für die Bewegungen der Augenmuskeln.
- Im Scheitellappen oder Parietallappen des Großhirns befindet sich die Körperfühlsphäre, repräsentiert durch sensible Bahnen, die von der Haut und den Muskeln kommen und über den Thalamus in die primären sensiblen Rindenfelder des Scheitellappens ziehen. In sekundären sensiblen Rindenfeldern werden Erinnerungen an Empfindungen, die in den primären Rindenfeldern entstanden sind, gespeichert.
- Im Schläfenlappen oder Temporallappen liegt an der Außenfläche das primäre Hörzentrum, das Ende der Hörbahn. Nach hinten schließt sich das sekundäre Hörzentrum an, das akustische Erinnerungszentrum. Einige Abschnitte des Hörzentrums scannen die ständige Geräuschflut, die über das Ohr ins Hirn strömt, nach Bekanntem ab und ordnen es entsprechend ein.
- Im Temporallappen und zum Teil auch im Parietallappen befindet sich das Wernicke-Areal, das vor allem für das Verstehen von Sprache entscheidend ist. Das Wernicke- und das Broca-Areal bilden das Sprachzentrum im Gehirn.
- Im Okzipitallappen befindet sich die Sehrinde, die in ein primäres und ein sekundäres Sehzentrum eingeteilt wird. Optische Signale gelangen über die Sehbahn hierher, werden verarbeitet und interpretiert. Im sekundären Sehzentrum werden optische Erinnerungsbilder gespeichert.
Wo befindet sich das Großhirn?
Das Großhirn liegt unter dem Schädeldach. Der Frontallappen liegt in der vorderen Schädelgrube, der Temporallappen in der mittleren Schädelgrube.
Welche Probleme kann das Großhirn verursachen?
Erkrankungen und Verletzungen im Großhirn können diverse Folgen haben, je nachdem, wo im Cerebrum und wie ausgeprägt die Schädigung ist.
- Eine Reizung der motorischen Zentren im Stirnhirn ruft Krämpfe hervor (Rindenepilepsie), eine Zerstörung dieser Zentren führt zunächst zu einer Lähmung der Muskeln der anderen Körperseite (Hemiplegie). Im späteren Verlauf können benachbarte Großhirn-Felder und/oder jene der Gegenseite die Funktion übernehmen.
- Werden sekundäre motorische Rindenfelder im Stirnhirn zerstört, verschwindet die Fähigkeit, im Laufe des Lebens erworbene, zweckgerichtete Bewegungen auszuführen. Obwohl die primären Zentren intakt sind und keine Muskellähmungen vorliegen, können Betroffene nicht sprechen (motorische Aphasie - Broca-Aphasie) und nicht schreiben (Agraphie).
- Bei einer Schädigung des Broca-Areals kann der Patient zwar meist noch Sprache verstehen, hat aber Schwierigkeiten, selbst Wörter und Sätze zu bilden. In leichteren Fällen können Betroffene noch in einem stakkatoartigen Telegrammstil kommunizieren.
- Werden die primären sensiblen Rindenfelder des Parietallappens geschädigt, resultiert eine Anästhesie, eine Unempfindlichkeit. Verletzungen der sekundären sensiblen Rindenfelder bedingen Agnosien - die Unfähigkeit, Gegenstände durch Betasten zu erkennen. Störungen auf der linken Seite, in der sich das Lesezentrum mit einer Erinnerung an die Bedeutung von Schriftzeichen befindet, führen zur Unfähigkeit, zu lesen (Alexie).
- Wird das Hörzentrum im Schläfenlappen (Temporallappen) geschädigt, entsteht die sogenannte Rindentaubheit. Dabei reicht bereits eine einseitige, totale Störung aus, um Taubheit auf beiden Ohren hervorzurufen. Denn um hören zu können, müssen die Hörbahnen beider Ohren zur Hörrinde in den zwei Hemisphären des Großhirns intakt sein. Verletzungen oder Hirnblutungen in dieser Region bewirken, dass der Patient Sprache kaum noch entschlüsseln kann. Er redet wie ein Wasserfall, seine Wörterflut ist aber verworren und unverständlich.
- Eine Störung des sekundären Hörzentrums im Schläfenlappen des Großhirns führt dazu, dass frühere Eindrücke nicht mehr erinnert werden und so Worte, Geräusche, Musik nicht mehr verstanden werden (die sogenannte Seelentaubheit).
- Eine Zerstörung bestimmter Bezirke der Großhirnrinde im Bereich des Sehzentrums (Gehirn) durch einen Tumor oder Schlaganfall führt zu Gesichtsfeldausfällen. Bei einer kompletten Zerstörung der Sehrinde beider Seiten im Großhirn resultiert eine sogenannte Rindenblindheit - Betroffene sind blind, obwohl ihre Netzhaut und die Sehbahn intakt sind. Sie können allenfalls noch Hell und Dunkel voneinander unterscheiden und Bewegungsreize erkennen.
- Wenn das sekundäre Sehzentrum (Gehirn) im Okzipitallappen im Großhirn zerstört ist, resultiert eine Seelenblindheit. Betroffene können Gegenstände nicht wieder erkennen, weil die Erinnerung erloschen und der Vergleich mit früheren optischen Eindrücken nicht mehr möglich ist.
Kurzzeitgedächtnis und Großhirnrinde
Das Kurzzeitgedächtnis befindet sich im sogenannten präfrontalen Cortex. Dieser Bereich der Großhirnrinde liegt unmittelbar hinter der Stirn. Er entscheidet über unsere geistige Leistungsfähigkeit: Das Kurzzeitgedächtnis gilt als Quelle der Intelligenz. Es erbringt wesentliche kognitive Leistungen wie Lesen, Rechnen, Überlegen, Ideen entwickeln und logische Schlüsse ziehen. Auch das Lernen ist ein Prozess, bei dem das Arbeitsgedächtnis auf Hochtouren läuft. Ebenso stark gefordert ist es bei der Lösung neuer Probleme sowie der Planung zukünftiger Aktivitäten. Ständig zunehmende Anforderungen und die tägliche Informationsflut stellen unser Kurzzeitgedächtnis vor enorme Herausforderungen. Sehr oft gerät es heute an die Grenze seiner Aufnahmefähigkeit. Wird sie überschritten, ist das Gehirn überfordert - weitere Informationen können nicht mehr verarbeitet werden. Die mentale Überlastung verursacht enormen Stress. Neben Stress und Überforderung spielt auch das Alter eine Rolle. Mit den Jahren nimmt das Erinnerungsvermögen im Kurzzeitgedächtnis ab. Dabei verringert sich nicht nur seine Kapazität - sondern auch die Geschwindigkeit, mit der gespeicherte Informationen verarbeitet werden. Ein weiterer wichtiger Faktor für unsere mentale Fitness ist die Konzentration. Unabhängig vom Alter funktioniert das Arbeitsgedächtnis am besten, wenn wir alle Aufmerksamkeit auf die aktuelle Aufgabe lenken können. Denn das Kurzzeitgedächtnis reagiert empfindlich auf Störungen. Wird es abgelenkt, gehen leicht wichtige Informationen verloren. Sie können dann nicht ins Langzeitgedächtnis übertragen werden. Durch regelmäßige Trainings kann die Konzentrationsfähigkeit gesteigert werden.
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Das Zusammenspiel von Großhirn, limbischem System und Stammhirn
Es gibt drei große Bereiche im Gehirn, sozusagen von außen nach innen betrachtet:
- Das denkende Großhirn: Es ist aktiv beim Denken, Nachdenken, Priorisieren und Verarbeiten von Informationen. Es ist zuständig für Pläne machen, Entscheidungen treffen und vieles mehr.
- Das fühlende limbische System: Es bezeichnet unser Gefühlszentrum. Alles, was wir erleben, lesen oder denken, ist mit einer Bewertung wie: ‚mag ich, mag ich nicht‘ oder: ‚ist angenehm oder unangenehm‘, verbunden.
- Das für Instinkte zuständige Stammhirn: Es ist für alle automatisch ablaufenden lebenswichtigen Prozesse zuständig.
Wenn Sorgen uns umtreiben und die Gedanken kreisen wirkt sich das auf den Körper aus. Vielleicht spüren wir eine flachere Atmung, Unruhe, eine Anspannung im Nacken oder einen schnelleren Herzschlag. Der Körper bereitet sich auf Flucht oder Kampf vor, was im Arbeitsalltag nicht gerade praktisch umzusetzen ist.
Tipps für einen klaren Kopf in unruhigen Zeiten
- Lassen Sie nicht alles ungeprüft in Ihr Gehirn hinein - setzen Sie Schranken! Überfliegen Sie Nachrichten nicht nur. Dann werden sie nicht hinterfragt und es bleibt so ein diffuses Gefühl, das schnell in Unsicherheit münden kann.
- 85% von dem, was wir befürchten, tritt nicht ein. Es sind also nur 15% der Sorgen und Gedanken berechtigt. Deswegen brauchen wir die Energie im Großhirn. Damit Sie bewusst entscheiden und unterscheiden können: was sind die Fakten und was sind Eventualitäten? Welche Möglichkeiten und Perspektiven gibt es noch, um die Angst oder die Sorgen anders zu betrachten?
- Ob Sie jetzt klopfen oder eine andere Methode anwenden, um Stress und Unruhe zu reduzieren - Hauptsache, es passt für Sie. Ziel ist, die Emotionen wieder auf einem ausgeglichenen und damit hilfreichen Level sind. Für die 15%, die doch eintreten können, können Sie sich vorbereiten: Lernen Sie, in verschiedene Richtungen zu denken. Perspektiven auszuloten. Wenn das eine nicht klappt, was können Sie stattdessen tun?
Das Kleinhirn (Cerebellum)
Das Kleinhirn (Cerebellum, lateinisch für "kleines Hirn") spielt eine entscheidende Rolle bei der Steuerung von Bewegungen, insbesondere hochkomplexen Bewegungen. Es trägt zum Gelingen entscheidend bei. Verletzungen dieses Gehirnteils können genaue Bewegungen erheblich erschweren oder gar unmöglich machen. In letzter Zeit entdeckten Wissenschaftler noch mehr komplexe Leistungen, an denen das Kleinhirn möglicherweise mitwirkt. Dies scheint bis hin zu einigen geistigen Funktionen wie der Wahrnehmung und Sprachkompetenz zu reichen.
Gegenüber anderen Gehirnteilen zeichnet sich das Kleinhirn durch einen ungewöhnlich regelmäßigen Aufbau aus. Es besitzt eine Hand voll im Aussehen und ihrer Rolle deutlich unterscheidbarer Nervenzelltypen. Die Verschaltung dieser Neuronen folgt einer strengen Geometrie, die fast an einen elektronischen Schaltkreis erinnert. Hierin vermuten Hirnforscher den Schlüssel zur Arbeitsweise dieser Hirnstruktur und ihrer Funktion im gesamten Gehirn.
Aufbau des Kleinhirns
Die Kleinhirnrinde besteht aus drei optisch unterscheidbaren Schichten:
- Die innere und die mittlere Schicht stecken dicht voller Zellkörper.
- Die äußere Schicht besteht hauptsächlich aus Zellfortsätzen, gespickt voller Synapsen zur Signalübertragung.
Jede dieser drei Schichten weist besondere, in Größe, Form und Art der Kontakte charakteristische Zelltypen auf. Jeder Typ übernimmt mithin im Gesamtverband eine ganz bestimmte Aufgabe.
Funktion des Kleinhirns
Das Kleinhirn ist für die Koordination von Bewegungsabläufen, die Aufrechterhaltung des Gleichgewichts und die Feinabstimmung motorischer Fertigkeiten zuständig. Es empfängt Informationen aus dem Großhirn, dem Rückenmark und den Sinnesorganen und verarbeitet diese, um Bewegungen präzise und reibungslos auszuführen.
Zentralnervensystem (ZNS)
Das Zentralnervensystem (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.
Aufbau des Zentralnervensystems
Das Zentralnervensystem besteht hauptsächlich aus zwei Teilen:
- Das Gehirn: Es ist das Kommandozentrum für deinen Körper, und es ist verantwortlich für alles, was du denkst, fühlst und tust.
- Das Rückenmark: Dieses dünne, schlauchförmige Bündel von Nervenfasern verbindet das Gehirn mit dem Rest des Körpers und leitet Anweisungen vom Gehirn an die Körperzellen und umgekehrt.
Funktion des Zentralnervensystems
Die Hauptrollen des Zentralnervensystems umfassen das Empfangen von Informationen, das Verarbeiten dieser Informationen und das Auslösen einer Reaktion. Diese Reaktion kann eine Muskelbewegung, eine Änderung der Herzfrequenz oder viele andere körperliche Reaktionen sein.
Im ZNS werden komplexe Prozesse wie Lernen, Gedächtnis, Sprache, Emotionen und Bewusstsein geregelt. Es ist auch das Zentrum von Grundfunktionen wie Atmung, Herzschlag und Blutdruck.
Zentrales und 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.
Der Hauptunterschied zwischen ZNS und PNS liegt in ihren spezifischen Funktionen. Während das ZNS für die Informationsverarbeitung verantwortlich ist, ist das PNS hauptsächlich für die Übertragung von Daten zwischen ZNS und Körper zuständig.
Überlastung und Störungen des Zentralnervensystems
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.