Der Hypothalamus, eine kleine, aber entscheidende Struktur im Gehirn, spielt eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung des Gleichgewichts im Körper und der Steuerung lebenswichtiger Funktionen. Er befindet sich unterhalb des Thalamus, einem großen Teil des Mittelhirns, der Nervenimpulse aus allen Organen und Sinneszellen empfängt und entscheidet, welche Informationen an das Großhirn weitergeleitet werden sollen. Der Hypothalamus ist über den Hypophysenstiel mit der Hypophyse verbunden und bildet mit ihr eine funktionelle Einheit.
Lage und Aufbau des Hypothalamus
Der Hypothalamus liegt mitten im Gehirn, über der Hypophyse, etwa auf Höhe der Augenbrauen. Nach oben, zum Scheitel hin, markiert eine flache Furche in der Wand des dritten Ventrikels die Grenze des Hypothalamus gegen den dorsalen Thalamus. Vorne, also stirnwärts, kann man an der Basis des Hypothalamus die Sehnervenkreuzung, das Chiasma opticum, sehen. Dahinter senkt sich im Boden des Zwischenhirns ein Trichter, das Infundibulum, herab. Am Ende seiner „Tülle“ hängt die Hypophyse.
Der Hypothalamus besteht aus einem vorderen, markarmen Teil und einem hinteren, markreichen Teil. Der hintere Hypothalamus, der im Wesentlichen nur aus den Corpora mammillaria besteht, wird auch als der „markreiche“ Hypothalamus bezeichnet, weil er von dicken, „markhaltigen“ Nervenfasern durchzogen wird. Es sind dies die Axone des Fornix, die zu den Corpora mammillaria ziehen, und deren Axone, die zum anterioren Thalamus aufsteigen. Der vordere Hypothalamus ist heterogener und enthält zahlreiche Kerngebiete, die im Dienste des vegetativen Nervensystems stehen und Hormone produzieren.
Funktionen des Hypothalamus
Der Hypothalamus ist der "Chef" unseres Hormonsystems, denn seine Aufgabe ist es, überall in unserem Körper das Gleichgewicht aufrecht zu erhalten, damit all unsere Organe und Systeme bestmöglich funktionieren können. Darum ist er ebenfalls "Chef" unseres vegetativen Nervensystems, also dem Teil unseres Nervensystems, das wir nicht willentlich beeinflussen können, dass aber die lebensnotwendigen Funktionen wie z B. Die "Freisetzungshormone" (z. B. TRH oder GnRH) wirken auf die Hypophyse ein, damit diese Hormone ausschüttet. Gegenspieler sind die "Hemmungshormone" (Somastatinund Dopamin), man nennt sie auch Statine. Mit dem Effekthormon (Vasopressinund Oxytocin) kann der Hypothalamus anderen Körpergeweben direkte Anweisungen geben.
Der Hypothalamus ist eine Kontrollinstanz für so wichtige Funktionen wie Fortpflanzung, Ernährung, Temperaturregulation und Zeitmessung. Sein vorderer, markarmer Teil ist eine Schnittstelle zwischen dem Nervensystem und dem innersekretorischen System. Zugleich ist er das übergeordnete neuronale Kontrollzentrum des autonomen Nervensystems. Sein hinterer, markreicher Teil gehört zum limbischen System.
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Einige wichtige Kerngebiete des Hypothalamus sind:
- Nucleus suprachiasmaticus: Er liegt direkt über der Sehnervenkreuzung und erhält direkte Eingänge von den Ganglienzellen der Netzhaut. Er ist die "Master-Clock", die den Biorhythmus erzeugt und an den Tag-Nacht-Rhythmus anpasst.
- Nucleus paraventricularis und Nucleus supraopticus: Sie beherbergen Drüsennervenzellen, die Oxytocin und das Antidiuretische Hormon (ADH) produzieren. ADH verringert die Menge des ausgeschiedenen Urins, während Oxytocin Wehen auslöst und mit körperlicher Nähe und Vertrauen in Verbindung steht.
- Tuber-Kerne: Sie produzieren Releasing- und Inhibiting-Hormone, die den Hypophysenvorderlappen dazu veranlassen, seinerseits Hormone zu produzieren oder es zu unterlassen. Zum Beispiel produziert der Nucleus infundibularis Dopamin, das als Inhibiting-Hormon die Freisetzung von Prolactin in der Adenohypophyse hemmt.
- Nucleus infundibularis und Nucleus dorsomedialis hypothalami: Sie spielen eine tragende Rolle für die Steuerung der Nahrungsaufnahme und des Stoffwechsels.
Der Hypothalamus als Verbindungsstück zwischen Körper und Gehirn
Der Hypothalamus ist ein Verbindungsstück zwischen dem Körper und den übrigen Regionen des Gehirns sowie eine übergeordnete Schaltzentrale des vegetativen Nervensystems. Er ist bei der Steuerung vieler körperlicher und psychischer Vorgänge von lebensnotwendiger Bedeutung. Die nahe Beziehung zum limbischen System bleibt nicht ohne Beeinflussung des Hypothalamus. So ergeben sich wechselseitige Einflüsse. Durch diese Botschaften wird der Hypothalamus veranlasst, Hormone in die Hypophyse auszuschütten. Die Hypothalamushormone wiederum bewirken eine verstärkte oder verminderte Ausscheidung von Hormonen der Hypophyse. Die Steuerung dieses Mechanismus verläuft entweder auf nervalem Wege, über das vegetative Nervensystem, oder über Hormone, die über den Blutkreislauf transportiert und verteilt werden. Deshalb ist der Hypothalamus ein Bindeglied zwischen dem Nervensystem und dem Hormonsystem.
Bewusstsein und Gehirnaktivität
"Bewusstsein" besteht aus verschiedenen Erlebniszuständen, von allgemeiner Wachheit bis zum Selbstbewußtsein. Diese entstehen durch spezifische Interaktion unterschiedlicher Gehirnzentren. Nur solche Hirnprozesse sind bewußtseinsfähig, die in der assoziativen Großhirnrinde des Schläfen-, Scheitel- und Stirnlappens ablaufen; die für Bewußtsein unabdingbare Aktivität subkortikaler Zentren wie Hippocampus, Amygdala und retikuläre Formation ist grundsätzlich unbewußt. Bewußtsein tritt auf, wenn das Gehirn mit kognitiven oder motorischen Aufgaben konfrontiert ist, für die noch keine "zuständigen" Nervennetze existieren. Dabei finden synaptische Reorganisationen in spezifischen Nervennetzen statt. Sobald sich diese Netze konsolidieren, werden die kognitiven oder motorischen Leistungen automatisiert, und Bewußtsein, zum Beispiel in Form von Aufmerksamkeit, ist nicht mehr nötig.
Die Frage, was menschliches Bewußtsein ist, was es mit dem Gehirn zu tun hat und welche mögliche Funktion Bewußtsein hat, wird seit vielen Jahrhunderten intensiv diskutiert und ist durch neue Methoden und Erkenntnisse der Hirnforschung in den letzten Jahren sehr aktuell geworden. Es gibt kein einzelnes, klar abgrenzbares Hirnzentrum für Bewußtsein. Vielmehr entstehen die unterschiedlichen Formen von Bewußtsein durch eine sehr spezifische Interaktion von verschiedenen Zentren im ganzen Gehirn. Alle Arten von Bewußtsein sind zwar an die Aktivität der sogenannten assoziativen Großhirnrinde gebunden; jedoch ist der assoziative Kortex nicht der alleinige "Produzent" von Bewußtsein. Vielmehr sind subkortikale Teile des Gehirns, deren Aktivität selbst niemals von Bewußtsein begleitet ist, wesentlich an der Entstehung vonBewußtsein beteiligt.
Beteiligung des limbischen Systems an Emotionen und Bewusstsein
Emotionen werden im limbischen System generiert, das nicht dem Bewusstsein untersteht. Erst das Hinzuschalten der Hirnrinde macht Gefühle bewusst. Neurowissenschaftler unterscheiden oft zwischen Emotionen, also der körperlichen Reaktion auf einen äußeren Reiz hin, und Gefühlen, bei denen das Gehirn die Reaktionen des Körpers verarbeitet. Nur Emotionen, die in die Hirnrinde gelangen, werden als bewusste Gefühle wahrgenommen. Angst, Ärger, Glück und Trauer aktivieren unterschiedliche Hirnareale.
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Die wichtigsten Strukturen des limbischen Systems sind Amygdala, der Hippocampus, benachbarte Regionen des limbischen Kortex und die Area septalis. Diese Strukturen weisen starke Verknüpfung mit Teilen des Hypothalamus, des Thalamus und der Großhirnrinde (speziell mit Gyrus cinguli) auf. Die Funktion des limbischen Systems ist es für die äußere und innere Homöostase zu sorgen, d.h. hormonelle und vegetative Funktionen mit äußeren Existenzbedingungen und Bedürfnissen des Organismus zu integrieren. Aus Strukturen des limbischen Systems entstehen also Antriebe und Emotionen die der Erhaltung des Individuums dienen. Aber auch sexuelle Appetenz und exploratives Verhalten sowie Neugier. Zusammenfassend kann man sagen, dass limbische System und vor allem die Amygdala sind essentielle Gehirnregion im Prozessieren von emotionalen Bedeutungen von Umwelt- aber auch körpereigenen Ereignissen. Hier werden emotionale Bedeutungen von einfachen sensorischen Reizmustern bis zu komplexen Wahrnehmungen und sogar abstrakten Gedanken evaluiert und der Ausdruck von emotionalen Reaktionen kontrolliert.
Stressreaktion und Hypothalamus
Eine sehr wichtige Hirnregion für unsere Erleben von Stress und Angst ist die Amygdala, ein kleiner, mandelförmiger Komplex von Nervenzellen im unteren Bereich des Gehirninneren. Sie ist Teil des sogenannten Limbischen Systems. Das ist ein Verbund verschiedener Hirnstrukturen im Innern des Gehirns, der eine große Rolle bei der Verarbeitung von Emotionen spielt. Die Amygdala steuert - zusammen mit anderen Hirnregionen - unsere psychischen und körperlichen Reaktionen auf stress- und angstauslösende Situationen. Treffen bei ihr Signale ein, die höhere Aufmerksamkeit erfordern, zum Beispiel, wenn etwas neu oder gefährlich ist, dann feuern ihre Nervenzellen. Wir werden wacher und aufmerksamer. Dies geschieht bereits, bevor wir die Gefahr bewusst erkennen. Ab einer bestimmten Schwelle der Nervenaktivität setzt die Amygdala die Stressreaktion in Gang und aktiviert so die Kampf- und Flucht-Reaktion.
Um die Kampf- und Fluchtreaktion auszulösen, nutzt die Amygdala zwei Wege. Der schnellere Weg läuft über das sogenannte sympathische Nervensystem, das den Körper auf Aktivität einstimmt. Etwas langsamer ist der Weg über den Hypothalamus. Der Hypothalamus ist ein komplexes Gebilde im Zwischenhirn, das grundlegende Funktionen unseres Körpers steuert. Für die Stressreaktion setzt er eine ganze Kaskade von Hormonen in Gang.
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