Sicher hast du schon eine Vorstellung davon, was das Gehirn ist. Stell dir vor, es ist wie ein Computer, der alle Abläufe in unserem Körper steuert. Es ist ein erstaunliches Organ, so komplex, dass es bis heute nur zum Teil erforscht ist.
Die Aufgaben des Gehirns
Das Gehirn ist für unsere Gedanken, Gefühle, Sprache und Bewegungen zuständig. Es steuert auch verschiedene Prozesse, wie die Atmung. Nahezu alles, was wir denken, fühlen und machen, geht vom Gehirn aus. Es kann lernen, kreativ sein und Gefühle erzeugen.
Über das Nervensystem werden Befehle an den ganzen Körper gesendet oder Empfindungen, zum Beispiel von unseren Fingerspitzen, empfangen. Das funktioniert mit Hilfe von Nervenimpulsen. Diese sind wie die schnellsten Postboten der Welt, die Botschaften innerhalb von Millisekunden an den richtigen Ort bringen, wo sie dann unter Höchstgeschwindigkeit weiterverarbeitet werden.
Die Anatomie des Gehirns
Das Gehirn ist ein wichtiges Organ aller Wirbeltiere und damit auch des Menschen. Es sammelt alle Informationen, die der Körper von außen und aus seinem Inneren erhält, verarbeitet sie und sendet Befehle, um die einzelnen Organe zu steuern. Es ist gut geschützt im Schädel untergebracht. Der Hirnschädel bildet eine stabile Hülle. Zusätzlich wird es von drei Hirnhäuten geschützt. In den Zwischenräumen der Hirnhäute befindet sich eine Flüssigkeit, die man Liquor nennt. Der Liquor bildet sozusagen einen Stoßdämpfer.
Das Gehirn besteht aus zwei Arten von Zellen:
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- Nervenzellen: Sie sind die eigentlichen "Arbeitstiere" im Gehirn. Das menschliche Gehirn hat ungefähr 100 Milliarden solcher Nervenzellen.
- Glia-Zellen: Sie unterstützen die Arbeit der Nervenzellen.
Diese Nervenzellen sind über feine Ausläufer mit anderen Nervenzellen verbunden und bilden so ein riesiges Netz. Die Verbindungen zwischen den einzelnen Nervenzellen nennt man Synapsen.
Die verschiedenen Bereiche des Gehirns
Das Gehirn ist unglaublich komplex und besteht aus verschiedenen Bereichen mit unterschiedlichen Aufgaben:
- Großhirn: Im Großhirn spielen sich vor allem die Gedanken und Gefühle ab. Es ist in zwei Hälften geteilt, die rechte und die linke Hemisphäre. Die meisten sensiblen und motorischen Gehirnbahnen kreuzen die andere Seite. Die äußere Schicht der Hirnhälften - die Hirnrinde - enthält die meisten Nervenzellen. Bei der Hirnrinde gibt es verschiedene Lappen. Der Stirnlappen zum Beispiel liegt vorn und steuert den Körper, wenn er sich bewegt. Der Schläfenlappen ist vor allem für die Sprache und das Gedächtnis wichtig. Die Inselrinde liegt mehr in der Tiefe des Großhirns.
- Kleinhirn: Das Kleinhirn ist für die Planung und Abstimmung der Bewegungen zuständig.
- Stammhirn: Das Stammhirn ist das Steuerzentrum der lebenserhaltenden Funktionen, wie zum Beispiel Herzschlag und Atmung.
- Zwischenhirn: Im Zwischenhirn werden alle eingehenden Signale aus dem Körper an die entsprechende Gehirnregion weitergeleitet.
- Mittelhirn: Das Mittelhirn ist eine wichtige Befehlszentrale für Hören, Sehen und Bewegungen. Von hier aus werden beispielsweise die Bewegungen der Augen gesteuert.
- Hinterhirn: Zum Hinterhirn gehört das Kleinhirn, in dem vor allem Bewegungen und Gleichgewicht abgestimmt werden.
- Nachhirn: Das Nachhirn stellt die Verbindung zum Rückenmark her.
Das Rückenmark
Das Rückenmark stellt sozusagen die Verlängerung des Gehirns dar. Es ist gut durch die Wirbelsäule geschützt. Es 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.
Die Bedeutung des Gehirns für unsere Sinne
Fast nichts ist uns Menschen so selbstverständlich, wie unsere Fähigkeit, Dinge und andere Lebewesen in der Welt sehen zu können. Aus dem ganzen Universum entstammen Lichtstrahlen, die wenn wir sehen in den Linsen unserer Augen gesammelt und von dort auf die lichtempfindliche Netzhaut geworfen werden. Auf der Netzhaut deines Auges wird alles, was du siehst, verkehrt herum (also auf dem Kopf) dargestellt. Der Sehnerv leitet dieses Bild zum Gehirn weiter. Erst das Gehirn dreht das Bild richtig herum. Zudem können wir das Bild dann bewerten und einordnen. Wie wir etwas sehen, verdanken wir dem Gehirn.
Gehirn und Gedächtnis
Das Gehirn ist auch der "Sitz" des Bewusstseins, des Denkens und des Gedächtnisses. Das Gedächtnis der meisten Menschen ist eher launisch wie eine Diva: Manche Dinge merkt es sich gern, andere halb. Und wenn es gerade keine Lust hat, tritt es - ätsch! - einfach in Streik!
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Wie merkt sich unser Gehirn Dinge?
Wissenschaftler haben herausgefunden, dass es in mehreren Schritten arbeitet. Neuigkeiten von Augen oder Ohren werden gleich an das "Kurzzeitgedächtnis" geschickt. Oft reicht das vollkommen aus: etwa um einen Satz niederzuschreiben, den euch euer Lehrer diktiert hat oder um sich die Telefonnummer von Freunden zu merken. Nach ein paar Augenblicken verblassen Wörter und Zahlen im Kurzzeitgedächtnis.
Das Langzeitgedächtnis kann Wörter, Bilder, Gerüche oder Töne jahrelang speichern. Allerdings hat es einen sehr strengen Wächter: das limbische System in der Mitte unseres Kopfes. Dieser Hirnbereich überprüft jede Neuigkeit genauestens. Ist sie wichtig? Gut oder schlecht? Oder wenigstens witzig? Viele Nachrichten wirft es dann einfach weg. Wenn euch beispielsweise ein großer Schüler in der Schule bedroht, zittert ihr natürlich vor Angst. Angst hält euer Gehirn für wichtig. Deshalb schickt es den Steckbrief des Blödmanns sofort ins Langzeitgedächtnis. Auch bei Dingen, die Spaß machen, läuft unser Oberstübchen zu olympiareifer Form auf: Dino-Fans können Dutzende der Uraltviecher aufzählen - selbst wenn die so komplizierte Namen haben.
Jeder lernt anders. Was uns nicht interessiert, ist für unser Gedächtnis hingegen ein harter Brocken. Wie das Langzeitgedächtnis arbeitet, wissen Forscher bis heute nicht genau. Fest steht: Es sitzt nicht nur an einem Platz im Gehirn. Die Großhirnrinde ist der schlaueste Teil unseres Gehirns und ähnelt ein bisschen einem Dschungel. Sie besteht aus vielen Milliarden Nervenzellen, die miteinander verwoben sind. Durch diesen Urwald sausen die Gedanken nun wie elektrische Blitze: von einer Zelle zur nächsten. Und dabei hinterlässt jeder Gedanke eine eigene Spur im Gehirn - fast wie ein Abenteurer, der sich mit dem Messer einen Weg durch den Dschungel schlägt. Diese Spur kann das Gehirn später wiederfinden.
So gelangen die Erinnerungen in unser Langzeitgedächtnis:
Alles, was wir sehen oder hören, erreicht über Nervenleitungen das limbische System. Zuerst prüft es, was ihm wichtig und was ihm unwichtig erscheint. Das Wichtige schickt es weiter an die Großhirnrinde, die äußere Schicht des Gehirns.
Durch ein bisschen Übung kann man sein Gedächtnis zumindest fitter machen. Auch Sport ist gut, weil er die Durchblutung des Gehirns fördert. Bestimmte Dinge machen das Gedächtnis hingegen so schlapp wie Pudding: Zu viel fernsehen, weil man dabei kaum denken muss oder manche Computerspiele, denn dabei wird das Gedächtnis mit Tausenden von Bildern bombardiert, die es gern aufnimmt, weil sie Spaß machen.
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Besonderheiten des Gehirns
Obwohl das Gehirn so viele wichtige Aufgaben übernimmt, ist es relativ klein und wiegt nur etwas mehr als 1 Kilo. Es verbraucht aber trotzdem 15% der Energie, die wir unserem Köper jeden Tag, zum Beispiel durch Nahrung, zur Verfügung stellen. Unser Gehirn 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. Jedes einzelne Gehirn kann dabei mehr Wissen speichern als sämtliche Bibliotheken der Welt.
Alles, was jemals auf dieser Welt von Menschen gemacht wurde - gebaut, hergestellt, geschrieben, gedichtet oder komponiert - haben Menschen mit ihren Gehirnen erdacht.
Erkrankungen des Gehirns
Ein epileptischer Anfall beruht auf einer Störung des zentralen Nervensystems. Bei einem gesunden Menschen ist das Zusammenspiel durch Milliarden von Nervenzellen in unserem Gehirn genau aufeinander abgestimmt. Bei der Krankheit Demenz funktioniert das Gehirn nicht mehr so gut. Betroffen sind vor allem ältere Menschen.
Auch das Gefäßsystem, das unser Blut transportiert, kann Ausfälle im Gehirn verursachen. Schadstoffe im Blut oder Krankheiten können die Gefäßwände verletzen. Der Körper versucht dann, den entstandenen Schaden zu flicken. Dann kann der Blutfluss allerdings verlangsamt werden und es kann zu einem Stau führen. Eine Gefäßverkalkung im Gehirn nennt man Schlaganfall. Das Gehirn kann nicht mehr richtig versorgt werden - auch Mangeldurchblutung genannt - und es kann zu Ausfällen führen.