Der Kopf beherbergt das Gehirn, die Steuerzentrale des Körpers, sowie wichtige Sinnesorgane. Die Knochen des Kopfes, hauptsächlich Schädel und Unterkiefer, schützen diese lebenswichtigen Strukturen. Der Unterkiefer ist durch das Kiefergelenk beweglich mit dem Schädel verbunden.
Die Anatomie des Kopfes
Schädel und Kopfgelenke
Der Kopf ist durch die Kopfgelenke mit dem oberen Teil der Wirbelsäule verbunden. Diese Gelenke, bestehend aus oberen (Verbindungen zwischen Schädel und erstem Halswirbel) und unteren Kopfgelenken (Verbindungen zwischen erstem und zweitem Halswirbel), ermöglichen eine hohe Beweglichkeit. Dank dieser Gelenke können wir den Kopf drehen, neigen und nicken.
Muskeln des Kopfes
Am Kopf befinden sich zahlreiche Muskeln, die vielfältige Bewegungen ermöglichen. Die Gesichtsmuskeln verleihen dem Gesicht einen bestimmten Ausdruck, der unsere Gefühle und Empfindungen widerspiegelt. So ermöglichen verschiedene Gesichtsmuskeln beispielsweise das Lachen oder zeigen Trauer.
Aufbau des Schädels
Der Schädel, die knöcherne Hülle des Kopfes, setzt sich aus mehreren Einzelknochen zusammen, die durch Schädelnähte verbunden sind. Man unterteilt die Schädelknochen in Knochen des Gehirnschädels und Knochen des Gesichtsschädels.
Gehirnschädel
Der Gehirnschädel besteht aus der Schädelbasis an der Unterseite und dem Schädeldach. Die Schädelbasis weist im Inneren eine vordere, mittlere und hintere Schädelgrube auf und ist von zahlreichen Öffnungen durchzogen, durch die Nerven und Blutgefäße verlaufen. Im Inneren des Gehirnschädels befinden sich das Gehirn und die Hirnhäute.
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Gesichtsschädel
Die Knochen des Gesichtsschädels geben dem Gesicht seine knöcherne Form und umschließen die Augenhöhlen, Nasenhöhlen und Nasennebenhöhlen. Zu den Knochen des Gesichtsschädels gehören beispielsweise der Oberkieferknochen, das Jochbein, das Nasenbein und der Unterkieferknochen.
Auge und Augenhöhlen
Die Augenhöhlen haben ungefähr die Form einer vierseitigen Pyramide, deren Spitze nach innen in Richtung Gehirn zeigt. In der Augenhöhle befinden sich unter anderem das Auge und die Augenmuskeln. Sechs Augenmuskeln sind außen an jedem Auge befestigt und ermöglichen die Bewegung der Augen. Dabei arbeiten die Augenmuskeln beider Augen zusammen.
Das Auge selbst hat ungefähr die Form einer Kugel und besteht aus mehreren Schichten:
- Äußere Schicht: Hornhaut (klar und durchsichtig) und Lederhaut (das Weiße des Auges).
- Mittlere Schicht: Regenbogenhaut (Iris, gibt dem Auge seine Farbe) mit der Pupille in der Mitte, Strahlenkörper (ermöglicht die Krümmung der Augenlinse) und Aderhaut (liegt zwischen Lederhaut und Netzhaut).
- Innere Schicht: Netzhaut (Retina, ermöglicht das Sehen von hell und dunkel sowie das Erkennen von Farben).
Der Augenbereich hinter der Augenlinse ist mit dem Glaskörper ausgefüllt, während der vordere Bereich zwischen Hornhaut, Regenbogenhaut und Augenlinse mit einer wasserartigen Flüssigkeit gefüllt ist.
Nase
Äußerlich besteht die Nase aus der Nasenwurzel, dem Nasenrücken, der Nasenspitze und den Nasenflügeln. Der obere Anteil des Nasenrückens wird aus zwei Nasenbeinen gebildet, während der untere Anteil aus Knorpel besteht.
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Das Innere der Nase, die Nasenhöhle, wird durch die Nasenscheidewand in eine rechte und eine linke Hälfte geteilt. Die Nasenscheidewand besteht im hinteren Bereich aus einem knöchernen Anteil und in Richtung Nasenspitze aus Knorpel. Die Nasenhöhlen sind mit Schleimhaut ausgekleidet, die der Befeuchtung und Reinigung der Nase dient. Ein Teil dieser Schleimhaut ist mit Riechzellen ausgestattet, die das Riechen ermöglichen.
Die Nase ist auch Teil des Atmungssystems. Über die Nasenlöcher gelangt die eingeatmete Luft zunächst in die Vorräume der Nasenhöhle, wo Härchen größere Schmutzpartikel zurückhalten sollen. Danach gelangt die Luft in die Nasenhöhlen und von dort weiter in Richtung Kehlkopf und Luftröhre. In jeder Nasenhöhle befinden sich drei Nasenmuscheln.
Nasennebenhöhlen
Die Nasennebenhöhlen stehen mit der Nasenhöhle in Verbindung und werden nach ihrer Lage benannt: Stirnhöhlen, Kieferhöhlen, Keilbeinhöhlen und Siebbeinzellen. Sie sind jeweils auf beiden Seiten des Kopfes vorhanden und mit Schleimhaut ausgekleidet. Durch Verbindungen zwischen den Nasenhöhlen und den Nasennebenhöhlen werden diese ebenfalls mit Luft gefüllt.
Ohr
Von außen ist die Ohrmuschel mit einer Öffnung sichtbar, die den Beginn des äußeren Gehörgangs darstellt. Der äußere Gehörgang führt nach innen und ist mehrfach gebogen. Am Ende des Gehörgangs befindet sich das Trommelfell, das das äußere Ohr abschließt.
Hinter dem Trommelfell beginnt das Mittelohr, das verschiedene luftgefüllte Räume umfasst: die Paukenhöhle, die Nebenräume der Paukenhöhle und die Ohrtrompete. Die Ohrtrompete ist ein Verbindungsgang zwischen dem Mittelohr und dem Rachen, der den Druckausgleich im Mittelohr ermöglicht. In der Paukenhöhle befinden sich drei Gehörknöchelchen: Hammer, Amboss und Steigbügel. Der Hammer ist am Trommelfell befestigt, während der Steigbügel mit dem Innenohr verbunden ist.
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Im Innenohr befindet sich das Hörorgan sowie das Gleichgewichtsorgan. Schallwellen werden von der Ohrmuschel aufgefangen und über den äußeren Gehörgang zum Trommelfell geleitet, das dadurch in Schwingung versetzt wird. Diese Schwingungen werden von den Gehörknöchelchen auf das Innenohr weitergeleitet, wo sie vom Hörorgan in Nervenimpulse umgewandelt werden, die das Hören ermöglichen.
Mundhöhle
Die Knochen der Mundhöhle sind der Oberkiefer und der Unterkiefer, in denen die Zähne verankert sind. Der Unterkiefer bildet mit dem Schläfenknochen das Kiefergelenk. Die beiden Kiefergelenke müssen zusammenarbeiten, damit der Mund bewegt werden kann. Diese Bewegungen sind beispielsweise zum Essen notwendig.
Der Mund ist der Beginn des Verdauungssystems. Die Nahrung gelangt über die Lippen in die Mundhöhle, wo sie mit Hilfe der Zähne zerkleinert und durch Speichel befeuchtet wird. In der Mundhöhle befindet sich die Zunge, die die Nahrung bewegt und das Schlucken ermöglicht. Mit der Zunge können wir auch schmecken: süß, salzig, sauer, bitter und Umami.
Das Gehirn: Aufbau und Funktion
Das Gehirn, die Steuerzentrale des Körpers, ist ein Teil des Nervensystems und liegt im Inneren des Kopfes, geschützt von den Hirnhäuten und den Schädelknochen. Es besteht aus mehreren Teilen: Großhirn, Zwischenhirn, Kleinhirn und Hirnstamm.
Großhirn (Telencephalon)
Das Großhirn ist der größte Teil des menschlichen Gehirns und liegt innen nahe an den Schädelknochen. Eine Spalte teilt es in eine rechte und eine linke Hälfte, die im unteren Bereich durch den Balken verbunden sind.
Äußerlich weist das Großhirn mehrere Hirnlappen auf: Stirnlappen, Scheitellappen, Schläfenlappen, Hinterhauptslappen sowie den Insellappen und den limbischen Lappen im Inneren. Gehirnwindungen und Gehirnfurchen vergrößern die Oberfläche des Gehirns.
Die äußere Schicht an der Hirnoberfläche wird als Hirnrinde bezeichnet. Hier befindet sich die graue Substanz mit den Nervenzellen. Unter der Hirnrinde im Inneren liegt die weiße Substanz. Innerhalb der weißen Substanz gibt es Stellen mit grauer Substanz.
Im Inneren des Gehirns gibt es vier Hohlräume, die miteinander verbunden sind und mit Hirnwasser gefüllt sind.
Weitere Bestandteile des Gehirns
- Kleinhirn (Cerebellum): Liegt im hinteren unteren Bereich des Kopfes unter dem Großhirn. Es koordiniert unsere Bewegungen und das Gleichgewicht und speichert erlernte Bewegungen.
- Zwischenhirn (Diencephalon): Liegt unterhalb des Großhirns und oberhalb des Hirnstamms. Es besteht unter anderem aus dem Thalamus und dem Hypothalamus. Im Thalamus werden Sinneseindrücke verarbeitet; über den Hypothalamus werden der Schlaf-Wach-Rhythmus, Hunger und Durst, das Schmerz- und Temperaturempfinden und der Sexualtrieb gesteuert.
- Hirnstamm (Truncus encephali): Befindet sich an der Unterseite des Gehirns und besteht aus Mittelhirn, Brücke und verlängertem Mark. Einige Nerven, die Hirnnerven, verlassen hier das Gehirn. Der Hirnstamm reguliert lebensnotwendige Funktionen wie Atmung, Blutdruck und Herzfrequenz.
Gehirnzellen und Gliazellen
Das menschliche Gehirn besteht aus etwa 100 Milliarden Nervenzellen, die das zentrale Nervensystem aufbauen und untereinander verknüpft sind. Die Zahl dieser Verknüpfungen wird auf 100 Billionen geschätzt. Die Nervenzellen sind eingebettet in ein stützendes Gewebe aus Gliazellen.
Hirnhäute
Das Gehirn ist von drei Hirnhäuten umgeben: Dura mater, Arachnoidea und Pia mater.
Hirnregionen und ihre Funktionen
Die verschiedenen Anteile der Großhirnrinde übernehmen unterschiedliche Funktionen:
- Großhirn: Sprachvermögen, Logik, Kreativität und Orientierungssinn.
- Hirnrinde: Lern-, Sprech- und Denkfähigkeit, Bewusstsein und Gedächtnis.
- Limbisches System: Regelt das Affekt- und Triebverhalten und dessen Verknüpfungen mit vegetativen Organfunktionen.
Wie funktioniert das Gehirn?
Das Gehirn koordiniert und kontrolliert alle Organfunktionen und verarbeitet Informationen aus der Umwelt. Diese Aufgabe leistet das Netzwerk aus Milliarden von Nervenzellen (Neuronen), die durch Synapsen miteinander verbunden sind. Informationen aus dem Körper oder der Umwelt gelangen in Form von Hormonen über das Blut oder als elektrische Impulse aus den Sinneszellen über Nervenbahnen bis ins Gehirn. Dort werden sie bewertet und verarbeitet. Als Reaktion werden entsprechende Signale vom Gehirn wieder ausgesendet - zum Beispiel an Muskeln, um sich zu bewegen, an Drüsen, um Sekrete zu produzieren und abzugeben, oder an Sinnesorgane, um Reize aus der Umwelt zu beantworten.
Blutversorgung des Gehirns
Der Energieverbrauch im Gehirn ist enorm hoch. Fast ein Viertel des Gesamtenergiebedarfs des Körpers entfällt auf das Gehirn. Die Blutversorgung des Gehirns erfolgt über die rechte und linke innere Halsschlagader (Arteria carotis interna) und über die Arteria vertebralis. Durch weitere Arterien werden diese zu einem Gefäßring (Circulus arteriosus cerebri) geschlossen, der die Basis des Zwischenhirns umfasst.
Blut-Hirn-Schranke
Das empfindliche Gewebe im Gehirn ist durch die Blut-Hirn-Schranke gegen schädigende Substanzen im Blut abgeschirmt.
Entwicklung des Gehirns
Die embryonale Entwicklung des Gehirns aus dem Neuralrohr zeichnet sich durch ein besonderes Größenwachstum aus. Aus der Hirnanlage bilden sich zunächst drei hintereinander liegende Abschnitte (primäre Hirnbläschen) heraus, die dann das Vorderhirn, das Mittelhirn und das Rautenhirn bilden. In der weiteren Entwicklung entstehen daraus fünf weitere, sekundäre Hirnbläschen: Aus dem Vorderhirn entwickeln sich Großhirn und Zwischenhirn. Aus dem Rautenhirn gehen die Medulla oblongata, die Brücke und das Kleinhirn hervor.
Mögliche Erkrankungen des Gehirns
- Schlaganfall: Eine Durchblutungsstörung im Gehirn durch den Verschluss eines Blutgefäßes, die zu Sauerstoffunterversorgung im entsprechenden Gebiet führt.
- Gehirntumor: Es gibt gutartige und bösartige Hirntumore.
- Demenz: Unter Demenz versteht man die Abnahme von Gedächtnis- und Denkleistungen. Eine Art der Demenz ist Alzheimer.
- Parkinson: Bei Parkinson kommt es zum Absterben einer bestimmten Art von Nervenzellen im Gehirn.