Der Kopf ist ein faszinierender und komplexer Bereich des menschlichen Körpers. Er beherbergt das Gehirn, die zentrale Steuereinheit des Körpers, sowie lebenswichtige Sinnesorgane, die für Orientierung, Kommunikation und Ernährung unerlässlich sind. Dieser Artikel bietet einen umfassenden Überblick über die Anatomie der Nerven im Kopfbereich, einschließlich des Gehirns, der Hirnnerven und der äußeren Kopfstrukturen.
Das Gehirn: Die zentrale Steuereinheit
Das Gehirn (Encephalon) ist der Teil des zentralen Nervensystems, der innerhalb des knöchernen Schädels liegt und diesen ausfüllt. Es besteht aus unzähligen Nervenzellen, die über zuführende und wegführende Nervenbahnen mit dem Organismus verbunden sind und ihn steuern.
Struktur und Zusammensetzung
Ein Mensch hat ungefähr 100 Milliarden Gehirnzellen, die das zentrale Nervensystem aufbauen und untereinander verknüpft sind. Die Zahl dieser Verknüpfungen wird auf 100 Billionen geschätzt. Die Nervenzellen im Gehirn sind eingebettet in ein stützendes Gewebe aus Gliazellen. Das Gehirnvolumen (Mensch) beträgt etwa 20 bis 22 Gramm pro Kilogramm Körpermasse. Das Gewicht (Gehirn) macht mit 1,5 bis zwei Kilogramm ungefähr drei Prozent des Körpergewichts aus. Das Gehirn ist von drei Hirnhäuten umgeben: Dura mater, Arachnoidea und Pia mater.
Hauptabschnitte des Gehirns
Das menschliche Gehirn lässt sich grob in fünf Abschnitte gliedern:
- Großhirn (Telencephalon): Der größte und schwerste Teil des Gehirns, der mit seinen Falten und Furchen einem Walnusskern ähnelt.
- Zwischenhirn (Diencephalon): Besteht unter anderem aus dem Thalamus und dem Hypothalamus.
- Mittelhirn (Mesencephalon): Der kleinste Abschnitt des Gehirns.
- Kleinhirn (Cerebellum): Sitzt oberhalb des Hirnstamms und unterhalb der beiden Großhirnhemisphären.
- Nachhirn (Myelencephalon, Medulla oblongata): Stellt den Übergang zwischen Gehirn und Rückenmark dar.
Hirnregionen und ihre Funktionen
Die verschiedenen Anteile der Großhirnrinde übernehmen ganz unterschiedliche Funktionen. Der Hirnstamm ist der stammesgeschichtlich älteste Teil des Gehirns und für die grundlegenden Lebensfunktionen zuständig. Er steuert die Herzfrequenz, den Blutdruck und die Atmung sowie Reflexe wie den Lidschluss-, Schluck- oder Hustenreflex. Das Zwischenhirn weist mehrere Abschnitte auf, darunter den Thalamus und den 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. Das Kleinhirn koordiniert unsere Bewegungen und das Gleichgewicht und speichert erlernte Bewegungen. Im Großhirn sitzen auf der einen Seite Sprache und Logik, auf der anderen Seite Kreativität und Orientierungssinn. In der Hirnrinde sind die Lern-, Sprech- und Denkfähigkeit sowie das Bewusstsein und das Gedächtnis verankert. Hier laufen die Informationen aus den Sinnesorganen zusammen, werden verarbeitet und schließlich im Gedächtnis gespeichert.
Lesen Sie auch: Behandlungsmöglichkeiten bei Nervenbrennen
Graue und weiße Substanz
Die graue Substanz im Gehirn besteht in erster Linie aus Nervenzellkörpern und macht etwa 80 Prozent der Hirndurchblutung notwendig. Aus grauer Substanz bestehen etwa die Großhirnrinde, die Basalganglien, die Kleinhirnrinde und die Hirnnervenkerne. Neben der grauen Substanz gibt es noch die weiße Substanz, die aus den Nervenzellfortsätzen, den Nervenfasern (Axonen), besteht. Die weiße Substanz findet sich im Mark von Großhirn und Kleinhirn.
Blutversorgung des Gehirns
Die Blutversorgung des Gehirns erfolgt über die rechte und linke innere Halsschlagader (Arteria carotis interna), die aus der gemeinsamen Halsschlagader (Arteria communis) entspringen, und über die Arteria vertebralis, die aus den Wirbelkörpern kommt und durch das Hinterhauptsloch in die Schädelhöhle eintritt. Durch weitere Arterien werden diese zu einem Gefäßring (Circulus arteriosus cerebri) geschlossen, der die Basis des Zwischenhirns umfasst. Durch diesen Gefäßring wird sichergestellt, dass der Blutbedarf des empfindlichen Gehirns auch bei Schwankungen in der Blutzufuhr immer ausreichend ist. Der Gefäßring und seine Äste liegen zwischen zwei Hirnhäuten (der Spinngewebshaut und der inneren Hirnhaut) im sogenannten Subarachnoidalraum und sind dort von Liquor (Hirn-Rückenmarksflüssigkeit) umgeben, der die dünnwandigen Gefäße schützt. Zwischen 15 und 20 Prozent des Herzminutenvolumens entfällt auf die Blutversorgung des Gehirns. In Schlaf- und Wachphasen wird das Gehirn stets etwa gleichermaßen durchblutet. Auch bei Blutdrucksteigerungen, Blutdruckabfall, starker körperlicher Anstrengung oder sogar unregelmäßigem Herzschlag ändert sich die Durchblutung des Gehirns kaum - außer, wenn der systolische Blutdruck stark abfällt (unter 70 mmHg) oder stark ansteigt (über 180 mmHg).
Schutzmechanismen des Gehirns
Das Gehirn ist durch verschiedene Mechanismen geschützt:
- Hirnhäute: Drei Schutzhüllen (Dura mater, Arachnoidea und Pia mater) umgeben das Gehirn.
- Liquor: Die Flüssigkeit, welche das Gehirn und auch das Rückenmark schützend umgibt.
- Blut-Hirn-Schranke: Das empfindliche Gewebe im Gehirn ist durch die Blut-Hirn-Schranke gegen schädigende Substanzen im Blut (wie Gifte, Krankheitserreger, bestimmte Medikamente etc.) abgeschirmt.
Energieverbrauch und Gehirnkapazität
Der Energieverbrauch im Gehirn ist enorm hoch. Fast ein Viertel des Gesamtenergiebedarfs des Körpers entfällt auf das Gehirn. Die Glukosemenge, die täglich mit der Nahrung aufgenommen wird, wird bis zu zwei Drittel vom Gehirn beansprucht. Die Gehirnkapazität ist deutlich größer als die, die wir im Alltag tatsächlich nutzen. Das bedeutet: Ein Großteil unserer Gehirnkapazität ist ungenutzt.
Die Hirnnerven: Verbindungen zwischen Gehirn und Körper
Dem Gehirn entspringen zwölf paarige Nerven, die den Kopf, den Hals und Organe im Rumpf versorgen. Diese Menge kann bis zum 50. Lebensjahr geringfügig schwanken, nimmt aber danach ab (zusammen mit dem Sauerstoff- und Glukoseverbrauch). Die Hirnnerven werden entsprechend ihres Ursprungs im Gehirn von rostral nach kaudal mit römischen Ziffern nummeriert. Sie können sensorische, motorische oder auch beide Faserqualitäten gleichzeitig führen.
Lesen Sie auch: Stressbedingte Kopfschmerzen
Übersicht der Hirnnerven
| Hirnnerv | Bezeichnung | Qualität |
|---|---|---|
| 1. | Nervus olfactorius (Riechnerv) | sensorisch |
| 2. | Nervus opticus (Sehnerv) | sensorisch |
| 3. | Nervus oculomotorius (Augenmuskelnerv) | parasympathisch-motorisch |
| 4. | Nervus trochlearis (Augenmuskelnerv) | motorisch |
| 5. | Nervus trigeminus (Drillingsnerv) | sensibel-motorisch |
| 6. | Nervus abducens (Augenmuskelnerv) | motorisch |
| 7. | Nervus facialis (Gesichtsnerv) | sensorisch-parasympathisch-motorisch |
| 8. | Nervus vestibulocochlearis (Hör- und Gleichgewichtsnerv) | sensorisch |
| 9. | Nervus glossopharyngeus (Zungen-Rachen-Nerv) | sensorisch-parasympathisch-motorisch |
| 10. | Nervus vagus ("umherschweifender" Nerv) | sensorisch-parasympathisch-motorisch |
| 11. | Nervus accessorius (Hals- oder Beinerv) | motorisch |
| 12. | Nervus hypoglossus (Zungennerv) | motorisch |
Funktionen der Hirnnerven
Die Hirnnerven haben vielfältige Funktionen:
- Sensorische Nerven (1, 2, 8): Leiten Reize von Sinnesorganen weiter.
- Nervus olfactorius (1): Überträgt Geruchsinformationen.
- Nervus opticus (2): Überträgt visuelle Informationen.
- Nervus vestibulocochlearis (8): Überträgt Hör- und Gleichgewichtsinformationen.
- Augenmuskelnerven (3, 4, 6): Steuern die Augenbewegungen.
- Nervus oculomotorius (3): Versorgt mehrere Augenmuskeln und ist für die Pupillenverengung und Akkommodation zuständig.
- Nervus trochlearis (4): Versorgt einen Augenmuskel, der die Drehung des Augapfels nach unten innen ermöglicht.
- Nervus abducens (6): Versorgt den äußeren geraden Augenmuskel, der den Augapfel von der Mittellinie wegführt.
- Nervus trigeminus (5): Versorgt das Gesicht, die Schleimhaut von Mund und Nase, die Zähne und die Dura mater. Mit seinem kleineren motorischen Bereich versorgt er die Kaumuskulatur und den Mundöffner.
- Nervus facialis (7): Steuert die mimische Muskulatur, leitet Geschmacksempfindungen von den vorderen zwei Dritteln der Zunge und führt zu den Unterzungen- und Unterkieferspeicheldrüsen sowie den Tränendrüsen.
- Nervus glossopharyngeus (9): Ist an der Steuerung der Schlundmuskulatur beteiligt, leitet Geschmacksempfindungen vom hinteren Drittel der Zunge und versorgt die Ohrspeicheldrüse.
- Nervus vagus (10): Versorgt das Gaumensegel, die Atemwege sowie die oberen Speisewege. Mit seinen sensiblen Anteilen versorgt er den äußeren Gehörgang, den Kehlkopf, die Luftröhre, den unteren Rachen, die Speiseröhre, die Lunge, den Magen, das Herz, die Leber, die Niere, die Milz und viele Gefäße.
- Nervus accessorius (11): Versorgt den Kopfnicker-Muskel (Musculus sternocleidomastoideus) und den Trapezmuskel (M. trapezius).
- Nervus hypoglossus (12): Versorgt die gesamte Zungenmuskulatur.
Verlauf der Hirnnerven
Die Durchnummerierung der 12 Hirnnerven-Paare entspricht ihrer Anordnung am Gehirn von kranial (schädelwärts) zu kaudal (schwanzwärts, also zu den Füßen hin).
- Nervus olfactorius (1): Beginnt mit den Riechzellen in der Riechschleimhaut der Nasenhöhle, zieht durch die Löcher der Siebbeinplatte (Lamina cribrosa) in die Schädelhöhle und dann zum Bulbus olfactorius.
- Nervus opticus (2): Die Nervenfasern des Sehnervs kommen aus der Netzhaut des Auges und ziehen durch die Augenhöhle zum Sehnervkanal (Canalis opticus).
- Nervus oculomotorius (3): Hat seine Wurzelzellen im Mittelhirn nahe der Mittellinie und gelangt durch die obere Augenhöhlenspalte (Fissura orbitalis superior) aus der Schädel- in die Augenhöhle.
- Nervus trochlearis (4): Ist ein sehr dünner Nerv, dessen Ursprungskerne im Mittelhirn vor dem Aquaeduct (Hirnwasserkanal) liegen und gelangt durch die obere Augenhöhlenspalte zu dem Muskel, den er versorgt.
- Nervus trigeminus (5): Beginnt mit seinen sensiblen Wurzelzellen in der mittleren Schädelgrube, seitlich von der Brücke. Nahe der Felsenbeinpyramide geht der Nerv durch die Dura mater, wo er das Ganglion trigeminale bildet.
- Nervus abducens (6): Der Ursprung des Nervus abducens liegt im sogenannten Fazialishügel der Rautengrube, durchbricht die Dura mater und zieht dann in die Augenhöhle.
- Nervus facialis (7): Tritt am Kleinhirnbrückenwinkel aus dem Gehirn aus und verläuft gemeinsam mit dem Nervus vestibulocochlearis (8. Hirnnerv) durch den inneren Gehörgang in das Felsenbein.
- Nervus vestibulocochlearis (8): Tritt zusammen mit dem Nervus facialis aus dem Kleinhirnbrückenwinkel aus und verläuft gemeinsam mit diesem durch den inneren Gehörgang.
- Nervus glossopharyngeus (9): Verlässt das Gehirn hinter der Oliva (eine seitlich von der Medulla oblongata liegende Vorwölbung des verlängerten Rückenmarks im Rautenhirn) und zieht durch das Foramen jugulare zur äußeren Schädelbasis.
- Nervus vagus (10): Tritt aus der Medulla oblongata aus und zieht zwischen zwei Gefäßen, der Vena jugularis und der Arteria carotis interna, nach unten in die Brusthöhle.
- Nervus accessorius (11): Entspringt aus dem Halsmark mit sechs bis sieben Spinalwurzeln (Radices spinales), die sich im Wirbelkanal vereinigen und tritt durch das große Hinterhauptsloch in den Schädel ein.
- Nervus hypoglossus (12): Die motorischen Fasern des Nervus hypoglossus beginnen mit zehn bis 15 Wurzelfäden in der Medulla oblongata und treten im Canalis hypoglossi aus dem Schädel aus.
Probleme mit den Hirnnerven
Verletzungen oder Erkrankungen der verschiedenen Hirnnerven und ihrer Äste können unterschiedlichste Folgen haben - je nachdem, welche Aufgabe die betreffenden Nervenfasern erfüllen. Einige Beispiele:
- Schädigungen des Nervus olfactorius führen zu Ausfällen beim Geschmacksempfinden.
- Bei Entzündungen des Nervus opticus verschlechtert sich die Sehkraft.
- Eine Optikusatrophie ist eine Degeneration der Fasern des Sehnervs durch Druck, den zum Beispiel ein Tumor verursachen kann.
- Unter einer Facialisparese versteht man eine Lähmung des motorischen Gesichtsnervs, die zu einem Ausfall der Mimik auf einer Seite des Gesichts führt.
- Trigeminusneuralgie ist eine chronische Schmerzerkrankung, die den Trigeminusnerv betrifft.
Äußere Kopfstrukturen und ihre Versorgung
Der Kopf umfasst wichtige Organe zur Steuerung der Körperfunktionen, Orientierung im Raum und Kommunikation mit anderen Individuen.
Knochen, Muskeln und Nerven
Die knöcherne Basis des Kopfes bilden 22-30 Schädelknochen, die bis auf wenige Ausnahmen miteinander verwachsen sind. Die circa 20 Muskeln der Gesichtsmuskulatur werden in fünf Bereiche eingeteilt: Der größte Teil die Region des Mundes, weitere Muskelgruppen umgeben die Augen, Nase und Ohren und eine letzte größere Gruppe die Kopfhaut und den Hals. Die Versorgung der äußeren Kopfanteile erfolgt im Wesentlichen über drei Nerven. Motorisch steuert der siebte Hirnnerv, Nervus facialis, die mimische Muskulatur. Die sensiblen Impulse werden über die Gesichtsäste des fünften Hirnnervs, Nervus trigeminus, erfasst. Die Blutversorgung der äußeren Kopfanteile wird über verschiedene Äste der Arteria carotis externa sichergestellt.
Lesen Sie auch: Behandlungsmöglichkeiten bei Neuralgien
Sinnesorgane
Zu den Organen des Kopfes gehören vor allem Sinnesorgane: Augen, Ohren und Nase mit den zugehörigen Nasennebenhöhlen. Weiterhin bilden Mundhöhle und Rachen im Zusammenspiel mit drei Speicheldrüsen pro Seite den ersten Abschnitt des menschlichen Verdauungssystems. Für die optimale Funktion der menschlichen Sinne, die verbale und nonverbale Kommunikation und die Ernährung liegen die Kopforgane dicht gebündelt. Dabei reduziert sich das Kopfgewicht durch die luftgefüllten Räume wie Mundhöhle und Nasennebenhöhlen auf ein Minimum.
Mimik und Kommunikation
Zur Einordnung des emotionalen Zustandes des Gegenübers ist man auf die Deutung der Mimik angewiesen, vor allem wenn es um Kommunikation geht. Dies wurde vielen Menschen während der Corona-bedingten Maskenpflicht bewusst.
Die Wirbelsäule: Stütze des Kopfes und des Körpers
Die Wirbelsäule ist die wichtigste Stütze unseres Rückens. Sie verbindet Kopf, Brustkorb, Becken, Schultern sowie Arme und Beine. Im Wirbelkanal schützt die Wirbelsäule das Rückenmark, die Verbindung zwischen der Schaltzentrale, dem Gehirn, und dem Körper.
Aufbau der Wirbelsäule
Die Wirbelsäule besteht aus 33 (bei manchen Menschen auch 32 oder 34) Elementen, den Wirbeln. Die Wirbelsäule wird in fünf Abschnitte unterteilt:
- sieben Halswirbel,
- zwölf Brustwirbel,
- fünf Lendenwirbel,
- fünf Kreuzwirbel und
- drei bis fünf Steißwirbel.
Nerven der Wirbelsäule
Ungefähr in der Mitte eines jeden Wirbels befindet sich ein Loch. So entsteht ein Kanal durch alle Wirbel, der Wirbelkanal beziehungsweise Spinalkanal. Darin liegt - sehr gut geschützt - das Rückenmark, welches Nervenfasern aus dem Gehirn enthält. Zwischen den Wirbeln treten Rückenmarksnerven, sogenannte Spinalnerven, aus dem Wirbelkanal aus. Spinalnerven leiten Signale zwischen Körper und zentralem Nervensystem, also Gehirn und Rückenmark, weiter. Die Ein- und Austrittsstelle nennt sich „Spinalnervenwurzel“. Sie ist besonders empfindlich.
Bandscheiben
Zwischen den 24 beweglichen Wirbeln der Wirbelsäule sitzen die Bandscheiben. Sie sind verformbar und dienen als Puffer. Beim Springen und Laufen federn sie Stöße und Erschütterungen ab.
Muskeln der Wirbelsäule
Muskeln geben der Wirbelsäule Halt und Beweglichkeit. Wichtig ist vor allem das Zusammenspiel der Rücken- und Bauchmuskeln. Trainierte Muskeln entlasten Wirbel und Bandscheiben und beugen so Beschwerden vor.
Bänder der Wirbelsäule
Bänder sind Stränge aus festem Bindegewebe. Sie ziehen sich über die gesamte Länge der Wirbelsäule und verbinden die einzelnen Wirbel miteinander.