Das Nervensystem ist ein komplexes Netzwerk, das es uns ermöglicht, die Welt um uns herum wahrzunehmen, zu denken, zu fühlen und zu handeln. Vom einfachen Riechen bis zum komplexen Klavierspiel vollbringt unser Nervensystem tagtäglich erstaunliche Leistungen. Dieser Artikel bietet Schülern der 9. Klasse einen Einblick in den Aufbau und die Funktion dieses faszinierenden Systems.
Einführung in das Nervensystem
Das Nervensystem ist das Kontrollzentrum unseres Körpers. Es empfängt Informationen aus der Umwelt und aus dem Körperinneren, verarbeitet diese und sendet Befehle an Muskeln und Drüsen, um entsprechende Reaktionen auszulösen. Es besteht aus dem Gehirn, dem Rückenmark und einem riesigen Netzwerk von Nerven, die sich durch den ganzen Körper ziehen.
Vom Reiz zur Reaktion
Alles beginnt mit einem Reiz. Ein Reiz ist eine Veränderung in der Umwelt, die von unseren Sinnesorganen wahrgenommen wird. Dies kann ein Geräusch, ein Lichtblitz, eine Berührung oder ein Geschmack sein. Die Sinnesorgane wandeln diese Reize in elektrische Signale um, die dann von Nervenzellen, den sogenannten Neuronen, weitergeleitet werden.
Das Nervensystem im Überblick
Das Nervensystem lässt sich grob in zwei Hauptbereiche unterteilen: das zentrale Nervensystem (ZNS) und das periphere Nervensystem (PNS).
- Das zentrale Nervensystem (ZNS): Es besteht aus dem Gehirn und dem Rückenmark. Das Gehirn ist das Hauptorgan des Nervensystems und steuert alle unsere Gedanken, Gefühle und Handlungen. Das Rückenmark ist eine lange, dünne Struktur, die sich vom Gehirn bis zum unteren Rücken erstreckt. Es dient als Kommunikationsweg zwischen dem Gehirn und dem Rest des Körpers.
- Das periphere Nervensystem (PNS): Es besteht aus allen Nerven, die außerhalb des ZNS liegen. Das PNS verbindet das ZNS mit den Sinnesorganen, Muskeln und Drüsen. Es ist für die Übertragung von Informationen zwischen dem ZNS und dem Rest des Körpers verantwortlich.
So sind Nervenzellen aufgebaut
Nervenzellen, auch Neuronen genannt, sind die Bausteine des Nervensystems. Sie sind spezialisiert auf die Übertragung von Informationen in Form von elektrischen und chemischen Signalen. Eine typische Nervenzelle besteht aus drei Hauptteilen:
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- Zellkörper (Soma): Enthält den Zellkern und andere Organellen, die für das Überleben der Zelle notwendig sind.
- Dendriten: Kurze, verzweigte Fortsätze, die Signale von anderen Nervenzellen empfangen und zum Zellkörper leiten.
- Axon: Ein langer, dünner Fortsatz, der Signale vom Zellkörper weg zu anderen Nervenzellen, Muskeln oder Drüsen leitet. Das Axon kann von einer isolierenden Schicht, der sogenannten Myelinscheide, umgeben sein, die die Geschwindigkeit der Signalübertragung erhöht.
Erregungsleitung innerhalb einer Nervenzelle
Die Erregungsleitung innerhalb einer Nervenzelle erfolgt durch elektrische Signale, sogenannte Aktionspotentiale. Ein Aktionspotential ist eine kurzzeitige Veränderung des elektrischen Potentials über die Zellmembran des Axons. Es entsteht, wenn ein Reiz stark genug ist, um eine bestimmte Schwelle zu überschreiten. Das Aktionspotential wandert dann entlang des Axons bis zu seinem Ende.
Die Myelinscheide spielt eine wichtige Rolle bei der Erregungsleitung. Sie ist in regelmäßigen Abständen von sogenannten Schnürringen unterbrochen. An diesen Schnürringen kann das Aktionspotential "springen", was die Geschwindigkeit der Signalübertragung deutlich erhöht. Diese Art der Erregungsleitung wird als saltatorische Erregungsleitung bezeichnet.
Erregungsleitung von Nervenzelle zu Nervenzelle (Synapse)
Nervenzellen sind nicht direkt miteinander verbunden. Zwischen ihnen befindet sich ein kleiner Spalt, der sogenannte synaptische Spalt. Die Stelle, an der zwei Nervenzellen miteinander kommunizieren, wird als Synapse bezeichnet.
Wenn ein Aktionspotential das Ende des Axons erreicht, werden Neurotransmitter freigesetzt. Neurotransmitter sind chemische Botenstoffe, die über den synaptischen Spalt wandern und an Rezeptoren auf der Oberfläche der Empfängerzelle binden. Die Bindung der Neurotransmitter an die Rezeptoren löst in der Empfängerzelle ein neues elektrisches Signal aus, das dann weitergeleitet wird.
Es gibt verschiedene Arten von Neurotransmittern, die unterschiedliche Wirkungen auf die Empfängerzelle haben können. Einige Neurotransmitter erregen die Empfängerzelle, während andere sie hemmen.
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Unser Rückenmark: Eine Schaltzentrale für Reflexe
Das Rückenmark ist eine wichtige Schaltzentrale für Reflexe. Ein Reflex ist eine automatische, unwillkürliche Reaktion auf einen Reiz. Reflexe dienen dem Schutz des Körpers vor Schäden. Ein bekanntes Beispiel ist der Kniesehnenreflex, bei dem das Bein unwillkürlich zuckt, wenn auf die Sehne unterhalb der Kniescheibe geklopft wird.
Reflexe testen
Reflexe können leicht getestet werden, um die Funktion des Nervensystems zu überprüfen. Ein einfacher Test ist der bereits erwähnte Kniesehnenreflex. Ein weiterer Test ist der Pupillenreflex, bei dem sich die Pupille verengt, wenn sie mit Licht bestrahlt wird.
Allen übergeordnet: Unser Gehirn
Das Gehirn ist das komplexeste Organ des Nervensystems und das Kontrollzentrum unseres Körpers. Es ist für alle unsere Gedanken, Gefühle und Handlungen verantwortlich. Das Gehirn lässt sich grob in vier Hauptbereiche unterteilen:
- Großhirn (Cerebrum): Der größte Teil des Gehirns, der für höhere kognitive Funktionen wie Denken, Sprache, Gedächtnis undBewusstsein zuständig ist. Es ist in zwei Hälften unterteilt, die Hemisphären, die durch den Balken (Corpus callosum) miteinander verbunden sind. Jede Hemisphäre steuert vor allem die gegenüberliegende Körperseite.
- Zwischenhirn (Diencephalon): Befindet sich zwischen Großhirn und Mittelhirn und enthält wichtige Strukturen wie den Thalamus (als "Tor zum Bewusstsein" für sensorische Informationen) und den Hypothalamus (Steuerung von Hunger, Durst, Körpertemperatur, Schlaf-Wach-Rhythmus und Hormonhaushalt).
- Kleinhirn (Cerebellum): Spielt eine wichtige Rolle bei der Koordination von Bewegungen und dem Gleichgewicht.
- Hirnstamm (Truncus cerebri): Verbindet das Gehirn mit dem Rückenmark und steuert lebenswichtige Funktionen wie Atmung, Herzschlag und Blutdruck. Er besteht aus Mittelhirn, Brücke und verlängertem Mark (Medulla oblongata).
Sympathikus und Parasympathikus: Ein ungleiches Paar
Das autonome Nervensystem (auch vegetatives Nervensystem genannt) steuert unbewusste Körperfunktionen wie Atmung, Herzschlag, Verdauung und Stoffwechsel. Es besteht aus zwei Hauptteilen: dem Sympathikus und dem Parasympathikus.
- Sympathikus: Bereitet den Körper aufStress und Aktivität vor ("Kampf oder Flucht"-Reaktion). Er erhöht die Herzfrequenz, erweitert die Bronchien, hemmt die Verdauung und setzt Energiereserven frei.
- Parasympathikus: Fördert Ruhe und Erholung ("Ruhe und Verdauung"). Er senkt die Herzfrequenz, verengt die Bronchien, fördert die Verdauung und speichert Energiereserven.
Sympathikus und Parasympathikus wirken oft gegensätzlich und sorgen so für ein Gleichgewicht im Körper.
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Teste dich selbst! - Was weißt du alles über das Nervensystem des Menschen?
Um dein Wissen über das Nervensystem zu testen, kannst du verschiedene Übungen und Tests durchführen. Beispielsweise kannst du versuchen, die Teile einer Nervenzelle zu benennen oder die Funktionen der verschiedenen Gehirnbereiche zu erklären. Du kannst auch Experimente durchführen, um deine Reflexe zu testen oder die Reaktionszeit zu messen.
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