Das Gehirn ist die faszinierendste und komplexeste Struktur des menschlichen Körpers. Es steuert unser Denken, Fühlen, Handeln und beeinflusst unser Verhalten. Trotz intensiver Forschung bleiben viele Aspekte des Gehirns noch immer ein Rätsel. Dieser Artikel beleuchtet die Funktionen, den Aufbau und die verschiedenen Bereiche des Gehirns. Außerdem werden Erkrankungen und Möglichkeiten zur Förderung der Hirnleistung thematisiert.
Aufbau und Funktionen des Gehirns
Das Gehirn, medizinisch Encephalon genannt, wiegt etwa 1,5 bis 2 Kilogramm und befindet sich innerhalb des Schädels. Es besteht aus Milliarden von Nervenzellen (Neuronen) und Gliazellen, die über Nervenbahnen miteinander verbunden sind. Diese Nervenbahnen ermöglichen die Steuerung und Koordination aller Organe und Gewebe im Körper.
Das Gehirn ist in verschiedene Bereiche unterteilt, die jeweils spezifische Aufgaben erfüllen:
Großhirn (Cortex)
Das Großhirn ist der größte Teil des Gehirns und für höhere kognitive Funktionen wie Lernen, Denken, Erinnern, Planen, bewusste Bewegungen und Sinneseindrücke zuständig. Es besteht aus zwei Hälften, den Hemisphären, die durch den Balken (Corpus Callosum) miteinander verbunden sind. Jede Hemisphäre ist in vier Lappen unterteilt:
- Stirnlappen (Frontallappen): Steuerung von Bewegung, Planung, Entscheidungsfindung und Persönlichkeit.
- Scheitellappen (Parietallappen): Verarbeitung sensorischer Informationen wie Berührung, Temperatur, Schmerz und räumliche Wahrnehmung.
- Schläfenlappen (Temporallappen): Verarbeitung von auditorischen Informationen, Gedächtnis und Sprache.
- Hinterhauptlappen (Okzipitallappen): Verarbeitung visueller Informationen.
Die Oberfläche des Großhirns ist stark gefaltet und weist zahlreiche Windungen und Furchen (Gyri und Sulci) auf. Diese komplexe Struktur vergrößert die Oberfläche des Gehirns und ermöglicht es, eine große Anzahl von Nervenzellen auf kleinem Raum unterzubringen.
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Kleinhirn (Cerebellum)
Das Kleinhirn befindet sich unterhalb des Großhirns und ist für die Koordination von Bewegungen, das Gleichgewicht und die Feinmotorik zuständig. Es speichert gelernte Bewegungsabläufe wie Tanzen oder Autofahren.
Hirnstamm
Der Hirnstamm verbindet das Gehirn mit dem Rückenmark und steuert lebenswichtige Funktionen wie Atmung, Herzschlag, Kreislauf, Reflexe und Schlaf. Er besteht aus Mittelhirn, Brücke und verlängertem Mark.
Zwischenhirn (Diencephalon)
Das Zwischenhirn liegt zwischen Großhirn und Hirnstamm und besteht unter anderem aus Thalamus und Hypothalamus. Der Thalamus filtert Sinneseindrücke und leitet sie an das Großhirn weiter. Der Hypothalamus steuert wichtige Körperfunktionen wie Körpertemperatur, Hunger, Durst, Schlaf-Wach-Rhythmus und Hormonhaushalt.
Schutzmechanismen des Gehirns
Das Gehirn ist durch verschiedene Schutzmechanismen geschützt:
- Schädel: Der knöcherne Schädel bietet einen mechanischen Schutz.
- Hirnhäute (Meningen): Drei schützende Häute (Dura mater, Arachnoidea und Pia mater) umgeben das Gehirn und das Rückenmark.
- Liquor (Hirn-Rückenmarksflüssigkeit): Eine Flüssigkeit, die das Gehirn und das Rückenmark umgibt und vor Stößen schützt.
- Blut-Hirn-Schranke: Eine Barriere, die nur bestimmte Moleküle aus dem Blut ins Gehirn lässt und so vor schädlichen Substanzen schützt.
Wie das Gehirn arbeitet
Das Gehirn benötigt ständig Sauerstoff und Glukose als Energiequelle. Die Gehirnaktivität entsteht durch elektrische Impulse von Nervenzellen. Die Signale werden über Nervenbahnen blitzschnell weitergeleitet. Die verschiedenen Gehirnareale arbeiten dabei zusammen, um Körper und Geist zu steuern.
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Nervenzellen (Neuronen) und Synapsen
Neuronen sind spezialisierte Zellen, die Signale empfangen, verarbeiten und weiterleiten. Sie bestehen aus einem Zellkörper, Dendriten (die Signale empfangen) und einem Axon (das Signale sendet). Die Verbindungen zwischen Neuronen werden als Synapsen bezeichnet. An den Synapsen werden Neurotransmitter freigesetzt, die Signale von einem Neuron zum nächsten übertragen.
Dimensionen des Gehirns
Das Gehirn macht nur etwa 2 bis 3 Prozent der Körpermasse aus, verbraucht aber etwa 20 Prozent der Energie. Es enthält etwa 86 Milliarden Neuronen und eine ähnliche Anzahl von Gliazellen. Der Speicherplatz des Gehirns wird auf etwa 1 Petabyte (1.000.000 Gigabyte) geschätzt.
Gedächtnis
Das Gedächtnis ist eine wichtige Funktion des Gehirns. Es ermöglicht uns, Informationen zu speichern und abzurufen. Es gibt verschiedene Arten von Gedächtnis:
- Kurzzeitgedächtnis: Begrenzte Speicherkapazität, behält Informationen nur für kurze Zeit.
- Langzeitgedächtnis: Unbegrenzte Speicherkapazität, speichert Informationen dauerhaft.
Um Informationen vom Kurzzeit- ins Langzeitgedächtnis zu übertragen, sind Wiederholungen und Verknüpfungen mit Bildern oder Geschichten hilfreich.
Krankheiten des Gehirns
Trotz seiner Schutzmechanismen kann das Gehirn durch verschiedene innere und äußere Einflüsse geschädigt werden. Einige häufige Erkrankungen des Gehirns sind:
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- Hirnhautentzündung (Meningitis): Entzündung der Hirn- oder Rückenmarkshäute, ausgelöst durch Viren oder Bakterien.
- Gehirnerschütterung: Leichte Form einer Schädel-Hirn-Verletzung, mit Symptomen wie Kopfschmerzen, Übelkeit und Erinnerungslücken.
- Schädel-Hirn-Trauma: Schwerere Verletzung des Gehirns, mit Symptomen wie Bewusstseinsstörungen, Krampfanfällen und Erbrechen.
- Hirnblutung (Subarachnoidalblutung): Notfall, ausgelöst durch ein Aneurysma, mit Symptomen wie plötzlichen, starken Kopfschmerzen, Übelkeit und Nackensteifigkeit.
- Epileptischer Krampfanfall: Anfälle, ausgelöst durch frühkindliche Hirnschädigungen, Tumore, Hirn- und Gefäßkrankheiten, Hirninfarkte, Traumata oder Infektionen.
- Multiple Sklerose (MS): Chronisch-entzündliche Erkrankung des zentralen Nervensystems, mit Symptomen wie Muskelschwäche, Lähmungen und Gefühlsstörungen.
- Tumore: Gutartige oder bösartige Geschwülste im Gehirn, mit Symptomen wie Kopfschmerzen, Sprach-, Seh- und Bewegungsstörungen.
- Schlaganfall: Unterbrechung der Sauerstoffversorgung des Gehirns durch Blockade oder Platzen eines Blutgefäßes, mit Symptomen wie Lähmungen und Sprachstörungen.
- Demenz: Nicht heilbare Durchblutungsstörung im Gehirn, mit Symptomen wie Gedächtnisproblemen, verändertem Sozialverhalten und Sprachschwierigkeiten.
Brain Fog
Brain Fog (Hirnnebel) ist ein Zustand der Vergesslichkeit und Verwirrung, der durch verschiedene Faktoren ausgelöst werden kann, wie z.B. Stress, Schlafmangel, unausgewogene Ernährung, Flüssigkeits- und Nährstoffmangel, hormonelle Veränderungen oder Erkrankungen.
Das Gehirn fit halten
Mit zunehmendem Alter schrumpft die Hirnsubstanz und die Denkleistung kann abnehmen. Es gibt jedoch verschiedene Möglichkeiten, das Gehirn fit zu halten und seine Leistungsfähigkeit zu verbessern:
- Gehirnjogging: Gezielte Denkarbeit, um das Gehirn zu fordern und gewohnte Denkmuster zu durchbrechen.
- Lebensstil: Ausreichend Schlaf, ausgewogene Ernährung und regelmäßige Bewegung sind wichtig für die Hirnleistung.
- Neues lernen: Musizieren, Tanzen oder das Erlernen einer neuen Sprache fordern das Gehirn heraus und fördern die Neuroplastizität.
- Soziales Leben: Intensive soziale Kontakte wirken sich positiv auf das Gehirn aus.
- Nahrungsergänzungsmittel (Nootropika): Substanzen, die die kognitiven Funktionen, das Gedächtnis, die Konzentration und das emotionale Wohlbefinden positiv beeinflussen sollen.
Neuroplastizität
Das Gehirn besitzt die Fähigkeit, sich an neue Herausforderungen und Erfahrungen anzupassen (Neuroplastizität). Durch die Bildung neuer Verbindungen zwischen Nervenzellen und die Modifikation bestehender Verbindungen kann das Gehirn seine Funktionen verändern und verbessern.