Das menschliche Gehirn ist eines der faszinierendsten und komplexesten Organe des Körpers. Es steuert unser Denken, Verhalten und Empfinden und beeinflusst somit nahezu alles, was wir tun. Es ist die Schaltzentrale, die Informationen sammelt, verarbeitet und Befehle an die Organe sendet.
Das Gehirn: Ein Überblick
Das Gehirn ist ein wichtiges Organ aller Wirbeltiere, einschließlich des Menschen. Es wiegt etwa 1300 Gramm und ist gut geschützt im Schädel untergebracht. Das Gehirn besteht aus zwei Arten von Zellen: Nervenzellen und Gliazellen. Die Nervenzellen sind die eigentlichen "Arbeitstiere" im Gehirn, während die Gliazellen die Arbeit der Nervenzellen unterstützen. Das menschliche Gehirn hat ungefähr 86 Milliarden solcher Nervenzellen, die über feine Ausläufer miteinander verbunden sind und so ein riesiges Netz bilden. Die Verbindungen zwischen den einzelnen Nervenzellen nennt man Synapsen.
Das Gehirn befindet sich im Kopf, gut geschützt durch die knöcherne Schädeldecke und drei Hirnhäute (Meningen). Im Bereich des Hinterkopfs geht das Gehirn in das Rückenmark über. Genau wie das Rückenmark besteht das Gehirn aus zwei verschiedenen Gewebeanteilen: graue und weiße Substanz. Die graue Substanz enthält die Zellkörper der Nervenzellen, während die weiße Substanz die Nervenfasern (Axone) enthält.
Die Hauptbereiche des Gehirns
Das Gehirn wird in vier Hauptbereiche unterteilt:
- Das Großhirn (Cerebrum): Es ist der größte Teil des Gehirns und macht etwa 85% des Gesamtvolumens aus. Es besteht aus zwei Hälften, den sogenannten Hemisphären, die durch eine tiefe Fissur getrennt sind. Jede Hemisphäre besteht aus vier Lappen: den Frontallappen (Stirnlappen), den Parietallappen (Scheitellappen), den Temporallappen (Schläfenlappen) und den Okzipitallappen (Hinterhauptlappen). Die Großhirnrinde (Kortex) bildet die Oberfläche des Großhirns und enthält 52 Rindenfelder mit verschiedenen Aufgaben. Das Großhirn kontrolliert Bewegungen und verarbeitet Sinneseindrücke von außen. Hier entstehen bewusste und unbewusste Handlungen und Gefühle. Es ist außerdem für Sprache und Hören, Intelligenz und Gedächtnis verantwortlich.
- Das Kleinhirn (Cerebellum): Es befindet sich unterhalb des Großhirns und ist für die Koordination von Bewegungen und die Aufrechterhaltung des Gleichgewichts zuständig. Neue Studien zeigen, dass es außerdem an Lernprozessen und weiteren kognitiven Prozessen beteiligt ist. Das Kleinhirn ist vor allem für das Gleichgewicht und die Steuerung von erlernten Bewegungsabläufen verantwortlich.
- Das Zwischenhirn (Diencephalon): Es liegt zwischen dem Großhirn und dem Hirnstamm. Seine größte Struktur, der Thalamus, filtert eingehende Signale von unseren Sinnesorganen und leitet sie dann an das Großhirn weiter. Der kleinere Hypothalamus liegt darunter und steuert durch Hormone primitive Funktionen wie unsere Körpertemperatur, Sexualverhalten, Hunger, Durst und Schlaf.
- Der Hirnstamm (Truncus cerebri): Er befindet sich unterhalb des Zwischenhirns und ist der Übergangsbereich zwischen dem Gehirn und dem Rückenmark. Er umfasst eine Vielzahl von Kerngebieten, die für lebenswichtige Funktionen wie Atmung, Herzfrequenz und Blutdruckregulation verantwortlich sind. Der Hirnstamm bildet den untersten Teil des Gehirns und ist für die Verschaltung von Sinneseindrücken verantwortlich.
Diese vier Komponenten sind miteinander verbunden und kommunizieren über Milliarden von Nervenzellen, die auch als Neuronen bezeichnet werden. Diese Kommunikationswege heißen Synapsen.
Lesen Sie auch: Einführung in die Gehirnfunktionen
Gehirnwindungen und Furchen
Die Oberfläche des Großhirns besteht aus zahlreichen Windungen (Gyri) und Furchen (Sulci). Diese komplexe Struktur erhöht die Oberfläche des Gehirns und ermöglicht es, eine große Anzahl von Neuronen auf kleinem Raum unterzubringen und somit die Leistungsfähigkeit des Gehirns zu erhöhen. Die größten Furchen werden als Längs-, Quer- und Seitenfurchen bezeichnet und als Trennlinien genutzt, um die vier Hirnlappen anatomisch voneinander zu unterscheiden.
Rechte und Linke Hemisphäre
Das Gehirn lässt sich in eine rechte und eine linke Gehirnhälfte unterteilen. Diese beiden Hälften sind über einen dicken Strang Nervenfasern, dem Corpus callosum, verbunden und arbeiten zusammen. Jede Hemisphäre besteht dabei aus einer Großhirn-, einer Zwischenhirn- und einer Kleinhirnhälfte, die auf Funktionen spezialisiert sind, aber gleichzeitig kontinuierlich miteinander kommunizieren.
Die beiden Gehirnhälften haben zum Teil unterschiedliche Funktionen: Während die linke Hälfte bei den meisten Menschen auf Sprache und abstraktes Denken spezialisiert ist, kommt die rechte in der Regel dann zum Einsatz, wenn es um räumliches Denken oder bildhafte Zusammenhänge geht. Die rechte Gehirnhälfte steuert die linke Körperseite, die linke Hälfte ist für die rechte Seite zuständig.
Aufbau des Nervensystems
Das Nervensystem des menschlichen Körpers besteht aus Neuronen, Gliazellen und Synapsen. Neuronen sind spezialisierte Zellen, die Signale in Form von elektrischen Impulsen empfangen, verarbeiten und weiterleiten. Gliazellen sind Zellen, die das Gehirn und das Rückenmark umgeben und unterstützen. Synapsen sind die Verbindungen zwischen Neuronen, die die Freisetzung von Neurotransmittern ermöglichen.
Dimensionen des Gehirns
Das Gehirn macht nur zwei bis drei Prozent der Gesamtmasse unseres Körpers aus, verbraucht aber 20% seiner Energie. Es enthält etwa 86 Milliarden Neuronen sowie die gleiche Anzahl an Gliazellen. Der Speicherplatz des Gehirns wird auf ein Petabyte geschätzt.
Lesen Sie auch: Wie der Uhrentest bei Demenz hilft
Steuerung des Körpers durch das Gehirn
Das Gehirn steuert alle unsere Bewegungen, von einfachen Handgriffen bis zu komplexen Tanzschritten. Dabei arbeiten die verschiedenen Bereiche des Gehirns nahtlos zusammen. Auch das Rückenmark spielt hierbei eine Schlüsselrolle, indem es Signale an die Muskeln leitet und für einfache Reflexe verantwortlich ist.
Kognitive Funktionen und Plastizität im Gehirn
Das menschliche Gehirn ist nicht nur für die Steuerung des Körpers verantwortlich, sondern auch für eine Vielzahl von kognitiven Funktionen wie Lernen, Gedächtnis, Sprache und Entscheidungsfindung. Diese kognitiven Funktionen beruhen auf komplexen neuronalen Netzwerken, die sich im Laufe des Lebens entwickeln und verändern. Die Plastizität des Gehirns ermöglicht es, sich an neue Herausforderungen und Erfahrungen anzupassen.
Das Gedächtnis
Das Gehirn ist in der Lage, Erinnerungen zu speichern und abzurufen, indem es verschiedene Formen von Gedächtnissen verwendet: das Arbeitsgedächtnis, Kurzzeitgedächtnis und Langzeitgedächtnis. Der Hippocampus spielt eine wichtige Rolle bei der Bildung des Langzeitgedächtnisses.
Die Sprache
Das Gehirn ist auch entscheidend für die Sprachfunktionen des Menschen, einschließlich der Fähigkeit, Sprache zu verstehen, zu sprechen und zu lesen. Die Sprachfunktionen des Gehirns sind hauptsächlich in der linken Hemisphäre lokalisiert und umfassen verschiedene Regionen, darunter das Broca-Areal (Sprachproduktion) und das Wernicke-Areal (Sprachverständnis).
Störungen und Krankheiten des Gehirns
Das menschliche Gehirn ist ein empfindliches Organ, das anfällig für verschiedene Störungen und Krankheiten sein kann, darunter Schlaganfall, Epilepsie, Demenz und Gehirntumore.
Lesen Sie auch: Sterben aus neurologischer Sicht: Eine detaillierte Untersuchung
Schlaganfall
Ein Schlaganfall tritt auf, wenn die Blutversorgung des Gehirns unterbrochen wird, was zu Schäden an den Gehirnzellen führen kann.
Demenz
Unter Demenz versteht man die Abnahme von Gedächtnis- und Denkleistungen. Eine Art der Demenz ist Alzheimer.
Wie Funktioniert das Gehirn?
Das Gehirn übernimmt alle lebenswichtigen Funktionen unseres Körpers, wie die Atmung, den Kreislauf oder das Schlaf-Wach-Verhalten. Dazu nimmt das Gehirn alle Informationen von den Organen und aus der Umwelt auf, speichert und verarbeitet sie. Auch komplexe Funktionen wie Denken, Lernen, Emotionen oder Handlungsabläufe werden dort gesteuert. Das Gehirn ist also sehr komplex und übernimmt viele unterschiedliche Aufgaben. Daher gibt es viele verschiedene Gehirnregionen mit speziellen Aufgaben, die zusammenarbeiten müssen.
Die Synapsen können dabei nutzungsabhängig optimiert und verändert werden. Dieser Prozess heißt auch neuronale oder synaptische Plastizität. Lernfähigkeit kommt dadurch zustande, dass durch ständiges Wiederholen entsprechende Synapsen verstärkt werden.
Die Blut-Hirn-Schranke
Da der Energieverbrauch des Gehirns so hoch und der Stoffwechsel dort so aktiv ist, benötigt es sehr viel Sauerstoff und Glukose (Energielieferant). Die Durchblutung des Gehirns läuft über zwei große, jeweils in Paaren angelegte Arterien ab. Um zu verhindern, dass Schadstoffe aus dem Blut ins Gehirn gelangen, gibt es eine Schranke, die sogenannte Blut-Hirn-Schranke. Sie stellt eine Barriere zwischen den Blutgefäßen und den Nervenzellen dar.
Wie Kann Man Das Gehirn Fit Halten?
Das Gehirn ist ein Leben lang lernfähig und kann trainiert werden. Regelmäßige körperliche Aktivität, kognitive Herausforderungen und soziale Interaktionen können die Gehirnfunktion verbessern und das Risiko von altersbedingten Erkrankungen verringern.