Die erstaunliche Länge des menschlichen Nervensystems

Das menschliche Nervensystem ist ein komplexes Netzwerk, das für die Steuerung nahezu aller Körperfunktionen verantwortlich ist. Es ermöglicht uns, Reize wahrzunehmen, Informationen zu verarbeiten und darauf zu reagieren. Ein faszinierender Aspekt dieses Systems ist seine schiere Länge.

Die unglaubliche Ausdehnung des Nervensystems

Wenn man alle Nervenfasern des Menschen hintereinander aufreihen würde, ergäbe sich eine Strecke von etwa 780.000 Kilometern. Diese Entfernung entspricht in etwa der Strecke von der Erde zum Mond und wieder zurück. Diese enorme Länge verdeutlicht die Komplexität und die Leistungsfähigkeit unseres Nervensystems. Es besteht aus Abermilliarden Nervenzellen, auch Neuronen genannt. Allein im Gehirn sind es rund 100 Milliarden.

Die Aufgaben des Nervensystems

Das Nervensystem ist für die Reizaufnahme, die Reizverarbeitung und die Reizweiterleitung zuständig. Damit ist es einer der wichtigsten Bestandteile des menschlichen Körpers. Es kommuniziert mit der Umwelt und steuert gleichzeitig vielfältige Mechanismen im Inneren. Das Nervensystem nimmt Sinnesreize auf, verarbeitet sie und löst Reaktionen wie Muskelbewegungen oder Schmerzempfindungen aus. Wer zum Beispiel auf eine heiße Herdplatte fasst, zieht die Hand reflexartig zurück - und die Nervenbahnen senden gleichzeitig ein Schmerzsignal ans Gehirn.

Das Nervensystem steuert bewusste und unbewusste Prozesse. Es ermöglicht uns, Sinnesreize wahrzunehmen, Körperreaktionen wie Muskelkontraktionen zu steuern und Denkprozesse in Gang zu setzen.

Gliederung des Nervensystems

Das Nervensystem lässt sich in verschiedene Abschnitte gliedern:

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• Zentralnervensystem (ZNS): Es besteht aus dem Gehirn und dem Rückenmark. Das ZNS verarbeitet die einlaufenden Erregungen, sodass wir unsere Umwelt wahrnehmen. Gehirn und Rückenmark werden von den afferenten (= hinführenden) Nerven mit Sinneseindrücken aus der Außenwelt oder Signalen von den inneren Organen versorgt. Im Normalfall werden diese vom Rückenmark zum Gehirn weitergeleitet, das als eine Art oberster Befehlshaber entscheidet, was nun zu tun ist. Umgeben ist das Gehirn von 3 Hautschichten. Die äußere Hülle (harte Hirnhaut) ist innen mit den Schädelknochen fest verbunden. Zwischen der inneren und der mittleren Haut befindet sich Flüssigkeit, die bei Erschütterungen wie eine Art Stoßdämpfer wirkt und somit zum Schutz des Gehirns beiträgt. Im Inneren des Gehirns befinden sich 4 Hohlräume (Hirnkammern), die mit Gehirnflüssigkeit gefüllt sind. Das Gehirn wird orientierungsweise in 5 größere Abschnitte unterteilt. Dies sind das Großhirn, das Zwischenhirn, das Mittelhirn, das Kleinhirn und das Nachhirn.
• Peripheres Nervensystem (PNS): Es umfasst die Nerven, die vom Gehirn und Rückenmark ausgehen und das Nervengeflecht für die Haut und die Muskeln von Hals, Nacken, Rumpf und Gliedmaßen bilden. Die außerhalb von Gehirn und Rückenmark liegenden Nervenzellen gehören zum peripheren Nervensystem. Sie bilden Nervenstränge, die von Gehirn und Rückenmark in die Peripherie des Körpers verlaufen und von dort zurück. Die Erregungen werden von Sinneszellen oder freien Nervenendigungen in der Haut aufgenommen und über Empfindungsnerven (sensible Nerven) zu den Nervenzentren Gehirn und Rückenmark geleitet. Dort werden sie auf die Bewegungsnerven (motorische Nerven) übertragen, die die entsprechenden Organe zur Reaktion anregen.
  • Somatisches Nervensystem: Diesen Teil des peripheren Nervensystems können wir bewusst steuern. Es steuert alle Vorgänge, die einem bewusst sind und die man willentlich beeinflussen kann. Dies sind zum Beispiel gezielte Bewegungen von Gesichtsmuskeln, Armen, Beinen und Rumpf. Er hilft uns immer dort, wo Bewegung notwendig ist, also zum Beispiel beim Laufen oder bei komplexen Bewegungsabläufen wie sie unserem Körper beim Sport abverlangt werden (zum Beispiel der Aufschlag beim Tennis oder auch Yoga-Übungen). Dabei kommt es immer zu einem Zusammenspiel von sensorischen und motorischen Nerven.
  • Vegetatives Nervensystem (autonomes Nervensystem): Es umfasst die Nerven, die zu den inneren Organen und von ihnen weg führen. Es regelt die Abläufe im Körper, die man nicht mit dem Willen steuern kann. Es ist ständig aktiv und reguliert beispielsweise Atmung, Herzschlag und Stoffwechsel. Hierzu empfängt es Signale aus dem Gehirn und sendet sie an den Körper. In der Gegenrichtung überträgt das vegetative Nervensystem Meldungen des Körpers zum Gehirn, zum Beispiel wie voll die Blase ist oder wie schnell das Herz schlägt. Das vegetative Nervensystem kann sehr rasch die Funktion des Körpers an andere Bedingungen anpassen. Ist einem Menschen beispielsweise warm, erhöht das System die Durchblutung der Haut und die Schweißbildung, um den Körper abzukühlen. Das vegetative Nervensystem, das auch als unwillkürliches Nervensystem bezeichnet wird, kann selbst ebenfalls wieder untergliedert werden.

Sowohl das zentrale als auch das periphere Nervensystem enthalten willkürliche und unwillkürliche Anteile.

Sympathikus und Parasympathikus

Zwei wichtige Teile des vegetativen Nervensystems sind die beiden Gegenspieler Sympathikus und Parasympathikus. Was beide gemeinsam haben, ist die Tatsache, dass wir sie nicht bewusst steuern können - die Reaktionen laufen unwillkürlich ab. Beide Systeme sind uralte Schutzmechanismen für unseren Körper, die uns helfen, in Gefahrensituationen schnell zu handeln.

Der Sympathikus bereitet den Organismus auf körperliche und geistige Leistungen vor. Er sorgt dafür, dass das Herz schneller und kräftiger schlägt, erweitert die Atemwege, damit man besser atmen kann, und hemmt die Darmtätigkeit. Nehmen wir das Beispiel eines unserer Vorfahren, der auf der Jagd von einem Säbelzahntiger überrascht wird. Er hat nun zwei Möglichkeiten: Entweder kämpft er gegen das Tier oder er flieht (Fight-or-Flight). In beiden Fällen muss der Körper rasch mit Energie versorgt werden. Dies ist die Aufgabe des Sympathikus, der beispielsweise unsere Atmung beschleunigt, sodass mehr Sauerstoff zu den Muskeln gelangt, und die Energiegewinnung antreibt.

Der Parasympathikus kümmert sich um die Körperfunktionen in Ruhe: Er aktiviert die Verdauung, kurbelt verschiedene Stoffwechselvorgänge an und sorgt für Entspannung. Hat der Ur-Mensch den Säbelzahntiger dann besiegt oder ist er erfolgreich geflüchtet, kann er sich anschließend ausruhen. Nun wird der Parasympathikus aktiv und sorgt dafür, dass der Körper sich entspannen kann. Auch in der heutigen Zeit greifen diese Mechanismen: Vor einem wichtigen beruflichen Termin oder einer Prüfung ist der Sympathikus aktiv, danach der Parasympathikus.

Das enterische Nervensystem

Neben Sympathikus und Parasympathikus gibt es noch das enterische Nervensystem, auch Eingeweide-Nervensystem genannt.

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Die Nervenzelle: Baustein des Nervensystems

Die Nervenzellen sind die Bausteine unseres Nervensystems. Sie besitzen einen Zellkörper und Zellfortsätze, die sie mit anderen Nervenzellen oder mit Körperzellen, wie beispielsweise Muskel- oder Drüsenzellen, verbinden. Diese Fortsätze werden als Axone und Dendriten bezeichnet. Axone leiten Signale zu anderen Neuronen oder Zielzellen weiter, während Dendriten die Signale meistens von anderen Neuronen empfangen. Die Länge der Axone und Dendriten reicht von wenigen tausendstel Millimeter bis zu über einem Meter. Neben den Neuronen enthält das Nervensystem Gliazellen und ein dichtes Netz von Blutgefäßen, das die ausreichende Zufuhr von Sauerstoff und Nährstoffen sicherstellt.

Jede einzelne Nervenzelle besteht aus einem Körper und verschiedenen Fortsätzen. Die kürzeren Fortsätze (Dendriten) wirken wie Antennen: Über sie empfängt der Zellkörper Signale, zum Beispiel von anderen Nervenzellen.

Wissenschaftler schätzen, dass die Gesamtlänge aller Nervenfasern eines Menschen etwa eine Milliarde Meter ist. Das wäre eine Leitung, die von der Erde bis zum Mond und wieder zurück reichen würde. Parallel verlaufende Nervenfasern mehrerer Nervenzellen sind von einer gemeinsamen Bindegewebshülle umgeben. Sie bilden Nervenfaserbündel. Mehrere Nervenfaserbündel mit gemeinsamer Bindegewebshülle bilden einen Nerv bzw. eine Nervenbahn.

Synapsen: Die Schaltstellen

Die Kontaktstellen zwischen den einzelnen Neuronen nennt man Synapsen. Sie übertragen die Informationsreize von einer Zelle auf die nächste. Synapsen gibt es übrigens auch zwischen Nervenzellen und Muskelzellen. So können Nervenimpulse beispielsweise dem Bizeps im Oberarm "befehlen", sich zu kontrahieren - damit die Hand den Kaffeebecher zum Mund führen kann. Jeder Neurit nimmt an den Synapsen Kontakt mit den Dendriten der darauf folgenden Zelle auf. Zwischen der Synapse und dem Dendriten der folgenden Zelle bleibt ein winziger Spalt.

Das Gehirn: Die Schaltzentrale

Das Gehirn stellt die Schaltzentrale dar, die alle ein- und ausgehenden Informationen sammelt, bewertet und weiterverarbeitet. Wir reagieren auf äußere Reize und auch die körpereigenen Funktionen werden so gesteuert. Etwa 1.400 Gramm wiegt unser Gehirn. Dabei ist das Gehirn von Männern im Durchschnitt etwas größer und schwerer als das von Frauen, wobei dieser Größenunterschied keine unmittelbaren Rückschlüsse auf geistige Merkmale wie die Intelligenz zulässt. Das Älterwerden geht nicht spurlos an unserem Gehirn vorüber. Das Großhirn, dessen Entwicklung den Menschen mit all seinen einzigartigen und vielfältigen Fähigkeiten erst ermöglicht, nimmt 80% der Hirnmasse ein. Es besteht aus einer rechten und einer linken Großhirnhälfte, die durch einen breiten und dicken Nervenstrang (den „Balken“) miteinander verbunden sind. Die äußere Schicht des Großhirns bildet die Großhirnrinde. Sie ist 2 bis 3 Millimeter dick und wird auch, wegen ihres Aussehens, als graue Substanz bezeichnet. Ihre graue Farbe erhält die Großhirnrinde von den Zellkörpern der Neurone. Unterhalb der Großhirnrinde befindet sich die weiße Substanz.

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Teamwork der Hirnhälften

Es gibt zwei Gehirnhälften, die gemeinsam arbeiten: Rechts steuert links und umgekehrt - die beiden Teile des Gehirns arbeiten gewissermaßen spiegelverkehrt. Die linke Hemisphäre ist für die rechte Körperhälfte zuständig, der rechte Hirnabschnitt für die linke Seite. Die beiden Hemisphären sind über eine Brücke (Corpus callosum) miteinander verbunden, über die Informationen ausgetauscht werden können. Dies ist absolut notwendig, denn keine Hirnhälfte kann vollkommen für sich allein agieren. Teamwork ist ein Muss!

Reflexe: Blitzschnelle Reaktionen

Im Normalfall werden Sinneseindrücke vom Rückenmark zum Gehirn weitergeleitet, das als eine Art oberster Befehlshaber entscheidet, was nun zu tun ist. Diese Reaktion des Körpers ist vergleichsweise langsam - manchmal muss es aber schnell gehen, beispielsweise in Gefahrensituationen. Die Temperaturrezeptoren in unserer Haut melden zum Beispiel einen drastischen Anstieg der Körpertemperatur, weil wir versehentlich auf eine heiße Herdplatte gefasst haben. Das Rückenmark entscheidet dann sofort und sorgt dafür, dass sich die Arm- und Handmuskulatur zusammenzieht - wir ziehen die Hand von der Herdplatte weg. Diese Entscheidung passiert blitzschnell und ohne dass das Gehirn daran beteiligt ist. Diese Reaktion nennt man Reflex.

Nervensystem im Alltag: Ein Beispiel

Unser Nervensystem besteht aus Abermilliarden Nervenzellen. Das komplexe Netz steuert bewusste und unbewusste Prozesse. Nehmen wir als Beispiel eine Alltagsszene an der Kaffeemaschine.

Der Kaffee ist fertig! Jetzt hat das sensorische Nervensystem viel zu tun. Wie sieht der Kaffee aus? Riecht er gut? Wie schwer ist die Tasse? Habe ich Durst? Ist der Kaffee zu heiß? Und schmeckt er? Antworten schicken Augen, Ohren, Nase, Zunge und Sensoren in der Haut über die Nervenbahnen ans Gehirn. Und das befiehlt: Ja, Kaffee! Aber er ist heiß und bitter. Milch & Zucker rein, vorsichtig trinken & genießen.

Nicht bewusst steuern können wir, was in unserem Magen und Darm mit dem Kaffee geschieht - wie auch alle anderen Prozesse, die vom vegetativen Nervensystem kontrolliert werden: Dieses regelt neben der Verdauung auch die Herztätigkeit, die Atmung, den Kreislauf, die Schweißbildung, die Körpertemperatur und viele weitere Abläufe in unserem Körper autonom.

Wenn wir eine Tasse greifen wollen, laufen unzählige Prozesse im motorischen Nervensystem ab. Aus den Infos der Sinneswahrnehmung berechnet das Gehirn, wohin wir greifen müssen. Über das Rückenmark und die an Muskeln andockenden Nervenzellen gibt es den Befehl zum Ausstrecken der Hand. Die Bewegung wird fortlaufend mit den Reizen abgeglichen, die das sensorische Nervensystem ans Hirn zurücksendet: damit wir nicht danebengreifen, nicht kleckern oder uns am heißen Kaffee verbrennen. Auch wenn wir dabei nicht nachdenken, ist das ein bewusster Prozess.

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