Das Gehirn ist ein faszinierendes und komplexes Organ, das als Steuerzentrale unseres Körpers fungiert. Es ermöglicht uns zu denken, zu fühlen, uns zu erinnern und mit der Welt um uns herum zu interagieren. In diesem Artikel werden wir uns mit dem durchschnittlichen Gewicht des menschlichen Gehirns, seiner Struktur und seiner Bedeutung für unsere kognitiven Fähigkeiten befassen.
Aufbau und Struktur des Gehirns
Das Gehirn, der im Kopf gelegene Teil des Zentralnervensystems, ist durch die Schädelknochen geschützt und von Hirnhäuten, den sogenannten Meningen, umgeben. Die einzelnen Gehirnteile sind in Flüssigkeit, dem sogenannten Liquor, gelagert und dadurch zusätzlich vor Stößen geschützt. Man unterteilt das Gehirn in vier Hauptbereiche:
Großhirn (Cerebrum): Das Großhirn ist der größte Teil des Gehirns und für höhere kognitive Funktionen wie Denken, Lernen, Gedächtnis und Sprache verantwortlich. Es ist in zwei Hälften, die sogenannten Hemisphären, geteilt, die durch einen starken Nervenstrang, den Balken, miteinander verbunden sind. Die Oberfläche des Großhirns ist die Großhirnrinde, auch graue Substanz genannt, die für die Verarbeitung von Informationen zuständig ist. Die Nervenfasern innerhalb des Großhirns bilden die weiße Substanz. Die Großhirnrinde lässt sich anhand der Information, die sie verarbeitet, in verschiedene Rindenfelder einteilen. Zum Beispiel lässt sich die Verarbeitung von Informationen durch Sehen, Riechen, Tasten und einfache Bewegungen in verschiedenen Rindenfeldern lokalisieren. Im vorderen Teil des Großhirns ist der Sitz des Denkens und des Gedächtnisses. Die Großhirn-Rinde bedeckt die gesamte Oberfläche des Großhirns. Sie ist etwa 1,5 bis 4,5 Millimeter dick und enthält fast drei Viertel aller Nervenzellen des Gehirns. Hier gehen wichtige Sinneseindrücke ein. Sie werden sortiert, bewusst gemacht, gespeichert und sinnvoll miteinander verknüpft. Dadurch ist es dem Menschen möglich, zielgerichtet zu handeln. In der Großhirn-Rinde sitzen auch die Wahrnehmung und der Wille. Auch wesentliche Teile unseres Gedächtnisses liegen in der Großhirn-Rinde. Denken und Erinnern sind hier verankert, willentliche Bewegungen werden gesteuert. Die Großhirn-Rinde ist in verschiedene Unterbereiche, sogenannte Gehirn-Lappen, gegliedert. Sie werden entsprechend ihrer Lage Stirn-Lappen, Schläfen-Lappen, Scheitel-Lappen und Hinterkopf-Lappen genannt. In ihnen haben Nervenzellen mit ganz bestimmten Aufgaben ihren Sitz. Man kann heute schon sehr genau sagen, wo sich einzelne Funktionen befinden, z. B. Unterhalb der Großhirn-Rinde verlaufen die Fortsätze der Nervenzellen. Sie übertragen Informationen. Unterhalb des Großhirns liegen auch die Basal-Ganglien. Das sind sehr dichte Verbünde von Nervenzellen.
Kleinhirn (Cerebellum): Das Kleinhirn ist ebenfalls in zwei Hälften geteilt und steuert das Gleichgewicht und die Koordination von automatisierten Bewegungsabläufen. Vermutlich ist das Kleinhirn auch an unbewussten Lernprozessen und am Spracherwerb beteiligt. Gemeinsam mit dem Großhirn steuert es die Muskeln und somit die Bewegungen. Außerdem sorgt es ganz wesentlich mit dafür, dass die Muskel-Spannung des Körpers erhalten bleibt. Während das Großhirn vorrangig für bewusste Bewegungen zuständig ist, steuert das Kleinhirn bereits gelernte Bewegungsabläufe. Hier werden bestimmte Bewegungsabfolgen wie Tanzschritte oder das Schalten beim Autofahren gespeichert.
Zwischenhirn (Diencephalon): Das Zwischenhirn verbindet Großhirn und Hirnstamm. Es besteht aus dem oberen Teil, dem sogenannten Thalamus, dem darunter liegenden Hypothalamus und der Hypophyse, das ist die Hirnanhangdrüse. Im Zwischenhirn werden der Schlaf-Wach-Rhythmus, das Schmerzempfinden und die Körpertemperatur gesteuert. Die Hypophyse produziert zudem Hormone. Das Zwischenhirn ist für viele überlebenswichtige Empfindungen und Instinkte des Menschen verantwortlich. Hier werden zum Beispiel Durst und Hunger oder der Schlaf gesteuert. Auch an der Verarbeitung von Sinneseindrücken wie Sehen, Hören oder Tasten ist das Zwischenhirn beteiligt. Der Thalamus ist die wichtigste Schaltstation für Informationen aus den Sinnesorganen. Äußere Sinneseindrücke wie Sehen, Hören oder Tasten gehen hier ein. Hier werden sie verarbeitet und bewertet - jedoch, ohne dass sie uns bereits bewusst sind. Wichtige Informationen werden an das Großhirn weitergeleitet und dort bewusst gemacht. Der Thalamus ist also ein wichtiger Informationsfilter. Er sorgt dafür, dass das Großhirn und das Bewusstsein nicht von Signalen überflutet werden. Der Hypothalamus regelt zahlreiche automatische Vorgänge im Körper. Dazu gehören die Körpertemperatur, Wasser- und Salz-Haushalt oder auch die Magen-Darm-Funktion. Er ist auch am Entstehen des Durst-, Hunger- und Sättigungs-Gefühls beteiligt. Gemeinsam mit der Hirn-Anhang-Drüse (Hypophyse) reguliert der Hypothalamus wichtige Hormone im Körper. Im Zusammenspiel mit anderen Gehirn-Bereichen ist der Hypothalamus auch für Gefühle zuständig, wie z. B.
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Hirnstamm (Brainstem): Der Hirnstamm ist der zuunterst gelegene Teil des Gehirns und besteht aus Nervenfasern, grauer und weißer Substanz und stellt die Verbindung zwischen Gehirn und Rückenmark dar. Zum Hirnstamm gehören die Brücke und das verlängerte Rückenmark. Im Hirnstamm werden die lebenswichtigen Funktionen wie Herzschlag, Atmung und Stoffwechsel koordiniert. Auch Reflexe wie der Lidschlag, das Schlucken und Husten werden hier gesteuert. Der Hirnstamm ist der älteste Gehirn-Teil in der Entwicklungsgeschichte des Menschen. Er verbindet das Gehirn mit dem Rückenmark. Zum Hirnstamm werden drei Hirn-Abschnitte gerechnet: verlängertes Mark, Mittelhirn und Brücke. Der Hirnstamm ist u. a. Durch den Hirnstamm verlaufen wichtige Nerven-Bahnen. Sie sorgen dafür, dass eingehende Sinneseindrücke aus dem Körper an das Großhirn weitergeleitet werden. Umgekehrt leiten sie auch Informationen vom Großhirn zu den Nervenzellen des Rückenmarks. Diese sind z. B. Außerdem regelt der Hirnstamm lebenswichtige Systeme wie Herzschlag, Atmung und Blutdruck. Auch wichtige Körperreflexe haben hier ihren Sitz. Dazu gehören z. B.
Das durchschnittliche Gewicht des menschlichen Gehirns
Das Gehirn eines Menschen wiegt durchschnittlich 1,35 Kilogramm. Ein durchschnittliches menschliches Gehirn wiegt 1300 g. Es besteht aus etwa 100 Milliarden Nervenzellen, die mittels elektrischer und chemischer Impulse miteinander interagieren können. Jede einzelne Nervenzelle weist 1.000 bis 10.000 Kontakte zu anderen Nervenzellen, sogenannten Synapsen, auf. Bei 86 Milliarden Nervenzellen kommt man also auf mindestens 86 Billionen synaptische Kontakte.
Es ist wichtig zu beachten, dass das Gehirn von Männern im Durchschnitt etwas größer und schwerer ist als das von Frauen. Die menschliche Schaltzentrale des Körpers wiegt rund 1.300 Gramm, wobei die des Mannes etwa 100 Gramm schwerer ist. Dies bedeutet keinesfalls, dass biologische Männer intelligenter sind als das weibliche Pendant. Denn die Gehirngröße ist vielmehr von Gewicht und Statur des Trägers abhängig.
Gehirngröße und Intelligenz: Ein komplexer Zusammenhang
Die Behauptung, wir würden nur zehn Prozent unseres Gehirns nutzen, ist Unsinn. Das Gehirn ist nicht alles, aber ohne das Gehirn läuft nichts. Es ist die Steuerzentrale für lebenswichtige Abläufe im Körper. Das Gehirn besteht aus verschiedenen Teilen und Milliarden von vernetzten Nervenzellen. Das Gehirn steuert alle wichtigen Fähigkeiten des Menschen: was wir wahrnehmen und empfinden, was wir wissen und denken oder wie wir uns verhalten. Es stellt aber auch sicher, dass unsere Organe richtig arbeiten und steuert all unsere Bewegungen. Es nimmt Sinneseindrücke auf und verarbeitet sie. Außerdem speichert es Informationen im Gedächtnis und ruft sie bei Bedarf wieder ab. Das Gehirn ist ein gigantisches Netzwerk von Nervenzellen. Dieses Netzwerk steuert all unsere Organe und Körperfunktionen. Man unterscheidet verschiedene Bereiche im Gehirn, wobei jeder Bereich auf bestimmte Aufgaben spezialisiert ist.
Es ist ein weit verbreiteter Irrglaube, dass die Gehirngröße ein direkter Indikator für Intelligenz ist. Obwohl es einige Studien gibt, die eine positive Korrelation zwischen Gehirngröße und IQ beim Menschen zeigen, ist der Effekt eher klein bis mittelmäßig. Laut einer Metaanalyse aus dem Jahr 2015 können Unterschiede der Gehirngröße nur 6-8 % der Intelligenzunterschiede erklären.Demnach ist der Effekt der Gehirngröße eher klein bis mittelmäßig. Zusätzlich gestärkt wird diese Annahme durch die geschlechterunabhängigen Ergebnisse bei IQ-Tests: Obwohl Männer im Durchschnitt 130 g mehr Gehirnmasse aufweisen als Frauen, gibt es keine Intelligenzunterschiede zwischen den Geschlechtern. Folglich spielt die Gehirngröße beim Thema Intelligenz eine untergeordnete Rolle.
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Intelligenz hängt nicht so sehr von der Größe des Gehirns ab. Vielmehr ist entscheidend, wie gut die einzelnen Nerven-Zellen und Gehirn-Bereiche miteinander vernetzt sind. Die Haupt-Verbindungen im Gehirn entwickeln sich schon vor der Geburt. Aus der Gehirn-Forschung weiß man aber, dass sich neue Kontakte zwischen Nerven-Zellen über das gesamte Leben ausbilden. Auch alte Verknüpfungen können sich verändern.
Aktuelle Studien zeigen, dass nicht die Nervenzellen selbst, sondern ihre Vernetzung untereinander ein wichtiger Faktor ist. Paradoxerweise gilt hier: weniger ist mehr! Mittels einer speziellen Form der Magnetresonanztomografie untersuchten Forscher die Dendritendichte im Gehirn von 259 Männern und Frauen. Dendriten sind Zellfortsätze, mit denen Nervenzellen Kontakte zu anderen Nervenzellen aufnehmen. Eine hohe Dendritendichte geht folglich mit einem stark vernetzten Gehirn einher. Interessanterweise erzielten Probanden mit einer niedrigen Dendritendichte bessere Ergebnisse in IQ-Tests. Was zunächst paradox klingen mag, macht in Anbetracht der bereits 1988 postulierten „Neural Efficiency“-Hypothese durchaus Sinn: der Psychologe Richard Haier untersuchte den Energieverbrauch im Gehirn von Probanden beim Lösen kognitiver Aufgaben. Dabei konnte gezeigt werden, dass Menschen mit hohen IQ-Werten einen niedrigeren Energieverbrauch beim Lösen der Aufgaben aufweisen als Menschen mit niedrigeren IQ-Werten. “Intelligente Gehirne“ zeichnen sich also durch eine schlanke und vor allem effiziente Vernetzung in bestimmten Hirnregionen aus. Eine geringe Dendritendichte konnte nämlich insbesondere in den parietalen und frontalen Hirnregionen nachgewiesen werden. Der Parietallappen integriert alle sensorischen Inputs wie Hören, Schmecken oder Riechen, welche anschließend im Frontallappen weiterverarbeitet werden. Diese Hirnregionen verarbeiten also eine Fülle an Informationen, die zu einem gewissen Rauschen führen. Um kognitiv anspruchsvolle Aufgaben zu lösen, muss man allerdings relevante Signale von irrelevantem Rauschen unterscheiden können. Eine geringe Dendritendichte vermindert hier also das Rauschen und erlaubt somit eine effiziente Verarbeitung eingehender Signale.
Das Gehirn im Vergleich: Mensch und Tier
Der Mensch besitzt - bezogen auf das Körpergewicht - das größte Gehirn unter den Säugetieren. Das Gehirn eines Gorillas beispielsweise, ein naher Verwandter des Menschen und deswegen auch in der Familie der Menschenaffen, ist gerade mal ein Viertel so groß wie das menschliche Gehirn. Und dies, obwohl ein Gorilla deutlich mehr wiegt und größer ist als ein Mensch. Vor allem das Großhirn ist beim Menschen deutlich besser ausgebildet als bei seinen haarigen Verwandten. Hier sitzen viele Nerven-Zellen, die eng miteinander vernetzt sind.
Ein Elefantengehirn wiegt circa 4000 g und besitzt 251 Milliarden Nervenzellen, bemisst also in beiden Fällen das 3-fache eines menschlichen Gehirns. Elefanten gelten zwar als außergewöhnlich intelligente Tiere, nichtsdestotrotz sind sie noch weit davon entfernt, Differentialgleichungen zu lösen - demnach kann die absolute Gehirngröße sowie die Anzahl der Nervenzellen nicht der entscheidende Faktor für höhere kognitive Leistungen sein. Die Gehirnmasse korreliert allerdings mit der Körpermasse. Ein großer Körper benötigt also einfach mehr Gehirn. Somit wäre die relative Gehirngröße (also die Gehirnmasse im Verhältnis zur Körpermasse) der relevantere Faktor.
Die Bedeutung des Gehirns für unsere Gesundheit
Das Gehirn ist das aktivste Organ des Menschen und verbraucht etwa ein Fünftel der gesamten vom Blut transportierten Sauerstoffmenge. Wird die Sauerstoffzufuhr für länger als zehn Sekunden unterbrochen, wird der Mensch bewusstlos, nach wenigen Minuten der Unterversorgung entstehen bleibende Hirnschäden oder es tritt der Hirntod ein. Die Hirnaktivität misst man mithilfe der Elektroenzephalographie.
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Zu den Erkrankungen des Gehirns zählen die Gehirnerschütterung als Folge eines Unfalls, der Schlaganfall, verursacht durch die Verstopfung einer Arterie oder eine Gehirnblutung, die Hirnhautentzündung und die Hirnentzündung, die durch Bakterien oder Viren, zum Beispiel durch Masern-Viren, ausgelöst werden, Abbauprozesse im Alter, die unter der Bezeichnung Demenz zusammengefasst werden, Hirntumoren, die gutartig oder bösartig sein können und die verschiedenen Strukturen des Gehirns befallen können. Zu den Symptomen eines Hirntumors zählen Kopfschmerzen, psychische Veränderungen oder epileptische Anfälle. Demenz geht mit einer Schädigung des Gehirns einher, die weitreichende Folgen für das gesamte Denken und Handeln haben kann.