Zentrales Nervensystem: Einfach Erklärt

Das zentrale Nervensystem (ZNS) ist ein fundamentales und komplexes Wunderwerk der Natur. Es ist das Kernstück aller Kommunikation und Steuerung im Organismus und fungiert als kommandierendes Zentrum für sämtliche Körperfunktionen. Das ZNS ist das Kontroll- und Steuerungszentrum deines Körpers. Es ist verantwortlich für das Denken, Fühlen und Erinnern. Dazu verarbeitet es Informationen aus deinem Körper und deiner Umwelt.

Autor: PD Dr. med. Gesche Tallen, Redaktion: Maria Yiallouros, Freigabe: Prof. Dr. Schmidt, RF: Physiologie des Menschen. Springer Verlag 29., vollst. neu bearb. Trepel M: Neuroanatomie - Struktur und Funktion. Elsevier GmbH, Urban & Fischer Verlag 3. Riede UN (Hrsg): Allgemeine und spezielle Pathologie. Georg-Thieme-Verlag 5. komplett überarb. Kahle W (Hrsg): Taschenatlas der Anatomie für Studium und Praxis: 3, Nervensystem und Sinnesorgane. Georg-Thieme-Verlag 6. überarbeitete Aufl. Stöhr M, Brandt T, Einhäupl KM (Hrsg): Neurologische Syndrome in der Intensivmedizin. Differentialdiagnose und Akuttherapie.

Wichtig: Bitte beachten Sie, dass wir bei der hier vorgenommenen Einteilung und Beschreibung von Strukturen des Zentralnervensystems an verschiedenen Stellen auch die damit in Verbindung stehenden Anteile des peripheren Nervensystems berücksichtigen. Wir gehen hier außerdem kurz auf das vegetative (autonome) Nervensystem ein, welches Anteile sowohl im Zentralnervensystem als auch im peripheren Nervensystem hat.

Anmerkung: Die Informationen erheben nicht den Anspruch auf Vollständigkeit, und Einzelheiten sollten Sie immer persönlich mit Ihrem Behandlungsteam erörtern. Die Informationen dienen als Grundlage für ein besseres Verständnis der Probleme, die ein Tumor im Nervensystem verursachen kann, und somit auch dazu, die Behandlungsstrategien für die betroffenen Patienten besser nachvollziehen zu können.

Aufbau des Nervensystems

Das Nervensystem umfasst alle Nervenzellen und weitere Zellen des Nervengewebes. Im Lauf der Evolution und der Höherentwicklung von Organismen wurde das Nervensystem (Überblick) in seinem Aufbau immer komplexer. Während der Regenwurm nur ein einfaches, leiterförmiges Nervensystem besitzt, besteht das Nervensystem des Menschen aus dem zentralen Nervensystem (auch Zentralnervensystem) und dem peripheren Nervensystem.

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Dennoch unterscheidet man zum besseren Verständnis zwischen dem zentralen und peripheren Nervensystem. Das zentrale Nervensystem besteht aus den Nerven in Gehirn und Rückenmark. Es liegt geschützt im Schädel und im Wirbelkanal der Wirbelsäule. Das periphere Nervensystem umfasst alle anderen Nervenbahnen im Körper. Die Unterscheidung in zentral und peripher bezieht sich auf die Lage der Nerven im Körper.

Zentrales Nervensystem (ZNS)

Das zentrale Nervensystem, in der Biologie oft mit ZNS abgekürzt, liegt anatomisch betrachtet zentral im Körper. Die Bestandteile des zentralen Nervensystems sind Gehirn und Rückenmark.

Das zentrale Nervensystem (ZNS) bildet zusammen mit dem peripheren Nervensystem das Nervensystem. Es dient als Steuerzentrale für sämtliche körperlichen und geistigen Prozesse, indem es Informationen verarbeitet, Bewegungen koordiniert und lebenswichtige Funktionen übernimmt.

Das zentrale Nervensystem setzt sich aus zwei Hauptstrukturen zusammen: dem Gehirn und dem Rückenmark. Einerseits sitzt es geschützt im Schädel und ist in verschiedene Bereiche unterteilt, darunter das Großhirn, Kleinhirn, Zwischenhirn und der Hirnstamm. Diese Strukturen sind für Denkprozesse, Sinneswahrnehmungen, Emotionen, Bewegungssteuerung und vegetative Funktionen zuständig. Andererseits verläuft es im Rückenmark innerhalb der Wirbelsäule und verbindet das Gehirn mit dem peripheren Nervensystem. Die Funktion des Nervensystems ist hier, die Leitungsbahn für Nervenimpulse zu ermöglichen und Reflexe zu steuern.

Peripheres Nervensystem (PNS)

Alle Nervenstrukturen außerhalb von Rückenmark und Gehirn sind Bestandteil des peripheren Nervensystems, in der Biologie oft mit PNS abgekürzt.

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Bei dem zentralen und dem peripheren Nervensystem handelt es sich nur um räumlich und nicht um funktionell getrennte Nervensysteme: Sie können nur zusammen funktionieren. Das periphere Nervensystem hat die Aufgabe, Signale von den Sinneszellen aufzunehmen und an das zentrale Nervensystem weiterzuleiten. Dieses wiederum hat die Funktion der Signalverarbeitung.

Von den Sinnesorganen ausgehend gelangen Informationen über die somatischen Nervenzellen des peripheren Nervensystems ins zentrale Nervensystem. Als Beispiel stellen wir uns einen Menschen vor, der plötzlich vor einer Schlange steht. Die Sinneszellen des Auges nehmen die Schlange wahr. Die eingegangenen Informationen werden vom zentralen Nervensystem, meist dem Gehirn, ausgewertet. Bezogen auf unser Beispiel „Mensch sieht Schlange“ verarbeitet das Gehirn die Information und gleicht sie mit Erfahrungen und Situationen aus dem Gedächtnis ab. Von dem zentralen Nervensystem ausgehend werden Signale ins periphere Nervensystem gesendet, die unterschiedliche Reaktionen auslösen. Die Ausgabe umfasst in unserem Beispiel zum einen die Reaktion „Schreien“ durch das somatische Nervensystem, zum anderen die Aktivierung der Nerven des vegetativen Nervensystems, speziell des Sympathikus. Herzschlag und Atmung werden schneller, um den Körper auf eine Flucht vorzubereiten.

Funktionelle Einteilung des Nervensystems

Neben der anatomischen Einteilung gibt es auch eine funktionelle Einteilung des Nervensystems. Man unterscheidet zwischen dem somatischen Nervensystem und dem vegetativen Nervensystem.

Somatisches Nervensystem

Das somatische Nervensystem wird in der Biologie auch als das willkürliche Nervensystem bezeichnet. Es steuert all unsere bewussten Aktivitäten wie das Sprechen oder Laufen.Das willkürliche oder somatische Nervensystem lenkt Vorgänge im Körper, die wir bewusst über unseren Willen beeinflussen: Aktionen wie Greifen, Laufen, Sprechen oder das Lesen dieses Artikels.

Vegetatives Nervensystem

Das vegetative Nervensystem hingegen steuert alle unbewussten Abläufe unseres Körpers und wird auch als autonomes oder unwillkürliches Nervensystem bezeichnet. Die Funktion der Organe, die Atmung sowie Verdauung und Stoffwechsel werden von den vegetativen Nerven gesteuert. Das unwillkürliche, auch autonome oder vegetative Nervensystem ist für Prozesse verantwortlich, die unabhängig von unserem Willen ablaufen. Es kontrolliert Organfunktionen, die wir nicht bewusst steuern, etwa von Leber oder Darm. Damit steuert es lebenswichtige Körperfunktionen wie Verdauung, Stoffwechsel, Herzschlag und Atmung. Zwischen Gehirn und peripherem Nervensystem werden Mitteilungen ausgetauscht. Das vegetative Nervensystem passt körperliche Funktionen entsprechend an - es löst beispielsweise bei voller Blase Harndrang aus, oder führt zur Bildung von Schweiß zur Abkühlung des Körpers bei Hitze.

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Das vegetative Nervensystem lässt sich weiter einteilen in das sympathische Nervensystem (Sympathikus) und das parasympathische Nervensystem (Parasympathikus). Sympathikus und Parasympathikus werden oft als Gegenspieler bezeichnet. Einfach ausgedrückt: Das sympathische Nervensystem reguliert die Organfunktionen in Stresssituationen oder bei Aktivität und das parasympathische Nervensystem in Entspannungsphasen. Zum vegetativen Nervensystem zählt außerdem noch das enterische Nervensystem, das Nervensystem des Darms. Es besteht aus einem Nervengeflecht in der Darmwand und reguliert den Darm weitgehend unabhängig.

Sympathikus und Parasympathikus

Die Nerven des Sympathikus werden aktiv, wenn der Körper leistungsfähig sein muss. Das trifft zum Beispiel in Gefahren- und Stresssituationen zu, aber auch beim Sport. Es werden Herzschlag und Atmung erhöht, die Durchblutung der Muskulatur nimmt zu. Der Gegenspieler des Sympathikus ist der Parasympathikus. Die Nerven des Parasympathikus aktivieren in Ruhesituationen die Organe, die der Speicherung von Reservestoffen und der Erholung dienen. Die Durchblutung des Darms wird erhöht und damit wird die Verdauung gefördert. Der Herzschlag wird hingegen ebenso wie die Durchblutung der Muskulatur verringert.

Der Sympathikus stimuliert, der Parasympathikus beruhigtWenn das autonome Nervensystem bestimmte Informationen über den Körperstatus und äußere Bedingungen erhalten hat, reagiert der sympathische Teil mit der Anregung von entsprechenden Körperprozessen - oder der parasympathische mit deren Hemmung: Der Sympathikus erhöht bei Gefahr Herzschlag und Atemtätigkeit und verbessert die Durchblutung - das steigert die körperliche Leistungsfähigkeit, die zur Flucht oder Verteidigung notwendig ist. Gleichzeitig hemmt der Sympathikus Vorgänge wie die Verdauung, die bei Gefahr nicht hilfreich sind. Wenn wir entspannt sind, verlangsamt der Parasympathikus den Herzschlag und beruhigt die Atmung.

Beim Zusammenspiel von Sympathikus und Parasympathikus geht es darum, dass immer diejenigen Körperfunktionen Vorrang erhalten, deren Aktivität in einer jeweiligen Situation am sinnvollsten ist. Die beiden Systeme wirken also nicht unbedingt entgegengesetzt, sondern können sich in manchen Funktionen ergänzen. Sie arbeiten zusammen, um den Körper im Gleichgewicht zu halten. Der Sympathikus übernimmt so lange die Führung, wie es nötig ist, um eine Stresssituation zu meistern. Dann schaltet sich das parasympathische Nervensystem ein und führt den Organismus in den „Normalbetrieb“ zurück.

Sympathische Nervenzellen befinden sich im Rückenmark im mittleren Bereich der Wirbelsäule und die parasympathischen im oberen und unteren Bereich. Von hier gehen Signale an die sogenannten Ganglien aus. Ganglien sind Anhäufungen von Nervenzellkörpern im peripheren Nervensystem. Die Ganglien sind außerdem über Axone mit den inneren Organen verbunden. Die meisten sympathischen Ganglien befinden sich in der Nähe des Rückenmarks. Viele von ihnen verbinden sich zu einem Ganglienstrang, der parallel zum Rückenmark verläuft. Die parasympathischen Nervenzellen werden hingegen erst kurz vor den Zielorganen über Ganglien zusammengeschaltet.

Über die Ganglien sind die Nervenzellen des Sympathikus und Parasympathikus jeweils untereinander sowie mit den einzelnen Organen vernetzt. Um Signale übertragen zu können und die Organe zu verstärkter oder verminderter Aktivität anzuregen, sind chemische Botenstoffe notwendig: sogenannte Neurotransmitter. Die wichtigsten Transmitter bei der Kommunikation von Sympathikus, Parasympathikus und Organen sind Acetylcholin und Noradrenalin. Letzteres wirkt stimulierend und Acetylcholin überwiegend hemmend. Acetylcholin spielt bei der parasympathischen Signalübertragung die Hauptrolle. Es kommt zwar auch bei der Kommunikation in den sympathischen Ganglien zum Einsatz, für die Signalübertragung an die Organe setzen aber die meisten sympathischen Fasern Noradrenalin frei.

Funktionen des Zentralnervensystems

Die Aufgaben des Nervensystems sind vielfältig. Es empfängt sensorische Informationen aus dem Körper und der Umwelt und verarbeitet diese. Gleichzeitig übernimmt das Nervensystem die Funktion, motorische Befehle an Muskeln zu senden, um Bewegungen auszuführen. Zudem ist es für die Regulation autonomer Körperfunktionen wie Atmung, Herzschlag, Blutdruck und Verdauung zuständig. Es speichert Informationen und ermöglicht kognitive Prozesse wie Denken, und das lymbische System verarbeitet Gefühle und beeinflusst Motivation sowie soziale Interaktion.

Zu den Funktionen des zentralen Nervensystems zählt zudem, eng mit dem peripheren Nervensystem zusammenzuarbeiten. Während das periphere Nervensystem sensorische Reize an das zentrale Nervensystem weiterleitet, gibt das ZNS Befehle an Organe und Muskeln weiter.

Das zentrale Nervensystem hat einige wichtige Aufgaben und Funktionen im Körper des Menschen. Integration (=Zusammenbringen) aller Reize, die der Organismus vom Körperinneren und von der Umwelt aufnimmt (Beispiel: Essen sehen und gleichzeitig Hungergefühl verspüren). Koordination (=Abstimmung) der motorischen Bewegungen des Organismus (Beispiel: Winken und gleichzeitig grüßen). Regulation (=Anpassung) der lebensnotwendigen Prozesse, die im Körper ablaufen (Beispiel: Hormone regulieren, Atmung beruhigen). Das zentrale Nervensystem des Menschen ist außerdem für alle kognitiven Funktionen zuständig - also für die Sprache, das Bewusstsein, das Denken und Lernen, für Erinnerungen, für Aufmerksamkeit und für das Vorstellungsvermögen.

Aufbau des Zentralnervensystems im Detail

Das zentrale Nervensystem des Menschen besteht - wie du schon weißt - aus dem Gehirn und dem Rückenmark. Genauso ist das übrigens bei allen anderen Wirbeltieren wie bei Fischen, Fröschen, Vögeln, Schildkröten oder Hunden. Grundsätzlich besteht das Nervensystem aus Milliarden von Nervenzellen - den sogenannten Neuronen.

Gehirn

Das Gehirn ist das Steuerungs- und Verarbeitungszentrum, das Empfindungen und Lernen, Verhalten und Kontrolle der Körperfunktionen ermöglicht.Es besteht aus drei Hauptbereichen:

• Das Großhirn ist für kognitive Fähigkeiten wie Lernen, Denken und Wahrnehmung verantwortlich.
• Das Kleinhirn spielt eine wesentliche Rolle bei der Regulation und Koordination von Bewegungen, Gleichgewicht und Körperhaltung.
• Der Hirnstamm ist unerlässlich für das Überleben und verbindet das Gehirn mit dem Rückenmark. Er regelt viele automatisierte Prozesse wie Atmung und Herzschlag.

Rückenmark

Das Rückenmark, das dem Gehirn nachgeordnet ist, leitet die Informationen zwischen Gehirn und Körper und ermöglicht Reflexreaktionen. Im Rückenmark ist die weiße Substanz außen und die graue Substanz innen. Im Gehirn ist es umgekehrt.

Das Nervensystem im Alltag

Unser Nervensystem besteht aus Abermilliarden Nervenzellen. Das komplexe Netz steuert bewusste und unbewusste Prozesse - wie die folgende, für die meisten von uns ganz alltägliche Szene an der Kaffeemaschine deutlich macht. Erfahren Sie hier, was Ihr Nervensystem leistet, wenn Sie sich eine Tasse Kaffee schmecken lassen.

Sensorisches, motorisches und vegetatives Nervensystem am Beispiel Kaffeetrinken

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.

Signalübertragung: Nervenbahnen, Nervenzellen und Synapsen

Nervenbahnen durchziehen wie Stromkabel den gesamten Körper und leiten Reize zum Hirn und Befehle aus der Zentrale wieder zurück zu der Körperstelle. Eine Nervenbahn besteht aus gebündelten Nervenzellen und ist mit einer Schutz-Hülle umgeben.

Jeder Mensch hat Abermilliarden Nervenzellen (Neuronen). Mit ihren „Zweigen“ (Dendriten) empfangen sie Signale aus den Nachbarzellen und schicken sie über den Stamm (Axon) zu den Synapsen, den Kontaktstellen zur nächsten Zelle. Nervenzellen sind im Durchmesser nur bis 0,1 Millimeter groß, das Axon kann aber bis zu einem Meter lang sein.

Eine Nervenzelle kann bis zu 100.000 Synapsen haben. Wenn Nervenzellen einen Kaffeeklatsch machen wollen - also ein Reiz von einer Zelle zur nächsten weitergeleitet werden soll, arbeiten die meisten Synapsen mit chemischen Botenstoffen, andere mit elektrischen Signalen.

Überlastung und Störungen des Zentralnervensystems

Das Zentralnervensystem ist ein komplexes Netzwerk, das für die Kontrolle der meisten körperlichen Funktionen und kognitiven Fähigkeiten verantwortlich ist. Es ist ein lebenswichtiges System, welches jedoch anfällig für viele Arten von Störungen und Überlastungen ist. Diese Probleme können aus einer Vielzahl von Gründen auftreten, darunter genetische Faktoren, Umweltauslöser, Infektionen, Autoimmunerkrankungen, Verletzungen oder altersbedingte Abnutzung.

Symptome einer Störung des Zentralnervensystems

Ein gestörtes Zentralnervensystem kann eine Reihe spezifischer Symptome und Zeichen hervorrufen, die aufgrund ihrer Komplexität von individuellen Faktoren wie Alter, Geschlecht und allgemeinem Gesundheitszustand abhängen. Hier sind einige der häufigsten Anzeichen, die auf eine Störung des ZNS hindeuten können:

• Schwierigkeiten bei der Koordination: Probleme mit Gleichgewicht und Bewegung, Zittern oder unwillkürliche Bewegungen können auf eine Störung im Zentralnervensystem hinweisen.
• Veränderungen der geistigen Fähigkeiten: Verwirrtheit, Gedächtnisverlust, reduzierte Aufmerksamkeit, und Schwierigkeiten beim Lernen können Symptome für eine Erkrankung des ZNS sein.
• Emotionale Veränderungen: Stimmungsschwankungen, Depression und Angst sind häufige Anzeichen für neurologische Störungen.
• Körperliche Symptome: Beispiele sind chronische Müdigkeit, Sehstörungen, Schwierigkeiten beim Sprechen und Schlucken, Schmerzen und Muskelschwäche.

Es ist zu bedenken, dass diese Symptome auch bei anderen Krankheiten oder Gesundheitsproblemen auftreten können. Daher ist es wichtig, ärztlichen Rat zu suchen, um eine genaue Diagnose zu erhalten und geeignete Behandlungsstrategien festlegen zu können.

Zentralnervensystem überlastet - Anzeichen und Folgen

Das Zentralnervensystem kann aus vielfältigen Gründen überlastet werden. Dies kann zu einer Vielzahl von Symptomen führen:

• Erhöhter Stress: Chronischer Stress kann das ZNS erheblich belasten und Probleme wie Schlafstörungen, Depressionen, Angstzustände und Konzentrationsstörungen verursachen.
• Ständige Informationsflut: Unsere moderne Technologie-basierte Gesellschaft stellt uns oft vor einen Überfluss an Informationen, und dieser anhaltende „Informationsstress“ kann zur Überlastung des ZNS führen.
• Toxische Substanzen: Drogen, Alkohol und bestimmte Medikamente können das ZNS überlasten und so Schädigungen hervorrufen.

Diese Überlastung kann erhebliche Folgen für das Wohlbefinden und die Lebensqualität haben und kann das Risiko für zahlreiche Gesundheitsprobleme erhöhen, einschließlich neurologischer Störungen, psychische Gesundheitsprobleme, und Herz-Kreislauf-Erkrankungen.

Erkrankungen des Zentralnervensystems

Neurologische Erkrankungen sind Erkrankungen des Nervensystems. Im zentralen Nervensystem können dabei einige Erkrankungen auftreten. Es gibt viele verschiedene Erkrankungen, die das Zentralnervensystem betreffen können. Einige der häufigsten sind:

• Parkinson-Krankheit: Eine neurodegenerative Störung, die durch das Absterben von Gehirnzellen verursacht wird, welche den Neurotransmitter Dopamin produzieren.
• Multiple Sklerose: Eine chronische Erkrankung, bei der das Immunsystem fälschlicherweise die Myelinscheiden - die Schutzschicht um die Nervenfasern im Gehirn und Rückenmark - angreift und schädigt.
• Alzheimer-Krankheit: Eine fortschreitende Erkrankung, die Nervenzellen im Gehirn schädigt und zu Gedächtnisverlust, Verwirrtheit und anderen kognitiven Problemen führt.
• Epilepsie: Eine neurologische Störung, die durch anhaltende Anfälle gekennzeichnet ist, die durch eine übermäßige und abnormale Gehirnaktivität verursacht werden.

Jede dieser Krankheiten hat einzigartige Symptome, Behandlungen und Prognosen. Aus diesem Grund ist eine genaue Diagnose durch einen qualifizierten Gesundheitsdienstleister erforderlich, um geeignete Behandlungsstrategien zu entwickeln.

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