Das zentrale Nervensystem: Merkmale, Funktionen und Erkrankungen

Das zentrale Nervensystem (ZNS) ist das Kontroll- und Steuerungszentrum des menschlichen Körpers. Es besteht aus dem Gehirn und dem Rückenmark und ist für das Denken, Fühlen, Erinnern und die Verarbeitung von Informationen aus dem Körperinneren und der Umwelt verantwortlich. Das ZNS koordiniert motorische Bewegungen, reguliert lebensnotwendige Prozesse und ist für kognitive Funktionen wie Sprache, Bewusstsein, Denken, Lernen, Erinnerungen, Aufmerksamkeit und Vorstellungsvermögen zuständig.

Aufbau des zentralen Nervensystems

Gehirn

Das Gehirn dient als zentrale Schaltstation und besteht aus mehreren großen Teilen:

• Groß-/Endhirn (Telencephalon): Nimmt 80 % der Hirnmasse ein und ermöglicht einzigartige Fähigkeiten. Es besteht aus zwei Hälften, die durch den "Balken" verbunden sind. Die äußere Schicht bildet die Großhirnrinde (graue Substanz), die für Reizaufnahme und -verarbeitung zuständig ist. Darunter liegt die weiße Substanz, die Nervenzellen durch millionenfache Verbindungen verschaltet und für die Reizweiterleitung verantwortlich ist.
• Kleinhirn (Cerebellum): Koordiniert Bewegungen und ist wichtig für das Gleichgewicht.
• Zwischenhirn (Diencephalon): Enthält wichtige Zentren für die Steuerung des Hormonhaushaltes, des Schlaf-Wach-Rhythmus und der Körpertemperatur.
• Mittelhirn (Mesencephalon): Spielt eine Rolle bei der Steuerung von Augenbewegungen und der Verarbeitung von akustischen Signalen.
• Hinterhirn (Metencephalon): Enthält die Brücke (Pons) und das Kleinhirn.
• Nachhirn (Myelencephalon): Auch verlängertes Rückenmark (Medulla oblongata) genannt, steuert lebenswichtige Funktionen wie Atmung und Herzschlag.
• Brücke (Pons): Verbindet das Großhirn mit dem Kleinhirn und dem Rückenmark.

Das Gehirn wird von drei Hirnhäuten (Meningen) geschützt: der harten Hirnhaut (Dura mater), der Spinnwebhaut (Arachnoidea) und der weichen Hirnhaut (Pia mater). Zwischen der inneren und mittleren Haut befindet sich Flüssigkeit, die bei Erschütterungen wie ein Stoßdämpfer wirkt. Im Inneren des Gehirns befinden sich vier Hohlräume (Hirnkammern), die mit Gehirnflüssigkeit gefüllt sind.

Rückenmark

Das Rückenmark verläuft geschützt im Wirbelkanal und stellt die Verbindung zwischen Gehirn und Extremitäten her. Es reicht von der Medulla oblongata bis zum Ende der Wirbelsäule (Cauda equina). Im Querschnitt zeigt es eine Wolkenform mit einer axonreichen weißen Substanz und einer perikaryonreichen grauen Substanz. In der Mitte des Rückenmarks verläuft ein Zentralkanal, der Hirnflüssigkeit (Liquor) führt. Um ihn herum ist die graue schmetterlingsartige Substanz mit der umliegenden weißen Substanz angeordnet.

Im ventralen Anteil des Rückenmarks liegen die unteren Motoneurone, welche die Skelettmuskulatur innervieren und für die Bewegungsausführung verantwortlich sind. Ihre Axone verlassen über den jeweiligen Spinalnerv den Wirbelkanal und ziehen zu ihren Zielmuskeln. Ihr Eingangssignal erhalten die unteren Motoneurone von den sogenannten oberen Motoneuronen die sich im motorischen Kortex im Gehirn befinden und für die bewusste Auslösung der Bewegung zuständig sind (Willkürmotorik).

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Die Fasern der sensorischen Neurone, die Informationen aus der Peripherie weiterleiten, treten am Spinalnerven in das Rückenmark ein. Ihre Zellkörper liegen allerdings außerhalb des Rückenmarks, in den sogenannten Hinterwurzelganglien. Die sensorischen Informationen laufen dann über das Rückenmark zum Gehirn und werden dort verarbeitet. Das Gehirn kann anschließend eine Reaktion einleiten die wiederum die Motoneurone aktiviert.

Funktion des zentralen Nervensystems

Das ZNS hat vielfältige Aufgaben:

• Integration von Reizen: Das ZNS führt alle Reize zusammen, die der Organismus vom Körperinneren und von der Umwelt aufnimmt.
• Koordination von Bewegungen: Das ZNS stimmt die motorischen Bewegungen des Organismus ab.
• Regulation von Prozessen: Das ZNS passt die lebensnotwendigen Prozesse im Körper an.
• Kognitive Funktionen: Das ZNS ist für Sprache, Bewusstsein, Denken, Lernen, Erinnerungen, Aufmerksamkeit und Vorstellungsvermögen zuständig.

Zusammenspiel mit dem peripheren Nervensystem

Das zentrale Nervensystem ist eng mit dem peripheren Nervensystem (PNS) verbunden. Das PNS umfasst alle Spinal- und Hirnnerven, die außerhalb von Gehirn und Rückenmark liegen. Es leitet Informationen von den Sinnesorganen und anderen Körperteilen an das ZNS und umgekehrt.

Hirnnerven

Es gibt insgesamt 12 Hirnnerven, die direkt aus dem Gehirn entspringen und für die Steuerung von Funktionen im Kopf- und Halsbereich zuständig sind. Zu den Hirnnerven gehören beispielsweise der Riechnerv (Nervus olfactorius), der Sehnerv (Nervus opticus) und der Gesichtsnerv (Nervus facialis).

Spinalnerven

Das Rückenmark ist in viele Segmente gegliedert. Aus jedem Segment tritt jeweils ein rechter und ein linker Spinalnerv aus, die jeweils zwischen zwei Wirbeln verlaufen und das Rückenmark mit dem Körper verbinden. Die Spinalnerven sind gemischte Nerven, d. h. sie enthalten sowohl motorische als auch sensorische Fasern.

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Erkrankungen des zentralen Nervensystems

Erkrankungen des ZNS können vielfältige Ursachen haben und zu unterschiedlichen Symptomen führen. Einige Beispiele sind:

• Schädigungen von Nervenfasern: Schädigungen von Nervenfasern im Gehirn oder Rückenmark führen in der Regel immer zu irreversiblen Funktionsverlusten und damit lebenslangen Behinderungen, wie beispielsweise Querschnittslähmungen nach Rückenmarksverletzungen oder Erblindungen nach Sehnervschädigungen.
• Schädel-Hirn-Trauma (SHT): Eine Verletzung des Gehirns durch traumatische Krafteinwirkung wird Schädel-Hirn Trauma (SHT) genannt. Die Symptome sind abhängig von der Schwere der Verletzung und können Bewusstseinsstörungen, Amnesie, Übelkeit, Kopfschmerzen und Schwindel umfassen.
• Neurodegenerative Erkrankungen: Bei den neurodegenerativen Erkrankungen sterben nach und nach Neurone des ZNS ab. Die häufigsten Erkrankungen sind Alzheimer, Parkinson und Chorea Huntington. Die Symptome können Gedächtnisstörungen, motorische Störungen, Orientierungsprobleme, Persönlichkeitsveränderungen und Änderungen im Verhalten umfassen.
• Schlaganfall: Beim Schlaganfall kommt es zu einer plötzlich auftretenden Störung des Blutflusses im Gehirn und dadurch zur Unterversorgung des Gewebes mit Sauerstoff und Nährstoffen. Die Symptome sind Bewusstseinsstörungen, Taubheitsgefühle, Lähmungen, Schwäche, Sprachstörungen, Schwindel, Gangstörungen und Kopfschmerzen.
• Multiple Sklerose (MS): Die Multiple Sklerose (MS) ist eine chronisch-entzündliche Autoimmunerkrankung, bei der das körpereigene Immunsystem die Myelinschicht der Nervenfasern im Gehirn und Rückenmark angreift. Die Symptome sind vielfältig und können Störungen des Sehnervs, der Motorik und der Sensibilität umfassen.
• Glaukom (Grüner Star): Das Glaukom umfasst eine Reihe von Augenerkrankungen, die zum Verlust von Nervenfasern führen. Es kommt bei betroffenen Patienten zu Gesichtsfeldausfällen, bis hin zu Erblindung. Ursächlich ist ein erhöhter Augeninnendruck, bzw. ein ungünstiges Verhältnis zwischen Augeninnendruck und Durchblutung des Sehnervs, der zur Schädigung der Nervenfasern führt.

Behandlung von Erkrankungen des zentralen Nervensystems

Die Behandlung von Erkrankungen des ZNS ist abhängig von der Art und Schwere der Erkrankung. Einige Behandlungsansätze sind:

• Medikamentöse Therapie: Medikamente können eingesetzt werden, um Symptome zu lindern, Entzündungen zu reduzieren oder das Fortschreiten der Erkrankung zu verlangsamen.
• Physiotherapie und Ergotherapie: Physiotherapie und Ergotherapie können dazu beitragen, verlorengegangene Funktionen wiederherzustellen oder zu kompensieren.
• Chirurgische Eingriffe: Chirurgische Eingriffe können erforderlich sein, um Blutungen zu stoppen, Tumore zu entfernen oder den Druck im Gehirn zu entlasten.
• Gentherapeutische und pharmakologische Ansätze: Die Entwicklung von neuen gentherapeutischen sowie pharmakologischen Ansätzen zur Förderung der axonalen Regeneration und somit der Wiederherstellung von verlorengegangenen Funktionen nach Schädigungen des Gehirns und Rückenmarks ist ein wichtiger Forschungsschwerpunkt.

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