Nicht schön, aber genial

Unser Gehirn – Bau und Funktion

Steuerzentrale des Organismus

Unter dem Gehirn stellt man sich nicht gerade etwas Schönes vor. Es sieht von oben aus wie eine Walnuss, ist rosa-grau und gerunzelt, seine Konsistenz ist weich wie Pudding. Aber es hat’s in sich: Das Gehirn besteht aus Milliarden von Nervenzellen (Neuronen). Sie sind von Gliazellen umgeben, die sie mit Nährstoffen versorgen. Das Gehirn ist die Steuerzentrale des Organismus. Es schickt Nachrichten an alle Organe und Gewebe und erhält von dort Informationen. Es ermöglicht uns das Lernen, Überlegen und Fühlen. Neben den bewussten Tätigkeiten steuert es auch die unbewussten Vorgänge. Die verschiedenen Regionen (Areale) unseres Gehirns haben keine eindeutigen Grenzen und überlappen sich. Daher weiß man bis heute nicht, wie genau unser Gehirn eine Information verarbeitet, wie viele Bereiche gleichzeitig aktiv sind und wie verschiedene Regionen zusammenarbeiten. –  Drei Abbildungen unterstützen die folgenden Ausführungen zu Aufbau und Funktion unseres „Denkapparates“.

Der Chef – das Großhirn

Abb.1 – Großhirn in der Seitenansicht: Vier Lappen und der Kortex mit sensorischen und motorischen Arealen für diverse Funktionen

Die faltige Oberfläche ist charakteristisch für unser Gehirn und gehört zum Großhirn. Es überdeckt fast alle anderen Hirnbereiche und macht fast 80 Prozent des Gehirnvolumens aus. Die Großhirnrinde ist – bei uns allen  nach etwa dem gleichen Muster – dicht an dicht in enge Windungen oder auch Wülste (Gyri) gelegt.

Das Großhirn besteht aus zwei Hälften, den Hemisphären, die von einem massiven Bündel aus Nervenfasern, dem Balken, zusammengehalten werden. Dieser sorgt dafür, dass beide Hälften Informationen austauschen können. Etwa 14 Milliarden Nervenzellen sind in der zentimeterdicken Außenschicht – der Großhirnrinde (lat. Kortex) -untergebracht.  Sie geben dieser Schicht ihre graue Färbung und ihren Namen: graue Substanz. Das Innere des Großhirns wird im Wesentlichen von der weißen Substanz gebildet. In ihr verlaufen Nervenfasern, die die einzelnen Teile des Großhirns miteinander verbinden. Nervenfasern senden Meldungen von den Sinnesorganen (vgl. Abb.2) an die verantwortlichen Bereiche der Großhirnrinde (vgl.Abb.1). Informationen, die die Sinnesorgane dorthin übermittelt haben, werden ausgewertet, mit gespeicherten Informationen verglichen und gegebenenfalls zu Befehlen an die Muskulatur umgesetzt. Das Großhirn spielt eine wichtige Rolle beim bewussten Erleben und bei Gedächtnisleistungen. 

Emotionale Hexenküche – das limbische System

Auch das Bewusstsein muss ausgebildet werden. Dafür sowie für die Entwicklung von Emotionen, für die Verknüpfung komplexer Abläufe und wahrscheinlich auch für Gedächtnisleistungen ist das limbische System verantwortlich. Das ist eine Sammelbezeichnung für Teile im basalen (grundlegenden) Bereich des Großhirns und Teile des Zwischenhirns. Wer also demnächst in einem Gefühlschaos stecken sollte, darf seinem limbischen System die Schuld in die Schuhe schieben. Zwischen einigen Teilen dieses Systems verlaufen kräftige Nervenleitungen wie Kabel, sodass man es sich wie einen Schaltkreis vorstellen kann, den Signale (z.B. Reize aus der Umwelt) passieren. Dadurch entstehen unsere Emotionen. Das limbische System fungiert auch als „Tagebuch“, als „Merkliste unserer persönlichen Daten“, als „Tor zur Welt der Gerüche“ und vieles mehr.

Chefsekretär – das Zwischenhirn

Abb.2 – Sinnesorgane

Das Zwischenhirn sitzt im Vorzimmer des Chefs – des Großhirns – , hat nicht allzu viel Macht, aber doch einigen Einfluss. Es liegt unter dem Balken, der Verbindungsstelle zwischen den beiden Großhirnhälften. Das Kernstück des Zwischenhirns ist der Thalamus. – Im Ägypten der Pharaonen hieß die Eingangshalle zum Tempel „Thalamos“. – Hier dient das Hirnareal Thalamus als „Tor zum Bewusstsein“.  Verschiedene Teile des Thalamus erfüllen einen riesigen Berg an Aufgaben: Ein Teil kontrolliert den Hormontransport in unserem Körper, der obere Teil fungiert als wichtige Umschaltstelle für Nervenbahnen der Sinnesorgane auf dem Weg zum Großhirn, der untere ist verantwortlich für die Koordination lebenswichtiger Körperfunktionen und Verhaltensweisen wie Schlafen, Wachen, Atmung oder Kreislauf. Ein kleiner Teil, die Zirbeldrüse, sorgt für unseren Tag-und-Nacht-Rhythmus und entscheidet darüber, ob wir Frühaufsteher oder Morgenmuffel sind. Manche Menschen schlafen z.B. selbst bei lautestem Lärm ruhig und fest, andere wachen schon beim leisesten Geräusch auf. In einer Studie erkannten US-Forscher: Auch für diese unterschiedliche Sensibilität ist der Thalamus verantwortlich. Er schirmt beim Schlafen – unterschiedlich stark – den Rest des Denkorgans gegen äußere Sinnesreize ab. Dennoch empfehlen sie eine ruhige Schlafumgebung.

Unter dem Zwischenhirn liegt das Mittelhirn. Dieses empfängt Informationen von Auge, Ohr und Haut und leitet sie an andere Hirnbereiche weiter. Der an der Unterseite gelegene Neuronenkomplex (Neuron = Nervenzelle) enthält auch Neuronen von Zwischen- und Nachhirn. Er ist ebenfalls für den Wach-Schlaf-Rhythmus und die Regulierung unserer Atmung  zuständig.

Schön und bewegend – das Kleinhirn

Abb.3 – Das Kleinhirn hängt hinter und unter dem Großhirn am Hirnstamm und weist feine Windungen der Oberfläche auf. Im Längsschnitt durch den Mittelteil ist der weiße „Lebensbaum“ (Arbor vitae) gut erkennbar.

Durch feine Furchen und die ordentlich plissierte Oberfläche ist das Kleinhirn viel schöner als die anderen Hirnbereiche. Sein Chef, das Großhirn, erscheint dagegen fast hässlich. Das Kleinhirn liegt im Hinterkopf. (vgl. Abb.3)

Es koordiniert Bewegungen und gibt den Wissenschaftlern mit der Frage, wie es das anstellt, das größte Rätsel auf. Alle Erregungen von und zu den Zentren der Großhirnrinde, die für Bewegungen zuständig sind,  laufen über das Kleinhirn. Wie das Großhirn, besitzt das Kleinhirn zwei Hemisphären, die von der Brücke zusammengehalten werden. Diese verbindet auch das Kleinhirn mit dem Großhirn. Sie ähneln sich in gewisser Weise. Wenn wir einen neuen Handgriff an einem Instrument einüben, ist das Großhirn besonders aktiv, da wir mit der Großhirnrinde lernen. Wir führen die Bewegung die ganze Zeit bewusst aus, was uns anfangs noch anstrengend vorkommt. Wenn der Handgriff eines Tages eingeübt ist, bewegen sich die Hände wie von selbst. Das liegt daran, dass jetzt das Kleinhirn die gelernte Bewegung ausführt. Das Kleinhirn ist für alle scheinbar „selbstverständlichen“ Bewegungen verantwortlich, so auch die für Aufrechthaltung der Körperstellung und für das Körpergleichgewicht im Schwerefeld der Erde. Auch am Schlafen und Aufwachen ist es beteiligt. Wenn wir träumen, ist das Kleinhirn aktiv.

Stammesgeschichtlicher Urahn – das Nachhirn

Das Nachhirn wird auch verlängertes Mark genannt, weil es den Übergang vom Rückenmark zum Gehirn herstellt. Es ist das stammesgeschichtlich älteste Hirnteil. Zusammen mit der Brücke und dem Mittelhirn zählt es zum Hirnstamm. (vgl. Abb. 3) Das Nachhirn ist die Schaltzentrale für lebenswichtige Reflexe. Hier lässt sich gut eine Parallele ziehen. Das ursprünglichste Hirnteil ist verantwortlich für die „ursprünglichen“ Reflexe, also für lebenswichtige Reflexe wie Husten, Niesen, Erbrechen, Schlucken oder das Saugen des Säuglings. Hier befinden sich Automatiezentren für lebenswichtige Funktionen wie die Regulierung des Rhythmus von Atmung und Herzschlag oder die Anpassung des Blutdrucks. – Wird dieser Rhythmus an gewisse Belastungssituationen angepasst, muss die steuernde Wirkung anderer Gehirnteile, z. B. des Zwischenhirns, hinzukommen. Werden diese lebenswichtigen Zentren bei Verletzung der Wirbelsäule im Halsbereich beschädigt oder zerstört (z.B. bei einem Genickbruch), endet dies tödlich.

Unser Gehirn ist ein Wunderwerk der Natur und längst nicht vollständig erforscht und so können wir hier erst recht nur einen winzig kleinen Einblick geben. Doch sollten wir alle zumindest eine Ahnung davon haben, was in unserem Kopf abläuft. (Quellen: diverse Biologiebücher Sek. II, Magazin „Gehirn und Geist“)

Noreen

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