Lernen Sie Ihr Gehirn kennen

Krankheiten

ddp, Beitrag vom 22. November 2021

Das Gehirn ist der komplexeste Teil des menschlichen Körpers. Dieses drei Pfund schwere Organ ist der Sitz der Intelligenz, Interpret der Sinne, Initiator der Körperbewegungen und Steuerer des Verhaltens. In seiner knöchernen Hülle, die von einer schützenden Flüssigkeit umspült wird, ist das Gehirn die Quelle all der Eigenschaften, die unser Menschsein ausmachen. Das Gehirn ist das Kronjuwel des menschlichen Körpers.

Seit Jahrhunderten sind Wissenschaftler und Philosophen vom Gehirn fasziniert, aber bis vor kurzem galt es ihnen als nahezu unverständlich. Nun aber beginnt das Gehirn, seine Geheimnisse preiszugeben. In den letzten zehn Jahren haben die Wissenschaftler mehr über das Gehirn gelernt als in allen Jahrhunderten zuvor, weil sich die Forschung in der Neuro- und Verhaltenswissenschaft beschleunigt hat und neue Forschungstechniken entwickelt wurden. Infolgedessen hat der Kongress die 1990er Jahre zum Jahrzehnt des Gehirns erklärt.

Dieser Artikel ist eine grundlegende Einführung in das menschliche Gehirn. Er kann Ihnen helfen zu verstehen, wie ein gesundes Gehirn funktioniert, wie man es gesund hält und was passiert, wenn das Gehirn krank ist oder eine Funktionsstörung hat.

 

Die Architektur des Gehirns

Das Gehirn ist wie ein Gremium von Experten. Alle Teile des Gehirns arbeiten zusammen, aber jeder Teil hat seine eigenen besonderen Eigenschaften. Das Gehirn kann in drei grundlegende Einheiten unterteilt werden: das Vorderhirn, das Mittelhirn und das Hinterhirn.

Das Hinterhirn umfasst den oberen Teil des Rückenmarks, den Hirnstamm und ein faltiges Gewebebündel, das Kleinhirn. Das Hinterhirn steuert die Lebensfunktionen des Körpers wie Atmung und Herzschlag. Das Kleinhirn koordiniert Bewegungen und ist an erlernten Bewegungen beteiligt. Wenn du Klavier spielst oder einen Tennisball schlägst, aktivierst du das Kleinhirn. Der oberste Teil des Hirnstamms ist das Mittelhirn, das einige Reflexe steuert und Teil des Schaltkreises ist, der an der Steuerung von Augenbewegungen und anderen freiwilligen Bewegungen beteiligt ist. Das Vorderhirn ist der größte und am höchsten entwickelte Teil des menschlichen Gehirns: Es besteht hauptsächlich aus dem Großhirn und den darunter liegenden Strukturen.

Wenn Menschen Bilder des Gehirns sehen, fällt ihnen meist das Großhirn auf. Das Großhirn befindet sich im obersten Teil des Gehirns und ist die Quelle der intellektuellen Aktivitäten. Es speichert unsere Erinnerungen, ermöglicht uns zu planen, uns etwas vorzustellen und zu denken. Es ermöglicht Ihnen, Freunde zu erkennen, Bücher zu lesen und Spiele zu spielen.

Das Großhirn ist durch einen tiefen Spalt in zwei Hälften (Hemisphären) geteilt. Trotz der Spaltung kommunizieren die beiden Großhirnhälften miteinander durch eine dicke Bahn von Nervenfasern, die an der Basis dieses Spalts liegt. Obwohl die beiden Hemisphären spiegelbildlich zueinander zu sein scheinen, sind sie unterschiedlich. So scheint zum Beispiel die Fähigkeit, Wörter zu bilden, hauptsächlich in der linken Hemisphäre zu liegen, während die rechte Hemisphäre viele abstrakte Denkfähigkeiten zu kontrollieren scheint.

Aus einem noch unbekannten Grund kreuzen sich fast alle Signale vom Gehirn zum Körper und umgekehrt auf ihrem Weg zum und vom Gehirn. Das bedeutet, dass die rechte Gehirnhälfte vor allem die linke Seite des Körpers steuert und die linke Hemisphäre vor allem die rechte Seite. Wenn eine Gehirnhälfte geschädigt wird, ist die gegenüberliegende Körperhälfte betroffen. So kann beispielsweise ein Schlaganfall in der rechten Gehirnhälfte dazu führen, dass der linke Arm und das linke Bein gelähmt sind.

 

Die Geographie des Denkens

Jede Großhirnhemisphäre lässt sich in Abschnitte oder Lappen unterteilen, von denen jeder auf unterschiedliche Funktionen spezialisiert ist. Um die einzelnen Lappen und ihre Spezialisierung zu verstehen, machen wir einen Rundgang durch die Gehirnhälften und beginnen mit den beiden Frontallappen, die direkt hinter der Stirn liegen. Diese beiden Lappen leisten einen Großteil der Arbeit, wenn Sie einen Zeitplan erstellen, sich die Zukunft vorstellen oder mit Argumenten arbeiten. Eine der Möglichkeiten, wie die Frontallappen diese Aufgaben erfüllen, besteht darin, dass sie als Kurzzeitspeicher fungieren und es ermöglichen, eine Idee im Gedächtnis zu behalten, während andere Ideen erwogen werden. Im hintersten Teil jedes Frontallappens befindet sich ein motorisches Areal, das zur Steuerung willkürlicher Bewegungen beiträgt. Eine nahe gelegene Stelle im linken Frontallappen, das Broca-Areal, ermöglicht die Umwandlung von Gedanken in Worte.

Wenn Sie eine gute Mahlzeit genießen – den Geschmack, das Aroma und die Textur des Essens – sind zwei Bereiche hinter den Frontallappen, die Parietallappen, am Werk. Die vorderen Teile dieser Lappen, gleich hinter den motorischen Bereichen, sind die primären sensorischen Bereiche. Diese Areale empfangen Informationen über Temperatur, Geschmack, Berührung und Bewegung vom Rest des Körpers. Auch Lesen und Rechnen gehören zum Repertoire jedes Scheitellappens.

Wenn Sie die Wörter und Bilder auf dieser Seite betrachten, sind zwei Bereiche im hinteren Teil des Gehirns aktiv. Diese Lappen, die Okzipitallappen genannt werden, verarbeiten Bilder von den Augen und verknüpfen diese Informationen mit den im Gedächtnis gespeicherten Bildern. Eine Schädigung des Okzipitallappens kann zur Erblindung führen.

Die letzten Lappen auf unserem Rundgang durch die Gehirnhälften sind die Schläfenlappen, die vor den visuellen Bereichen liegen und sich unter den Scheitel- und Frontallappen einnisten. Ob Sie nun Symphonien oder Rockmusik mögen, Ihr Gehirn reagiert auf die Aktivität dieser Lappen. An der Spitze jedes Schläfenlappens befindet sich ein Bereich, der für den Empfang von Informationen aus den Ohren zuständig ist. Die Unterseite jedes Schläfenlappens spielt eine entscheidende Rolle bei der Bildung und dem Abruf von Erinnerungen, einschließlich derjenigen, die mit Musik verbunden sind. Andere Teile dieses Lappens scheinen Erinnerungen und Geschmacks-, Klang-, Seh- und Berührungsempfindungen zu integrieren.

Der zerebrale Kortex

Die Oberfläche des Großhirns und des Kleinhirns wird von einer vitalen Gewebeschicht bedeckt, die so dick ist wie ein Stapel von zwei oder drei Groschen. Sie wird Kortex genannt, nach dem lateinischen Wort für Rinde. Der Großteil der eigentlichen Informationsverarbeitung im Gehirn findet in der Großhirnrinde statt. Wenn man von „grauer Substanz“ im Gehirn spricht, ist damit diese dünne Rinde gemeint. Die Hirnrinde ist grau, weil den Nerven in diesem Bereich die Isolierung fehlt, die die meisten anderen Teile des Gehirns weiß erscheinen lässt. Die Falten im Gehirn vergrößern seine Oberfläche und erhöhen damit die Menge der grauen Substanz und die Menge der Informationen, die verarbeitet werden können.

Das innere Gehirn

Tief im Inneren des Gehirns, verborgen vor den Augen, liegen Strukturen, die als Torwächter zwischen dem Rückenmark und den Gehirnhälften fungieren. Diese Strukturen bestimmen nicht nur unseren emotionalen Zustand, sie verändern auch unsere Wahrnehmungen und Reaktionen in Abhängigkeit von diesem Zustand und ermöglichen es uns, Bewegungen auszulösen, die wir machen, ohne darüber nachzudenken. Wie die Lappen in den Großhirnhemisphären liegen auch die im Folgenden beschriebenen Strukturen paarweise vor: Jede ist in der gegenüberliegenden Gehirnhälfte doppelt vorhanden.

Der Hypothalamus, etwa so groß wie eine Perle, steuert eine Vielzahl von wichtigen Funktionen. Er weckt Sie morgens auf und sorgt dafür, dass bei einer Prüfung oder einem Vorstellungsgespräch das Adrenalin fließt. Der Hypothalamus ist auch ein wichtiges Gefühlszentrum, das die Moleküle steuert, die uns erheitern, wütend oder unglücklich machen. In der Nähe des Hypothalamus liegt der Thalamus, eine wichtige Schaltstelle für Informationen, die zum und vom Rückenmark und dem Großhirn gehen.

Vom Hypothalamus und dem Thalamus führt ein bogenförmiger Trakt aus Nervenzellen zum Hippocampus. Dieser winzige Knoten fungiert als Gedächtnis-Indexer – er sendet Erinnerungen zur Langzeitspeicherung an den entsprechenden Teil der Großhirnhemisphäre und ruft sie bei Bedarf wieder ab. Die Basalganglien (nicht abgebildet) sind Bündel von Nervenzellen, die den Thalamus umgeben. Sie sind für die Initiierung und Integration von Bewegungen verantwortlich. Die Parkinson-Krankheit, die sich in Zittern, Steifheit und einem steifen, schlurfenden Gang äußert, ist eine Erkrankung der Nervenzellen, die in die Basalganglien führen.

Verbindungen knüpfen

Das Gehirn und der Rest des Nervensystems bestehen aus vielen verschiedenen Zelltypen, aber die primäre Funktionseinheit ist eine Zelle, die Neuron genannt wird. Alle Empfindungen, Bewegungen, Gedanken, Erinnerungen und Gefühle sind das Ergebnis von Signalen, die durch Neuronen geleitet werden. Neuronen bestehen aus drei Teilen. Der Zellkörper enthält den Zellkern, in dem die meisten Moleküle hergestellt werden, die das Neuron zum Überleben und Funktionieren benötigt. Dendriten  ragen wie die Äste eines Baumes aus dem Zellkörper heraus und empfangen Nachrichten von anderen Nervenzellen. Die Signale werden dann von den Dendriten durch den Zellkörper geleitet und können sich vom Zellkörper aus über ein Axon zu einem anderen Neuron, einer Muskelzelle oder Zellen in einem anderen Organ bewegen. Das Neuron ist normalerweise von vielen Stützzellen umgeben. Einige Zelltypen wickeln sich um das Axon und bilden eine isolierende Hülle. Diese Hülle kann ein Fettmolekül namens Myelin enthalten, das das Axon isoliert und dafür sorgt, dass Nervensignale schneller und weiter übertragen werden. Axone können sehr kurz sein, z. B. solche, die Signale von einer Zelle in der Hirnrinde zu einer anderen, weniger als eine Haaresbreite entfernten Zelle übertragen. Es gibt aber auch sehr lange Axone, wie z. B. solche, die Nachrichten vom Gehirn bis hinunter zum Rückenmark transportieren.

Wissenschaftler haben viel über Neuronen gelernt, indem sie die Synapse studiert haben – den Ort, an dem ein Signal vom Neuron an eine andere Zelle weitergegeben wird. Wenn das Signal das Ende des Axons erreicht, stimuliert es die Freisetzung von winzigen Säckchen. Diese Säckchen setzen Chemikalien, so genannte Neurotransmitter, in die Synapse frei. Die Neurotransmitter durchqueren die Synapse und binden sich an Rezeptoren auf der benachbarten Zelle. Diese Rezeptoren können die Eigenschaften der empfangenden Zelle verändern. Handelt es sich bei der empfangenden Zelle ebenfalls um ein Neuron, kann das Signal an die nächste Zelle weitergegeben werden.

Einige wichtige Neurotransmitter bei der Arbeit

Neurotransmitter sind chemische Stoffe, die die Gehirnzellen verwenden, um miteinander zu kommunizieren. Einige Neurotransmitter machen die Zellen aktiver (erregend), während andere die Aktivität einer Zelle blockieren oder dämpfen (hemmend).

Acetylcholin ist ein erregender Neurotransmitter, da es die Erregbarkeit der Zellen generell erhöht. Es steuert Muskelkontraktionen und veranlasst Drüsen zur Ausschüttung von Hormonen. Die Alzheimer-Krankheit, die zunächst die Gedächtnisbildung beeinträchtigt, wird mit einem Mangel an Acetylcholin in Verbindung gebracht.

Glutamat ist ein wichtiger erregender Neurotransmitter. Zu viel Glutamat kann Neuronen abtöten oder schädigen und wird mit Krankheiten wie der Parkinson-Krankheit, Schlaganfällen, Krampfanfällen und erhöhter Schmerzempfindlichkeit in Verbindung gebracht.

GABA (Gamma-Aminobuttersäure) ist ein hemmender Neurotransmitter, der zur Steuerung der Muskelaktivität beiträgt und ein wichtiger Bestandteil des visuellen Systems ist. Medikamente, die den GABA-Spiegel im Gehirn erhöhen, werden zur Behandlung epileptischer Anfälle und des Zitterns bei Patienten mit der Huntington-Krankheit eingesetzt.

Serotonin ist ein Neurotransmitter, der die Blutgefäße verengt und den Schlaf einleitet. Er ist auch an der Temperaturregulierung beteiligt. Ein niedriger Serotoninspiegel kann Schlafstörungen und Depressionen verursachen, während ein zu hoher Serotoninspiegel zu Krampfanfällen führen kann.

Dopamin ist ein hemmender Neurotransmitter, der an der Stimmung und der Steuerung komplexer Bewegungen beteiligt ist. Der Verlust der Dopaminaktivität in einigen Teilen des Gehirns führt zu der Muskelsteifheit der Parkinson-Krankheit. Viele Medikamente zur Behandlung von Verhaltensstörungen wirken, indem sie die Wirkung von Dopamin im Gehirn verändern.

Neurologische Störungen

Das Gehirn ist eines der am härtesten arbeitenden Organe des Körpers. Wenn das Gehirn gesund ist, funktioniert es schnell und automatisch. Wenn jedoch Probleme auftreten, können die Folgen verheerend sein. Etwa 100 Millionen Amerikaner leiden irgendwann in ihrem Leben an verheerenden Gehirnstörungen. Das NINDS unterstützt die Erforschung von mehr als 600 neurologischen Krankheiten. Einige der wichtigsten Arten von Störungen sind: neurogenetische Krankheiten (wie die Huntington-Krankheit und Muskeldystrophie), Entwicklungsstörungen (wie zerebrale Lähmung), degenerative Krankheiten des Erwachsenenalters (wie die Parkinson-Krankheit und die Alzheimer-Krankheit), Stoffwechselerkrankungen (z. B. Morbus Gaucher), zerebrovaskuläre Erkrankungen (z. B. Schlaganfall und vaskuläre Demenz), Traumata (z. B. Rückenmarks- und Kopfverletzungen), Krampfleiden (z. B. Epilepsie), Infektionskrankheiten (z. B. AIDS-Demenz) und Hirntumore. Mehr Wissen über das Gehirn kann zur Entwicklung neuer Behandlungsmethoden für Krankheiten und Störungen des Nervensystems führen und viele Bereiche der menschlichen Gesundheit verbessern.


Dieser Beitrag beschäftigt sich mit einem medizinischen Thema, einem Gesundheitsthema oder einem oder mehreren Krankheitsbildern. Dieser Artikel dient nicht der Selbst-Diagnose und ersetzt auch keine Diagnose durch einen Arzt. Bitte lesen und beachten Sie hier auch den Hinweis zu Gesundheitsthemen! Quellen: Der Beitrag basiert u.a. auf Informationen von MedlinePlus und Wikipedia lizenziert nach CC-by-sa-3.0 oder Open Government v3.0.

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