Gehirn & Nerven: Basisinfo

Zum Nervensystem des menschlichen Körpers zählen Milliarden Nervenzellen. Der Körper steuert über das Nervensystem viele Vorgänge im Inneren, etwa Organfunktionen, den Stoffwechsel oder geistige Vorgänge wie das Bewusstsein. Zudem nimmt der Mensch über das Nervensystem Kontakt mit der Umwelt auf – zum Beispiel über die Sinne wie Augen oder Ohren. Das Nervensystem verarbeitet Reize und löst Reaktionen wie Schmerz oder Bewegung der Muskeln aus. Es ermöglicht ei­ne Anpassung auf äuße­re und innere Faktoren.

Wie sind Nervenzellen aufgebaut?

Nervenzellen bestehen aus einem Körper und Fortsätzen. Kurze Fortsätze, sogenannte Dendriten, empfangen Signale – zum Beispiel von anderen Nervenzellen. Über lange Fortsätze, die Axone, leitet die Nervenzelle Signale weiter. Fachleute bezeichnen Nervenzellen auch als Neurone.

Wie funktionieren Nervenzellen?

Zwischen zwei Nervenzellen liegen Verbindungsstellen, die sogenannten Synapsen. Die Synapsen können sich an Fortsätzen und Körpern der Nervenzellen befinden. Nervenzellen haben meist eine große Menge an Synapsen. So kann eine Nervenzelle mit einer Vielzahl von anderen Nervenzellen Informationen austauschen. Wiederholter Austausch von Informationen in Nervenzellen stärkt ihre Verknüpfungen.

Wie ist das Nervensystem aufgebaut?

Das Nervensystem ist aus dem zentralen Nervensystem und peripheren Nervensystem aufgebaut. Diese beiden Systeme arbeiten miteinander. Sie lassen sich nur von ihrem Aufbau, nicht jedoch in ihrer Funktion voneinander abgrenzen, und der Übergang zwischen diesen Systemen ist fließend. Wie das Nervensystem genau zusammenhängt und wie Erkrankungen des Nervensystems entstehen, ist noch nicht vollständig erforscht.

Zentrales Nervensystem: Was ist das?

Das zentrale Nervensystem besteht aus:

• Gehirn und
• Rückenmark.

Das Gehirn liegt geschützt im knöchernen Schädel, das Rückenmark im Wirbelkanal. Zudem sind Gehirn und Rückenmark vom sogenannten Liquor cerebrospinalis und von Hirnhäuten umgeben.

Das Gehirn und das Rückenmark bestehen aus:

• Grauer Substanz: In der grauen Substanz finden sich zum größten Teil die Körper von Nervenzellen. Die graue Substanz befindet sich in der Großhirnrinde und im inneren Anteil des Rückenmarks.
• Weißer Substanz: Die weiße Substanz besteht aus markhaltigen Nervenfasern. Sie liegt innen im Gehirn und im äußeren Teil des Rückenmarks.

Peripheres Nervensystem: Was ist das?

Zum peripheren Nervensystem des Körpers zählen alle Nervenbahnen außerhalb von Gehirn und Rückenmark. Es leitet Informationen zwischen Gehirn, Rückenmark und dem restlichen Körper weiter.

Was bedeutet willkürliches und vegetatives Nervensystem?

Zudem unterscheidet die Fachwelt zwischen willkürlichem Nervensystem und vegetativem Nervensystem:
Willkürliches Nervensystem: Fachleute sagen dazu auch somatisches Nervensystem. Es steuert alle bewussten Vorgänge wie z.B. Bewegungen von Armen und Beinen.

• Vegetatives Nervensystem: Das vegetative bzw. autonome Nervensystem steuert Abläufe im Körper, die man mit dem Willen nicht beeinflussen kann. Dazu gehören zum Beispiel Herzschlag, Stoffwechsel und Atmung. Weiters wird das vegetative Nervensystem in das sympathische, parasympathische sowie Eingeweide-Nervensystem eingeteilt. 

Anteile des willkürlichen und vegetativen Nervensystems gibt es sowohl im zentralen als auch im peripheren Nervensystem.

Das Gehirn ist die Schaltzentrale des Körpers. Es verarbeitet Informationen sowie Sinnesreize und sendet Signale an den Körper zurück. Das Gehirn reguliert die Funktionen der Organe. Menschen denken und fühlen mithilfe des Gehirns. Zudem steuern sie ihr Verhalten damit. Aufbau und Funktion des Gehirns hängen zusammen.

Wie groß ist das Gehirn?

Das Gehirn hat die Größe von ungefähr zwei Fäusten und wiegt an die 1,5 Kilogramm. Es besteht aus an die hundert Milliarden Nervenzellen und ca. einer Billion Stützzellen. Die Stützzellen geben dem Gewebe Halt. An der Oberfläche des Gehirns befinden sich Gehirnwindungen. Die Windungen entstehen während der Entwicklung vor der Geburt eines Menschen. So passt sich das Gehirn auch der Schädelgröße an.

Wichtiger als die Größe des Gehirns ist, wie gut die Bereiche des Gehirns miteinander verknüpft sind. Die wesentlichen Verbindungen im Gehirn entwickeln sich bereits vor der Geburt. Nervenzellen können sich jedoch im Lauf des ganzen Lebens ausformen, und Verknüpfungen zwischen ihnen können sich ändern. Lernen und Erfahrungen machen begünstigen zum Beispiel solche Vorgänge.

Gehirn: Spielt das Geschlecht eine Rolle?

Das Gehirn von Männern ist im Durchschnitt fünfzehn Prozent größer und schwerer als jenes von Frauen. Männlich Gehirne haben etwas mehr Nervenzellen, Frauen hingegen weisen etwa eine komplexere Großhirnrinde auf. Es ist allerdings derzeit in der Fachwelt unklar, inwiefern sich Unterschiede in der Struktur des Gehirns auf Hirnfunktionen wie Intelligenz, Denken oder Problemlösen auswirken könnten. Die Fachwelt forscht daher weiterhin an diesen Fragen – auch zu Auswirkungen von Geschlechtshormonen auf das Gehirn.

Welche Bereiche im Gehirn gibt es und welche Funktion haben sie?

Das Gehirn besteht aus zwei Gehirnhälften: der rechten und der linken Gehirnhälfte. Diese sind durch den sogenannten Balken mittels Nervenfasern verbunden. Die linke Gehirnhälfte hat bei den meisten Menschen einen Schwerpunkt auf Sprache und abstraktes Denken. Die rechte Gehirnhälfte hingegen widmet sich üblicherweise dem Erfassen von bildhaften Zusammenhängen sowie dem räumlichen Denken. Zudem steuert die linke Gehirnhälfte die rechte Körperhälfte und umgekehrt.

Die Fachwelt teilt das Gehirn zudem grob in folgende Bereiche ein:

• Großhirn,
• Zwischenhirn,
• limbisches System,
• Hirnstamm (inkl. Mittelhirn, Brücke und verlängertes Mark),
• Kleinhirn.

 

Großhirn

Das Großhirn besteht aus der Großhirnrinde mit grauer Substanz und dem Großhirnmark mit weißer Substanz. Das Großhirn kontrolliert:

• Bewegungen,
• Verarbeitungen von Sinneseindrücken,
• Gefühle,
• Motivation,
• Sprachproduktion und Sprachverständnis,
• Lernen,
• Denken,
• Verstehen,
• Handlungen – bewusst und unbewusst,
• Intelligenz,
• Gedächtnis.

Die Fachwelt teilt das Großhirn zudem in sogenannte Gehirnlappen ein:

• Stirnlappen (Frontallappen): Im Stirnlappen werden z.B. bewusste Bewegungen koordiniert – etwa der Hände oder der Beine. Auch für die Persönlichkeit und das soziale Verhalten spielt der Stirnlappen eine wichtige Rolle.
• Schläfenlappen (Temporallappen): Im Schläfenlappen befinden sich wesentliche Funktionsbereiche für Hören und Sehen, Sprachverständnis sowie die Erkennung von menschlichen Gesichtern.
• Scheitellappen (Parietallappen): Im Scheitellappen werden räumliche Wahrnehmung und Eindrücke von den Sinnesorganen verarbeitet. Auch Lesen, Denken und Rechnen werden hier koordiniert.
• Hinterhauptlappen (Okzipitallappen): Der Hinterhauptlappen ist für das Sehen von Farben und das Wahrnehmen von Helligkeit sowie Gegenständen wichtig.

Zwischenhirn

Das Zwischenhirn ist für viele lebensnotwendige Vorgänge wesentlich. Es steuert zum Beispiel Schlaf, Hunger und Durst. Das Zwischenhirn ist auch Mitspieler bei der Verarbeitung von Sinneseindrücken wie Hören, Sehen oder Tasten. Zum Zwischenhirn gehören etwa Hypothalamus und Thalamus.

Limbisches System 

Das limbische System ist u.a. wesentlich für Gefühle oder auch Triebe.

Hirnstamm

Der Hirnstamm ist für die Schaltung von Informationen zum Kleinhirn und Rückenmark, Steuerung von lebensnotwendigen Körperfunktionen wie Bewusstsein, Atmung, Herzschlag oder Blutdruck zuständig. Zudem spielt der Hirnstamm eine Rolle bei der Entstehung von Reflexen, etwa Niesen oder Schlucken. 

Kleinhirn

Das Kleinhirn steuert Gleichgewicht und Koordination. Zusammen mit dem Großhirn ist es für die Steuerung von Muskeln bzw. Bewegungen zuständig – vor allem für bereits bekannte, automatische Bewegungsabläufe. Das Kleinhirn reguliert zudem die Muskelspannung im Körper.

Wie erfolgt die Blutversorgung des Gehirns?

Das Gehirn ist sehr gut durchblutet. Es benötigt andauernd ausreichend Sauerstoff, Glukose und weitere Nährstoffe.

Die Blutversorgung des Gehirns erfolgt hauptsächlich durch zwei große Arteriensysteme:

1. Links und rechts jeweils eine Arteria carotis interna – innere Halsschlagader – und
2. jeweils eine Arteria vertebralis, Wirbelarterie.

Diese Arterien verbinden sich im Gehirn zu einem Gefäßring, der eine gleichmäßige Durchblutung gewährleistet. Aus diesem Ring entstehen pro Seite drei Arterien, die die jeweiligen Gehirnhälften mit Blut versorgen. Sie verzweigen sich in kleinere Äste und feinste Kapillaren. Diese Gehirnkapillaren spielen eine besondere Rolle, da sie für manche Stoffe weniger durchlässig sind als für andere und somit das Gehirn vor schädlichen Substanzen schützen können. Fachleute bezeichnen diese Funktion als Blut-Hirn-Schranke.

Über die Gehirnvenen wird sauerstoffarmes Blut aus dem Gehirn in die Halsvene über sogenannte Sinusse abtransportiert.

Das Rückenmark verläuft im Wirbelkanal der Wirbelsäule. Es ist als Teil des zentralen Nervensystems Schnittstelle zwischen Gehirn und Körper. Informationen zu Aufbau und Funktion des Rückenmarks finden Sie unter Rückenmark und Spinalnerven.

Zum peripheren Nervensystem gehören sämtliche Nerven und deren Leitungsbahnen außerhalb von Gehirn und Rückenmark wie Spinalnerven, bestimmte Hirnnerven und die weiteren Nervenverzweigungen.

Das periphere Nervensystem verbindet das zentrale Nervensystem mit dem gesamten Gewebe und allen Organen des Körpers. Es leitet Informationen vom Gehirn in den gesamten Körper und umkehrt.