Das Gehirn ist ein erstaunliches Ein-Kilo-Organ, das alle Funktionen des Körpers steuert, Informationen aus der Außenwelt interpretiert und die Essenz des Geistes und der Seele verkörpert. Intelligenz, Kreativität, Emotionen und Gedächtnis sind nur einige der vielen Dinge, die das Gehirn steuert. Das Großhirn liegt geschützt im Schädel und besteht aus dem Großhirn, dem Kleinhirn und dem Hirnstamm.
Das Großhirn empfängt Informationen durch unsere fünf Sinne: Sehen, Riechen, Tasten, Schmecken und Hören, oft viele auf einmal. Es setzt die Nachrichten so zusammen, dass sie für uns eine Bedeutung haben, und kann diese Informationen in unserem Gedächtnis speichern. Es steuert unsere Gedanken, unser Gedächtnis und unsere Sprache, die Bewegung unserer Arme und Beine und das Funktionieren vieler Organe in unserem Körper.
Das zentrale Nervensystem (ZNS) besteht aus dem Gehirn und dem Rückenmark. Das periphere Nervensystem (PNS ) besteht aus den Spinalnerven, die vom Rückenmark abzweigen , und den Hirnnerven, die vom Gehirn abzweigen.
In welche Teile ist das Gehirn unterteilt?
Wir können das Gehirn in drei Hauptteile unterteilen: das Großhirn, das Kleinhirn und den Hirnstamm.
Enzephalon: Dies ist der größte Teil des Gehirns und besteht aus der rechten und linken Gehirnhälfte. Es erfüllt höhere Funktionen wie die Interpretation von Berührungen, Sehen und Hören sowie Sprache, Denken, Emotionen, Lernen und Feinsteuerung von Bewegungen.
Kleinhirn: liegt unterhalb des Großhirns. Seine Aufgabe ist es, die Muskelbewegungen zu koordinieren, die Körperhaltung und das Gleichgewicht aufrechtzuerhalten.
Hirnstamm: fungiert als Relaiszentrum, das das Gehirn und das Kleinhirn mit dem Rückenmark verbindet. Es übernimmt viele automatische Funktionen wie Atmung, Herzschlag, Körpertemperatur, Schlaf-Wach-Zyklus, Verdauung, Niesen, Husten, Erbrechen und Schlucken.
Die Großhirnhemisphären
Das Gehirn ist in zwei Hälften unterteilt: die rechte und die linke Hemisphäre. Sie sind durch ein Faserbündel, das so genannte Corpus callosum, miteinander verbunden, das Nachrichten hin- und herüberträgt. Jede Hemisphäre kontrolliert die gegenüberliegende Seite des Körpers. Tritt der Schlaganfall auf der rechten Seite des Gehirns auf, kann der linke Arm oder das linke Bein schwach oder gelähmt sein.
Nicht alle Funktionen der Hemisphären werden gemeinsam genutzt. Im Allgemeinen steuert die linke Hemisphäre das Sprechen, Verstehen, Rechnen und Schreiben
Die rechte Hemisphäre steuert Kreativität, räumliches Vorstellungsvermögen sowie künstlerische und musikalische Fähigkeiten. Bei etwa 92 % der Menschen dominiert die linke Hemisphäre den Gebrauch der Hände und der Sprache.
Gehirnlappen
Die Großhirnhemisphären haben deutliche Spalten, die das Gehirn in Lappen unterteilen. Jede Hemisphäre hat 4 Lappen frontal, temporal, parietal y okzipital . Jeder Lappen kann wiederum in Bereiche unterteilt werden, die ganz bestimmte Funktionen erfüllen. Es ist wichtig zu verstehen, dass nicht jeder Hirnlappen allein funktioniert. Es bestehen sehr komplexe Beziehungen zwischen den Gehirnlappen und zwischen der rechten und linken Gehirnhälfte.
Im Folgenden werden die Hauptfunktionen der einzelnen Lappen kurz beschrieben. In unserem Blog finden Sie einen ausführlichen Artikel zu jedem dieser Themen.
Frontallappen
- Persönlichkeit, Verhalten, Emotionen
- Urteilsvermögen, Planung, Problemlösung
- Sprache: Sprechen und Schreiben (Broca-Areal)
- Körperbewegung (Motorikstreifen)
- Intelligenz, Konzentration, Selbsterkenntnis
Parietallappen
- Dolmetscht Sprache, Wörter
- Tastsinn, Schmerz, Temperatur (sensorischer Saum)
- Interpretiert Signale von Sehen, Hören, Motorik, Sinnesorganen und Gedächtnis
- Räumliche und visuelle Wahrnehmung
Occipital-Lappen
- Interpretiert das Sehen (Farbe, Licht, Bewegung)
Schläfenlappen
- Versteht Sprache (Wernickesches Gebiet)
- Speicher
- Anhörung
- Sequenzierung und Organisation
Die Großhirnrinde
Die Oberfläche des Gehirns wird als Kortex bezeichnet. Sie hat ein gefaltetes Aussehen mit Hügeln und Tälern. Der Kortex enthält 16 Milliarden Neuronen (das Kleinhirn hat 70 Milliarden = 86 Milliarden insgesamt), die in bestimmten Schichten angeordnet sind. Die Nervenzellkörper färben den Kortex grau-braun, daher der Name: graue Substanz
Der Kortex enthält Neuronen (graue Substanz), die durch Axone (weiße Substanz) mit anderen Hirnregionen verbunden sind. Der Kortex hat ein gefaltetes Aussehen. Eine Falte wird als Gyrus bezeichnet, und das Tal dazwischen ist ein Sulcus.
Durch die Faltung der Hirnrinde vergrößert sich die Oberfläche des Gehirns, so dass mehr Neuronen in den Schädel passen und höhere Funktionen möglich sind. Die Falten und Sulci haben Namen, die helfen, bestimmte Gehirnregionen zu definieren.
Tiefe Gehirnstrukturen
Sogenannte Bahnen der weißen Substanz verbinden Bereiche des Kortex mit anderen Bereichen. Botschaften können von einem Gyrus zum anderen, von einem Lappen zum anderen, von einer Seite des Gehirns zur anderen und zu Strukturen tief im Gehirn gelangen.
Hypothalamus rechter Hirnlappen: Er befindet sich im Boden des dritten Ventrikels und ist für die Steuerung des vegetativen Systems zuständig. Es ist an der Steuerung von Verhaltensweisen wie Hunger, Durst, Schlaf und sexuellen Reaktionen beteiligt. Es reguliert auch die Körpertemperatur, den Blutdruck, die Emotionen und die Hormonausschüttung.
Hypophyse: befindet sich in einer kleinen Knochentasche an der Schädelbasis, der Sella turcica. Die Hypophyse ist über den Hypophysenstiel mit dem Hypothalamus des Gehirns verbunden. Sie wird als „Hauptdrüse“ bezeichnet und steuert andere endokrine Drüsen im Körper. Es schüttet Hormone aus, die die sexuelle Entwicklung steuern, das Knochen- und Muskelwachstum fördern und auf Stress reagieren.
Zirbeldrüse: befindet sich hinter dem dritten Ventrikel. Hilft bei der Regulierung der inneren Uhr und des zirkadianen Rhythmus des Körpers durch die Ausschüttung von Melatonin. Es spielt eine gewisse Rolle bei der sexuellen Entwicklung.
Thalamus die Hirnrinde: Sie dient als Relaisstation für fast alle Informationen, die zum und vom Kortex gehen. Es ist an der Schmerzempfindung, der Aufmerksamkeit, der Wachheit und dem Gedächtnis beteiligt.
Basalganglien: umfassen das Caudat, das Putamen und den Globus pallidus. Diese Kerne arbeiten mit dem Kleinhirn zusammen, um feine Bewegungen zu koordinieren, z. B. die Bewegungen der Fingerspitzen.
Limbisches System: das Zentrum unserer Emotionen, unseres Lernens und unseres Gedächtnisses. Dieses System umfasst den Gyrus cinguli, den Hypothalamus, die Amygdala (emotionale Reaktionen) und den Hippocampus (Gedächtnis).
Sprachbezogene Strukturen
Im Allgemeinen ist die linke Gehirnhälfte für Sprache und Sprechen zuständig und wird als die „dominante“ Hemisphäre bezeichnet. Die rechte Hemisphäre spielt eine wichtige Rolle bei der Interpretation von visuellen Informationen und der räumlichen Verarbeitung
Bei etwa einem Drittel der Linkshänder kann die Sprachfunktion auf der rechten Gehirnhälfte angesiedelt sein. Linkshänder benötigen möglicherweise spezielle Tests, um vor einem chirurgischen Eingriff in diesem Bereich festzustellen, ob sich ihr Sprachzentrum auf der linken oder rechten Seite befindet.
Aphasie ist eine Sprachstörung, die die Sprachproduktion, das Sprachverständnis, das Lesen oder das Schreiben beeinträchtigt und auf eine Hirnverletzung zurückzuführen ist, die meist auf einen Schlaganfall oder ein Trauma zurückzuführen ist. Die Art der Aphasie hängt davon ab, welcher Bereich des Gehirns geschädigt ist.
Broca-Areal: befindet sich im linken Frontallappen. Wenn dieser Bereich geschädigt ist, kann die betroffene Person Schwierigkeiten haben, die Zunge oder die Gesichtsmuskeln zu bewegen, um Sprachlaute zu erzeugen. Die Person kann zwar noch lesen und gesprochene Sprache verstehen, hat aber Schwierigkeiten beim Sprechen und Schreiben (d. h. beim Bilden von Buchstaben und Wörtern, nicht beim Schreiben innerhalb von Zeilen), was als Broca-Aphasie bezeichnet wird.
Wernicke-Areal: befindet sich im linken Temporallappen. Eine Schädigung dieses Bereichs verursacht die Wernicke-Aphasie. Die Person kann in langen, sinnlosen Sätzen sprechen, unnötige Wörter hinzufügen und sogar neue Wörter erfinden. Sie können Sprachlaute erzeugen, haben aber Schwierigkeiten, Sprache zu verstehen und sind sich daher ihrer Fehler nicht bewusst.
Strukturen im Zusammenhang mit dem Gedächtnis
Das Gedächtnis ist ein komplexer Prozess, der drei Phasen umfasst: Codierung (Entscheidung, welche Informationen wichtig sind), Speicherung und Abruf. Bei den verschiedenen Arten des Gedächtnisses sind unterschiedliche Bereiche des Gehirns beteiligt. Das Gehirn muss aufmerksam sein und üben, um ein Ereignis vom Kurzzeit- ins Langzeitgedächtnis zu übertragen, was als Enkodierung bezeichnet wird.
Der präfrontale Kortex speichert die jüngsten Ereignisse kurz im Kurzzeitgedächtnis. Der Hippocampus ist für die Codierung des Langzeitgedächtnisses zuständig.
Das Kurzzeitgedächtnis, auch Arbeitsgedächtnis genannt, wird im präfrontalen Kortex gebildet. Es speichert Informationen für etwa eine Minute und seine Kapazität ist auf etwa 7 Einträge begrenzt. So können Sie zum Beispiel eine Telefonnummer wählen, die Ihnen jemand gerade gesagt hat. Es greift auch während des Lesens ein, um sich den gerade gelesenen Satz einzuprägen, damit der nächste Satz einen Sinn ergibt.
Das Langzeitgedächtnis wird im Hippocampus des Schläfenlappens verarbeitet und wird aktiviert, wenn man sich etwas über einen längeren Zeitraum hinweg merken will. Dieser Speicher hat einen unbegrenzten Inhalt und eine unbegrenzte Kapazität für eine unbegrenzte Dauer. Er enthält sowohl persönliche Erinnerungen als auch Fakten und Zahlen.
Das prozedurale Gedächtnis wird im Kleinhirn verarbeitet, das die Informationen an die Basalganglien weiterleitet. Es speichert gelernte automatische Erinnerungen, wie das Binden eines Schuhs, das Spielen eines Instruments oder das Fahrradfahren.
Die Ventrikel des Gehirns
Das Gehirn hat hohle, mit Flüssigkeit gefüllte Hohlräume, die Ventrikel. Im Inneren der Ventrikel befindet sich eine bandartige Struktur, die als Plexus choroideus bezeichnet wird und farblose Zerebrospinalflüssigkeit (CSF) produziert. Der Liquor fließt in und um das Gehirn und das Rückenmark und hilft, Verletzungen abzufedern. Diese zirkulierende Flüssigkeit wird ständig absorbiert und wieder aufgefüllt.
Illustration, Seitenansicht des Gehirns, die die Ventrikel tief im Gehirn und den Liquorfluss zeigt
Der Liquor wird in den tiefen Ventrikeln des Gehirns produziert. Der Liquor zirkuliert im Gehirn und Rückenmark und tritt dann in den Subarachnoidalraum aus. Häufige Obstruktionsstellen: 1) Foramen Monro, 2) Aquädukt Sylvius und 3) Obex.
In der Tiefe der Gehirnhälften befinden sich zwei Ventrikel, die sogenannten Seitenventrikel . Beide sind durch eine separate Öffnung, das Foramen Monro, mit dem dritten Ventrikel verbunden
Der dritte Ventrikel ist mit dem vierten Ventrikel durch eine lange, schmale Röhre verbunden, die Aquädukt von Sylvius genannt wird. Vom vierten Ventrikel fließt der Liquor in den Subarachnoidalraum, wo er das Gehirn umspült und auspolstert. Der Liquor wird von speziellen Strukturen im Sinus sagittalis superior, den Arachnoidalzotten, recycelt (oder absorbiert).
Es besteht ein Gleichgewicht zwischen der absorbierten und der produzierten Menge an Liquor. Eine Störung oder Obstruktion des Systems kann zu einer Ansammlung von Liquor führen, die eine Vergrößerung der Ventrikel (Hydrozephalus) oder eine Flüssigkeitsansammlung im Rückenmark (Syringomyelie) verursachen kann.
Die Hirnhäute
Das Gehirn und das Rückenmark sind von drei Gewebeschichten, den Hirnhäuten, bedeckt und geschützt. Von der äußersten Schicht nach innen sind dies: die Dura mater, die Arachnoidea und die Pia mater.
Dura mater: ist eine starke, dicke Membran, die das Innere des Schädels dicht auskleidet; ihre beiden Schichten, Dura mater und Meningea, sind miteinander verschmolzen und trennen sich nur, um venöse Sinus zu bilden. Die Dura mater bildet kleine Falten oder Kammern. Es gibt zwei besondere Duralfalten, die Falx und das Tentorium. Die Falx trennt die rechte und die linke Gehirnhälfte, und das Tentorium trennt das Großhirn vom Kleinhirn.
Arachnoidea: eine dünne, netzartige Membran, die das gesamte Gehirn bedeckt. Die Arachnoidea besteht aus elastischem Gewebe. Der Raum zwischen der Dura und der Arachnoidea wird als Subduralraum bezeichnet.
Pia mater: Sie schmiegt sich mit ihren Falten und Rillen an die Oberfläche des Gehirns. Die Pia Mater hat viele Blutgefäße, die tief ins Gehirn hineinreichen. Der Raum zwischen der Arachnoidea und der Pia mater wird als Subarachnoidalraum bezeichnet. Hier badet der Liquor das Gehirn und polstert es auf.
Kreislaufsystem und Gehirn
Das Blut wird von zwei Arterienpaaren, den Arteria carotis interna und den Arteria vertebralis, zum Gehirn geleitet. Die inneren Karotis-Arterien versorgen den größten Teil des Gehirns.
Die Vertebralarterien versorgen das Kleinhirn, den Hirnstamm und den unteren Teil des Gehirns. Nach dem Durchtritt durch den Schädel vereinigen sich die rechte und die linke Vertebralarterie zur Arteria basilaris. Die Arteria basilaris und die Arteria carotis interna „kommunizieren“ miteinander an der Basis des Gehirns, dem sogenannten Polygon von Willis
Die Kommunikation zwischen dem inneren Karotissystem und dem vertebral-basilären System ist ein wichtiges Sicherheitsmerkmal des Gehirns. Wenn eines der Hauptgefäße blockiert ist, kann der kollaterale Blutfluss durch das Polygon von Willis fließen und eine Schädigung des Gehirns verhindern.
Der venöse Kreislauf des Gehirns unterscheidet sich stark von dem des übrigen Körpers. Arterien und Venen verlaufen in der Regel gemeinsam und versorgen und entwässern bestimmte Bereiche des Körpers. Man könnte also annehmen, dass es ein Paar von Wirbelvenen und inneren Halsschlagadern gibt. Im Gehirn ist dies jedoch nicht der Fall
Die Hauptvenensammler sind in die Dura mater integriert und bilden die venösen Sinus, nicht zu verwechseln mit den Luftsinus des Gesichts und der Nasenregion. Die Venensinusvenen sammeln das Blut aus dem Gehirn und leiten es in die inneren Jugularvenen. Die Sinus sagittalis superior und inferior entwässern das Gehirn, die Sinus cavernosum entwässern die vordere Schädelbasis
Alle Nasennebenhöhlen münden schließlich in die Sigmoidalhöhlen, die den Schädel verlassen und die Jugularvenen bilden. Diese beiden Jugularvenen sind im Wesentlichen die einzige Drainage für das Gehirn.
Welche Arten von Zellen befinden sich im Gehirn?
Das Gehirn besteht aus zwei Arten von Zellen: Nervenzellen (Neuronen) und Glia- oder Gliazellen.
Nervenzellen
Es gibt viele Größen und Formen von Neuronen, aber alle bestehen aus einem Zellkörper, Dendriten und einem Axon
Das Neuron überträgt Informationen durch elektrische und chemische Signale. Versuchen Sie, sich die elektrische Verkabelung in Ihrem Haus vorzustellen. Ein Stromkreis besteht aus zahlreichen Drähten, die so miteinander verbunden sind, dass beim Betätigen eines Schalters eine Glühbirne aufleuchtet. Ein erregtes Neuron überträgt seine Energie auf die Neuronen in seiner Umgebung.
Neuronen übertragen ihre Energie oder „sprechen“ miteinander über einen kleinen Raum, der Synapse genannt wird
Ein Neuron hat viele Arme, die Dendriten, die wie Antennen wirken und Nachrichten von anderen Nervenzellen aufnehmen. Diese Meldungen werden an den Zellkörper weitergeleitet, der entscheidet, ob die Meldung weitergegeben werden soll
Wichtige Botschaften werden bis zum Ende des Axons übertragen, wo sich an der Synapse Säcke mit Neurotransmittern öffnen. Die Neurotransmittermoleküle durchqueren die Synapse und treffen auf spezielle Rezeptoren an der empfangenden Nervenzelle, die dadurch angeregt wird, die Nachricht zu übermitteln.
Glia-Zellen
Glia (griechisch für Klebstoff) sind die Zellen im Gehirn, die die Neuronen mit Nahrung, Schutz und struktureller Unterstützung versorgen. Es gibt 10 bis 50 Mal mehr Gliazellen als Nervenzellen, und sie sind der häufigste Zelltyp in Hirntumoren.
Astroglia oder Astrozyten sind die Hausmeister: Sie regulieren die Blut-Hirn-Schranke und ermöglichen die Interaktion von Nährstoffen und Molekülen mit den Neuronen. Sie steuern die Homöostase, die neuronale Abwehr und Reparatur, die Narbenbildung und beeinflussen auch elektrische Impulse.
Oligodendroglia-Zellen bilden eine fetthaltige Substanz, das so genannte Myelin, das die Axone isoliert und eine schnellere Übertragung von elektrischen Nachrichten ermöglicht.
Ependymale Zellen kleiden die Ventrikel aus und sezernieren Liquor cerebrospinalis (CSF).
Mikroglia sind die Immunzellen des Gehirns, die das Gehirn vor Eindringlingen schützen und Ablagerungen beseitigen. Sie verkleinern auch die Synapsen.
