Hirn

Das Encephalon (griechisch), auf deutsch das Gehirn (lat.: Cerebrum), ist der innerhalb des Schädels gelegene Teil des Zentralnervensystems.

Entwicklungsgeschichtlich werden darin 5 Abschnitte unterschieden:

1. Endhirn ( Telencephalon )
2. Zwischenhirn ( Diencephalon )
3. Mittelhirn ( Mesencephalon )
4. Hinterhirn ( Metencephalon )
5. Nachhirn ( Myelencephalon )

Die gewölbte, dem Schädeldach zugewandte Fläche des Gehirns heißt Facies convexa, die der Basis zugewandte heißt Facies basalis.

Die allgemein üblich Einteilung ergibt sich aus dem folgenden Bild:

Datei:Gehirn001.jpg

Das Gehirn
1=Balken, 2=Hypophyse, 3=Metencephalon (Hinterhirn), 4=Telencephalon (das Endhirn mit den Gyri), 5=Cerebellum (Kleinhirn), 6=Medulla oblongata

Allgemeines

• Das menschliche Gehirn wiegt durchschnittlich 1300 bis 1600 Gramm.
• Das Körpergewicht spielt dabei eine gewisse Rolle, folglich wiegt das Gehirn bei großen Menschen mehr als bei kleinen. Das Durchschnittsgewicht des Gehirns beträgt abhängig von der Körpergröße bei Frauen im Durchschnitt 1275 g, bei Männer 1400 g.
• Allerdings besteht zwischen dem Hirngewicht und der Intelligenz eines Menschen keinerlei bekannter Zusammenhang.
• Das Zentralnervensystem, abgekürzt das ZNS, besteht aus Gehirn, Rückenmark und vegetativem Nervensystem und hat die Aufgabe, die Funktionen der verschiedenen Organe des Körpers auf einander abzustimmen.
• Das Großhirn macht mit ca. 80 % den Großteil der Hirnmasse aus. Es ist evolutionär auch der neueste Teil unseres Gehirns.
• Das motorische System paßt die Muskeltätigkeit an die vielfältigen Einflüsse der Umwelt auf den Körper an und stimmt die Motorik mit den Erregungsvorgängen im sensorischen und vegetativen Nervensystem ab.
• Das sensorische System verarbeitet die Signale, die es über die Sinnesorgane erhält, zu bewußten Empfindungen und Wahrnehmungen.
• Das vegetative Nervensystem stimmt die Funktionen der inneren Organe aufeinander ab, ohne daß wir es bemerken müssen.

Funktionelle Gehirnkarte, Hirnrinde

Datei:MRI gehirn01.jpg

MRI des Gehirns

• Stirnhirn (Frontallappen):
  • Funktionen von Intelligenz,
  • motorisches Sprachzentrum,
  • Persönlichkeitsmerkmale,
  • Bewegungsteuerungen
• Okzipitallappen:
  • Sehrinde

"Kleinhirn"

• Zwischenhirn:
  • Hormonausschüttung
• Schläfenlappen (Temporallappen):
  • Gedächtnis,
  • Gefühle,
  • Emotionen
• Scheitellappen (Parietallappen):
  • Hörrinde,
  • Sprachverständnis,
  • Erfassung abstrakter mathematischer Probleme und Musik

Details

• Die verschiedenen Areale in der rotbraunen Schädelmasse sind für ganz spezifische Aufgaben zuständig. Seine Informationen erhält es über ein Netz von rund 100 Milliarden Nervenzellen - Fachausdruck: Neuronen (griech. neuron = Nerv, daher auch die Bezeichnung Neurologe für den früheren Nervenarzt. Alte Bezeichnung für den Facharzt für Psychiatrie und Neurologie.
• Das menschliche Gehirn enthält zwischen hundert Milliarden und einer Billion Nervenzellen, wovon jede im Durchschnitt 10 000 Synapsen besitzt, was zwischen einer und zehn Trillionen Synapsen ergibt - eine unvorstellbar große Zahl. Bei neuronalen Prozessen, die kognitiven oder geistigen Akten zugrunde liegen, kommt es auf viele Millionen von Neuronen an und eben nicht auf eine einzige Nervenzelle, geschweige denn auf eine einzelne Synapse. Und dort „funken“ jeweils chemische Botenstoffe eine Nachricht zur nächsten Zelle.
• Obwohl das Gehirn nur 2 Prozent des Körpervolumens ausmacht, verbraucht es rund zwanzig Prozent der Stoffwechselenergie. Innerhalb des Gehirns ist die Großhirnrinde, deren Aktivität für Geist und Bewußtsein notwendig ist, besonders energiezehrend.
• Vielleicht stellt man sich unser Nervensystem als ein weltweit verzweigtes Telefonnetz oder gar wie das Internet vor. Schaltzentrale ist das Gehirn, das Rückenmark die zentrale Leitungsbahn. Die aus vielen einzelnen Neuronen gebildeten Nervenfasern, die allesamt ins Rückenmark hinein- und hinausführen wie die feinen und feinsten Äste eines Baumes, sind die einzelnen Telefonleitungen. Sie haben zusammen, so schätzt man, eine Länge von knapp einer Milliarde Kilometer - mehr als zweieinhalb tausendmal die Entfernung Erde-Mond. Anders als in einem herkömmlichen Computer laufen die Prozesse parallel, und die "Arbeitsteilung" geschieht manchmal auf recht bizarrem Weg. Neuronen speichern in kleinen oder größeren Gruppen Informationen ab, sortieren sie, nehmen Verbindung zu Nachbarzellen auf und funken Botschaften quer durch den Schädel.
• Sinnesdaten werden verarbeitet, verglichen, gerastert, gruppiert und Kategorien unterworfen. Erst im Zusammenklang all dieser Funktionen, einer Symphonie von unzähligen Prozessen, erledigt das Gehirn Aufgaben wie Treppensteigen, Lesen oder Autofahren.
• Geistige beziehungsweise mentale Prozesse sind stets an neuronale Aktivität in bestimmten Hirngebieten gebunden, auch wenn diese Aktivitäten oft über weite Teile des Gehirns verteilt sind und "parallel" arbeiten. Anscheinend ist das bewußte Ich eher das Produkt als der Initiator dieses Hirngeschehens.
• Je müheloser und automatisierter wir Dinge gedanklich erledigen, desto weniger neuronale Erregung und desto weniger Sauerstoff- und Zuckerverbrauch lassen sich nachweisen. Geistige Aktivität ist untrennbar an die anatomischen und physiologischen Gegebenheiten des Gehirns gebunden, und wenn wir über Pharmaka den Hirnstoffwechsel beeinflussen, dann beeinflussen wir auch die geistige Tätigkeit.

Gehirnteile

• Die beiden Hemisphären sind verbunden durch den Balken (Corpus callosum), Brücke (Pons),
• Kleinhirn, Großhirn mit der Großhirnrinde, Hippokampus, Hirnstamm, Anfang/Ende des Rückenmarks; Limbisches System; Zwischenhirn - zwei Drittel bilden den Thalamuskomplex, das restliche Drittel den Hypothalamus.
• Nervenzellen (Neuronen).
  • Hemisphären sind die beiden Hälften (Hemi = Hälfte) des Gehirns -> Rechts-, Linkshirn.
  • Balken (Corpus callosum): Bündel von Nervenfasern, das die beiden Hälften (Hemisphären) des Gehirns von Säugern miteinander verbindet.
  • Brücke, Pons: erster Abschnitt des Hirnstamms, befindet sich zwischen der Medulla oblungata und dem Kleinhirn. Verbindet in quer verlaufenden Faserbündeln das Großhirn mit dem Kleinhirn und in längs laufenden Bahnsystemen das Großhirn mit dem Rückenmark. Des weiteren verläuft durch diese Brücke die Arteria basilaris (aus der Verschmelzung der arteriae vertebralis sinistra bzw. dextra im Hinterhauptsloch).

• Großhirn, Großhirnrinde, Nervenzellen
  • Bestehend aus versch. Lappen genannten Teilen, z. B. Schläfen-, Frontallappen.
  • Beim Menschen macht das Großhirn den weitaus größten Teil des Gehirns aus: fast sieben Achtel.
  • Die Grosshirnrinde ist nur zwei Millimeter dünn und bereits beim pränatalen Wachstum zu zahlreichen Wülsten und Furchen aufgefaltet. Breitete man sie flach aus, dann bedeckte die Grosshirnrinde eine Fläche von einem halben bis einem dreiviertel Quadratmeter.
  • 40000 bis 60000 Nervenzellen befinden sich in jedem Quadratmillimeter ihrer Substanz. Und jede dieser Zellen ist mit zehn- bis zwanzigtausend anderen verbunden. Daraus ergeben sich pro Quadratmillimeter Hirnrinde sechs Kilometer Verbindungsleitung.
  • Der Grund für ihre Faltung: Sie gibt der Großhirnrinde eine größere Oberfläche, so dass mehr Nervenzellen Platz haben.
  • In der Großhirnrinde haben die "höheren Funktionen" des Gehirns ihren Platz. Sie steuert so komplizierte Prozesse wie das Gedächtnis, Denken und das Sprechen. Hier werden alle unsere Erinnerungen langzeitgespeichert.
  • Von den Gehirnforschern auch das "Gehirn im Gehirn genannt - sorgt dafür, dass unser Körper stets im Gleichgewichtszustand gehalten wird. So hält er beispielsweise unsere Körpertemperatur konstant. Des weiteren erzeugt er auch Hunger- und Durstgefühl, ebenso das Verlangen nach körperlicher Liebe (Libido).
  • An seinem unteren Rand sitzt das Limbische System (Bewertung, Emotionen)
• Die Hypophyse (von griech. phystai = entstehen, wachsen) steuert alle unsere Hormondrüsen und regelt damit Stoffwechsel und Wachstum, Energieverbrauch, sexuelles Verhalten und vieles mehr.
• Das Mittelhirn (oder Mesencephalon) und das verlängerte Rückenmark bilden den Übergang zum Rückenmark. Zwölf paarig angelegte Gehirnnerven beginnen hier.

• Umgeben sind sie von den Hirnhäuten, lat. den Meningen.

Der Hirnstamm

• Dort befinden sich Nervenbahnen, die das Gehirn und Rückenmark miteinander verbinden.
• Dort befindet sich auch das Atemzentrum, wo Atmung, Herz-Kreislauf-System und Blutdruck geregelt werden.
• In der Hypophyse ( Hirnanhangsdrüse ) werden Hormone und deren Vorstufen ausgeschüttet.

Das Kleinhirn

• Es hält Bewegungsprogramme bereit und regelt die Abstimmung der Bewegungsabläufe.

Das Kleinhirn hat eine typische äußere, sehr feine Faltung, die eine enorme Vergrößerung der Oberfläche ermöglicht. Die Nervenzellen des Kleinhirns sind regelmäßig angeordnet. Die wichtigsten Aufgaben liegen in der Bewegungskoordination der Muskeln, der Aufrechterhaltung des Gleichgewichts und der Regulation der Muskelspannung.

Ventrikel (Hirnkammern)

Die Hirnkammern sind der Bildungs- und Resorptionsort des Liquors (Hirnwasser). Der Liquor schützt mit seiner Pufferwirkung Hirn und Rückenmark bei Verletzungen und Erschütterungen.

Blutversorgung

Die Blutversorgung der Gehirnzellen erfolgt über vier rechts und links im Hals symmetrisch nach oben laufende Arterien. Die Hauptmenge arteriellen Bluts fließt über die rechte und linke innere Halsschlagader (Arteria carotis interna dextra bzw. die sinistra). Sie kommen aus der jeweiligen Halsschlagader (Arteria carotis communis dextra bzw. sinistra). Die Halsschlagadern entspringen im Aortenbogen. Zusätzlich fließt Blut beidseite über die rechte und linke Wirbelarterie (Arteria vertebralis dextra bzw. sinistra) aus den Schlüsselbein-Schlagadern (Arteria subclavia). Dies beiden Gefäße haben einen geringeren Durchmesser als die Halsschlagadern.

Die Blut-Hirn-Schranke (bei Wikipedia) schützt das Gehirngewebe vor in diesem Blut zirkulierenden Krankheitserregern, Toxinen und Transmittern (Botenstoffen), indem sie wie ein physikalischer Filter nur die von den Neuronen benötigten Nährstoffe in das Gehirn durchlässt. Ein Netz von über 100 Milliarden Kapillargefäßen, deren Länge insgesamt mehrere hundert Kilometer beträgt, versorgt das Gehirn. Diese Kapillarwände sind fast überall so aufgebaut, dass die "Gifte" nicht durch diese Zellen ins Gehirngewebe eindringen können. Nur Hirnareale, die Hormone an das Blut abgeben oder eine sensorische Funktion – beispielsweise für bestimmte Peptid-Hormone – haben, weisen diese eingebaute Blut-Hirn-Schranke nicht auf.

• Siehe auch Blutversorgung des Gehirns bei Wikipedia

Der Abfluss des verbrauchten Blutes erfolgt zunächst über kleine Venolen und Venen wie in andere Organen hin zur Peripherie der Hirnrinde. Diese Venen verlaufen jedoch unabhängig von dem Verlauf der Arterien: tiefe (Venae profundae cerebri) und eine oberflächliche Venen (Venae superficiales cerebri). Die größte Hirnvene ist nur etwa 1 cm lang (Vena magna cerebri - Galeni) und liegt unter dem Splenium des Balkens. Das nun sauerstoffarme Blut wird in anatomisch besonders gebauten Hirnblutleitern, den Sinus durae matris gesammelt: Die Sinus bilden ein miteinander verbundenes System und münden schließlich in die inneren Drosselvenen (Vena jugularis interna bzw. Vena jugularis externa).

Siehe auch

• Sympathikus und Parasympathikus

Weblinks

• Vorlage:Wikipedia
• http://www.spiegel.de/wissenschaft/mensch/0,1518,614416,00.html

Literatur

• Luis Lemos Sandra Aamodt, Samuel Wang: Welcome to Your Brain. C. H. Beck Verlag, München, 2008. (Sehr gut lesbar, aktueller Wissensch.stand)