Gehirn - biologie.

Gehirn - biologie. 1 EINLEITUNG Menschliches Gehirn Das Gehirn des Menschen besteht aus drei Hauptabschnitten: Großhirn (oben), Kleinhirn (unten rechts) und Hirnstamm (Mitte). Im Hirnstamm erkennt man die Medulla oblangata (als eiförmige Verdickung in der Mitte) sowie den Thalamus (zwischen Medulla und Großhirn). London Scientific Films/Oxford Scientific Films - biologie. Gehirn, Teil des Zentralnervensystems, der bei Wirbeltieren im Schädel liegt. Das Gehirn ist das übergeordnete Zentrum für die Koordination aller Lebensfunktionen des Organismus. Herzschlag, Atmung, Verdauung, Stoffwechsel, Ausscheidung u. a. werden vom Gehirn gesteuert oder maßgeblich beeinflusst. Es empfängt und verrechnet die überwiegende Mehrheit der zahlreichen Signale (Ausnahme: manche Reflexe), die der Organismus als Reize aus der Umgebung bzw. dem eigenen Körper aufnimmt und über das Nervensystem zwischen den Organen überträgt. Das Gehirn koordiniert einfache Bewegungen ebenso wie komplexe Verhaltensweisen und ermöglicht Denken und Lernen sowie die Speicherung von Erfahrungen im Gedächtnis. Beim Menschen entstehen im Gehirn auch Bewusstsein und Gefühle. Erregungsübertragung an einer Synapse Die Erregungsübertragung an einer Synapse erfolgt durch Botenstoffe oder Transmitter wie Serotonin. In der präsynaptischen (vorgeschalteten) Zelle wird der Botenstoff aus synaptischen Bläschen freigesetzt. Er diffundiert in den synaptischen Spalt und wird an der Membran der postsynaptischen (nachgeschalteten) Zelle von Rezeptoren aufgenommen. Überschüssige Botenstoffe werden wieder in die präsynaptische Zelle zurückgeführt. © Microsoft Corporation. Alle Rechte vorbehalten. Das Gehirn des Menschen ist aus rosa-grauem Gewebe aufgebaut und wiegt durchschnittlich 1,3 Kilogramm. Es besteht aus mehr als 100 Milliarden, untereinander verknüpften Nervenzellen (Neuronen). Eine Nervenzelle kann bis zu 100 000 Synapsen mit anderen Nervenzellen haben; die durchschnittliche Zahl der Synapsen ist wesentlich höher als im übrigen Nervensystem. Die Nervenzellen im Gehirn sind von Gliazellen umgeben, speziellen Bindegewebszellen. Sie produzieren Myelin, tragen zur Isolation und Nährstoffversorgung der Nervenfasern bei, nehmen verbrauchte Stoffe auf und dienen als Immunzellen (Makrophagen). Ihre Rolle bei der Verarbeitung der Nervensignale erforscht die moderne Neurowissenschaft. Im menschlichen Gehirn sind Gliazellen 10 bis 50 Mal häufiger als Nervenzellen. Daneben enthält das Gehirn auch Blutgefäße und Hohlräume mit Gehirnflüssigkeit (Liquor). 2 ANATOMISCHER AUFBAU DES MENSCHLICHEN GEHIRNS Aufbau des menschlichen Gehirns Das Gehirn ist die zentrale Steuerungseinheit des Körpers. Es regelt lebenserhaltende Funktionen wie die Atmung und ermöglicht Sinneseindrücke, Gedächtnisleistungen, Bewusstsein und Gefühle. © Microsoft Corporation. Alle Rechte vorbehalten. Das Gehirn besteht aus eng miteinander verbundenen, aber deutlich abgrenzbaren Teilen: dem Großhirn, dem Kleinhirn und dem Hirnstamm (oder Stammhirn). Als Hirnstamm bezeichnet man in der Regel alle Strukturen zwischen Großhirn und Rückenmark, das mit dem Gehirn zum zentralen Nervensystem zusammengefasst wird. Innerhalb des Hirnstamms unterscheidet man Zwischenhirn, Mittelhirn, Hinterhirn (zu dem auch das Kleinhirn gezählt wird) und Nachhirn. Bei der Embryonalentwicklung entstehen diese Teile aus blasenartigen Ausstülpungen des Neuralrohrs. Struktur des Hirnstammes Der hier farbig dargestellte Hirnstamm ist der unterste Teil des Gehirns. Er dient als Übertragungsweg für Nachrichten zwischen Gehirn und Rückenmark und ist Sitz lebenswichtiger Funktionen wie Atmung, Blutdruck und Herzfrequenz. Außerdem ist er für Reflexe wie Augenbewegungen und Erbrechen zuständig. © Microsoft Corporation. Alle Rechte vorbehalten. Die Schädelknochen schützen das Gehirn vor Verletzungen. Außerdem wird es von drei Membranschichten umgeben, der Hirnhäute oder Meningen. Die äußere Schutzhülle (Dura mater oder harte Hirnhaut) ist glänzend und durch eingelagertes Kollagen sehr widerstandsfähig. Die mittlere (Arachnoidea oder Spinngewebshaut) umschließt das Gehirn lose, die innere Membran (Pia mater oder weiche Hirnhaut) erstreckt sich dagegen bis in die Furchen der Gehirnoberfläche. In das Gehirngewebe führen viele kleine Blutgefäße und Kapillaren der Pia mater. Zwischen Arachnoidea und Pia mater befindet sich die Gehirnflüssigkeit. 3 GROSSHIRN 3.1 Aufbau Das Großhirn (Cerebrum) macht etwa 85 Prozent der Gehirnmasse aus. Seine äußere Schicht (Großhirnrinde oder Cortex) hat zahlreiche Windungen und daher eine sehr große Oberfläche. In der Großhirnrinde liegt die Ursache dafür, dass der Mensch den Tieren an Intelligenz überlegen ist. In Längsrichtung ist das Großhirn durch eine Furche in eine rechte und eine linke Hälfte (Hemisphäre) geteilt. Verbunden sind beide durch einen breiten, leicht gewölbten Strang aus Nervenfasern, den Balken (Corpus callosum), über den wichtige Informationen ausgetauscht werden. In jeder Großhirnhälfte befindet sich ein hufeisenförmiger, flüssigkeitsgefüllter Hohlraum (Seitenventrikel), der über kleine Öffnungen (Monroe-Foramen) mit einem dritten Ventrikel im Zwischenhirn in Verbindung steht. Dieser wiederum ist über einen Kanal (Aquaeductus cerebri oder Aquaeductus Sylvii) mit einem vierten Ventrikel zwischen Brücke (siehe unten) und Kleinhirn verbunden. Das Ventrikelsystem geht vom Hirnstamm in den Zentralkanal des Rückenmarks über. Die Gehirnventrikel sind wie der Zentralkanal im Rückenmark und der Subarachnoidalraum (der Raum zwischen Pia mater und Arachnoidea) mit Liquor gefüllt. Die Gehirnflüssigkeit hat die Aufgabe, das Gehirn in der Schädelhöhle ,,schwebend" zu lagern, den inneren Gehirnteil vor Druckschwankungen zu schützen und chemische Substanzen zu transportieren. Gebildet wird der Liquor zum größten Teil in den Seitenventrikeln von den Plexus chorioidei, dicht verwobenen Knäueln aus winzigen Blutgefäßen. Die Außenschicht der Großhirnrinde ist wenige Millimeter dick und besteht aus grauer Gehirnsubstanz. Sie setzt sich aus Schichten nicht myelinisierter (und deshalb relativ langsam leitender) Nervenzellen zusammen und umhüllt die weiße Gehirnsubstanz, deren Nervenzellen myelinisiert sind. Weiße Nervenfasern verbinden das Großhirn mit den anderen Gehirnteilen (Projektionsfasern), den vorderen und hinteren Teil des Großhirns, Teile derselben Großhirnhälfte (Assoziationsfasern) sowie die rechte und linke Hirnhälfte (Kommissuren). In jeder Großhirnhälfte gibt es fünf durch Furchen getrennte Lappen. Vier davon sind nach den darüberliegenden Schädelknochen benannt: Stirn-(Frontal-), Scheitel(Temporal-), Schläfen-(Parietal-) und Hinterhaupts-(Okzipital-)Lappen. Stirn- und Scheitellappen sind in der Mitte durch die Rolando-Furche getrennt, der Schläfenlappen liegt unter der Fissura Sylvii, eine weitere Furche trennt Scheitel- und Hinterhauptslappen. Der fünfte Lappen, die Insel oder Inselrinde (Insula), befindet sich im Gehirninneren. Einige Großhirnbereiche sind bei Mann und Frau unterschiedlich stark ausgeprägt: Frauen haben beispielsweise - im Verhältnis zur Gesamtgröße des Gehirns - einen etwas größeren Stirnlappen und limbischen Cortex, bei Männern sind Teile des Schläfenlappens sowie der Mandelkern größer. Das Großhirn des Mannes ist nicht nur absolut, sondern auch im Verhältnis zur Körpergröße etwas größer als das weibliche, außerdem enthält die männliche Großhirnrinde mehr Nervenzellen. Dagegen hat das Gehirn der Frau mehr Furchen in der Großhirnrinde als das des Mannes. 3.2 Funktionen der Großhirnrinde Funktionen der Großhirnrinde Viele motorische und sensorische Funktionen können bestimmten Feldern der Großhirnrinde zugeordnet werden. Im Allgemeinen existieren diese Felder in beiden Hemisphären und sind für die jeweils gegenüberliegende Körperhälfte zuständig. © Microsoft Corporation. Alle Rechte vorbehalten. In der Großhirnrinde unterscheiden Physiologen und Neurologen mehrere Funktionsfelder: Unmittelbar vor der Rolando-Furche etwa liegt das somatomotorische Feld, das für fast alle willkürlichen Bewegungen der Muskulatur verantwortlich ist....