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Gehirn und Rückenmark

Das wichtigste Organ des Zentralnervensystems ist das Gehirn (Cerebrum), eine Kontrollinstanz aus über zehn Milliarden Nervenzellen, von denen jede einzelne wiederum mit bis zu 10.000 anderen Nervenzellen verbunden ist.

Das Gehirn ist für sämtliche unserer Aktivitäten verantwortlich, sowohl bewußte als auch unbewußte. Es kann als "Sitz der Persönlichkeit" eines Menschen bezeichnet werden - mit all seinen Gefühlen, Gedanken und Fähigkeiten. Über zwei dicke Nervenstränge - die sogenannte Pyramidenbahn - ist das Gehirn mit der Körpermuskulatur verbunden und kann ihr Verhaltensanweisungen geben.

Drei Häute umgeben das Gehirn schützend:

  1. die harte Hirnhaut (Dura mater encephali)
  2. die Spinnwebhaut (Arachnoidea mater encephali)
  3. die innere Hirnhaut (Pia mater encephali)

Entzündete Hirnhäute sind die Ursache der Krankheit Meningitis.

Man unterscheidet bei den Gehirnregionen Kleinhirn (Cerebellum), Hirnstamm (Truncus cerebri), Großhirn (Cerebrum), Großhirnrinde (Cortex cerebri), Zwischenhirn, Thalamus und Hypothalamus.

Struktur des Gehirnes

Die Struktur des Gehirns ähnelt einer Walnuss und seine Konsistenz einem Pudding. Bei einem Neugeborenen wiegt es etwa 330 Gramm, bei einem ausgewachsenen Menschen durchschnittlich 1,3 Kilogramm, wobei das Großhirn den Hauptteil beansprucht. Ein Zusammenhang zwischen der Größe des Gehirns und der menschlichen Intelligenz gilt heute als ausgeschlossen. (Im übrigen hatten die Neantertaler größere Gehirne als wir!) Die verschiedenen Regionen des Gehirns übernehmen jeweils bestimmte Funktionen.

Hirnhäute

Die besonders widerstandsfähige harte Hirnhaut an der Innenseite des Schädels besteht aus festem kollagenem Bindegewebe. Zwischen dieser Haut und dem Schädeldach befinden sich die Hirnhautschlagadern.

Die sogenannte Spinnwebhaut, die die beiden Hirnhemisphären locker umgibt, lässt dazwischen noch genügend Raum für das Hirnwasser, welches gleichzeitig als Schutzpolster und Druckverteiler dient. Die feine innere Hirnhaut passt sich eng der Oberflächenstruktur des Gehirns an und versorgt das zentrale Nervensystem über Blutgefäße.

Zwischenhirn

Zwischen dem Klein- und dem Großhirn liegt das Zwischenhirn, zu dem auch der Hypothalamus gehört. Von hier aus wird das autonome Nervensystem gesteuert, das unter anderem für den Energie-, Wärme- und Wasserhaushalt unseres Körpers zuständig ist. Neben dem Hypothalamus gehören zum Zwischenhirn weitere drei "Schaltstellen": Thalamus (sensorisches Empfinden), Epithalamus (olfaktorisches Empfinden) und Subthalamus (Motorik). 

Großhirn

Für unser Denken und unsere Wahrnehmung ist das Großhirn zuständig; hier vermutet man den Ursprung von Intelligenz und Urteilsvermögen des Menschen. Eine Längsfurche unterteilt es in zwei spiegelgleiche Hemisphären, die in der Lage sind, zur selben Zeit unterschiedliche Funktionen wahrzunehmen. Im Zentrum der Hemisphären befinden sich Basalganglien - jene „grauen Zellen", die Agatha Christie's berühmter Detektiv Hercule Poirot so oft wie irrtümlich für seine zündenden Einfälle verantwortlich machte. Vielmehr steuern sie die unwillkürlich stattfindenden Bewegungsmuster unserer Skelettmuskulatur, etwa beim Sitzen oder Gehen.

An den Talenten mancher Menschen ist leicht zu erkennen, welche ihrer Gehirnhälften (Hemisphären) aktiver ist, ob sie also beispielsweise eher mathematisch begabt oder musisch veranlagt sind. Man vermutet auch einen Zusammenhang zwischen der Ausprägung der Großhirnhemisphären und Links- beziehungsweise Rechtshändern. Das Aberziehen der Linkshändigkeit bei Kindern könnte somit - vereinfacht ausgedrückt - sogar mentale Probleme verursachen. Nicht zuletzt bestimmen die Gehirnhälften, welches unserer beiden Augen wir beim Sehen bevorzugen - zum Beispiel, wenn wir etwas fotografieren. Manche Wissenschaftler sind sogar der Ansicht, es gäbe wie bei den Gehirnhälften ein "logisch sehendes" und ein "intuitiv sehendes" Auge.

Großhirnhemisphären

Unter den beiden Großhirnhemisphären, genauer unter dem Thalamus, der für den Informationsaustausch zwischen Gehirn und Rückenmark (Medulla spinalis) zuständig ist, liegt der Hypothalamus. Hier befindet sich eine große Anzahl spezialisierter Nervenzellen, die sowohl mit dem Gehirn als auch mit der Hirnanhangdrüse und dem autonomen Nervensystem verbunden sind. Über das endokrine System steuern sie den Sauerstoffwechsel und alle unbewussten Körpervorgänge.

Hemisphären

Das besondere Interesse der Gehirnforschung gilt dem Umstand, dass die beiden Großhirnhemisphären sich in ihrer Art der Wahrnehmung und Verarbeitung von Eindrücken unterscheiden. Während die linke Hälfte die Fähigkeiten von Abstraktion, Logik und Analyse in sich zu vereinen scheint, beherrscht die rechte Gehirnhälfte offenbar eher das emotionale, intuitive Denken und Fühlen in größeren Zusammenhängen.

Kleinhirn

Das Kleinhirn, das nur etwa ein Achtel der Größe des Großhirns einnimmt, leitet in erster Linie unsere Bewegungsabläufe. Mit Hilfe sensibler Nerven werden ständig die Körperbewegungen kontrolliert und Impulse ausgesandt, die zu Muskelkontraktionen führen.

Diese unbewussten Vorgänge sind Voraussetzung für Körpergleichgewicht und Motorik. Zum Kleinhirn gelangen auch alle Informationen, die unsere Sinnesorgane weiterleiten.

Hirnstamm

Der Hirnstamm (Truncus cerebri) verbindet das Gehirn mit dem Rückenmark (Medulla spinalis). Hier laufen alle Informationen zusammen und überkreuzen sich im unteren Teil. Aufgrund dieser Überkreuzung wird die rechte Körperhälfte von der linken Gehirnhälfte gesteuert und umgekehrt.

Der Hirnstamm ist für die allgemeinen Lebensfunktionen zuständig. Seine Strukturen kontrollieren die Herzfrequenz, den Blutdruck und die Atmung. Auch das Wach-Schlafzentrum befindet sich hier.

Großhirnrinde

Eine graue Substanz, die Großhirnrinde (Cortex cerebri), bildet die äußere Nervenzellschicht des Gehirns. Durch viele Furchen und Krümmungen ist die Oberfläche der Großhirnhemisphären stark vergrößert. Als Teile von ihr werden vier sogenannte Lappen unterschieden. Hirnlappen Der Schläfenlappen (Lobus temporalis) ist für Geruch, Gehör und Sprache zuständig, der Scheitellappen (Lobus parietalis) für Tastsinn und Geschmack, der Hinterhauptslappen (Lobus occipitalis) für das Sehen und der Stirnlappen (Lobus frontalis) - in dem man den Sitz des Bewusstseins vermutet - für Bewegung, Sprache und Denkvorgänge.

Diese Grobeinteilung ist allerdings unter dem Vorbehalt zur Kenntnis zu nehmen, dass die Gehirnforschung beim Thema „Bewusstsein" immer noch vor vielen Rätseln steht - und vermutlich immer stehen wird.

Rückenmark

Das etwa vierzig Zentimeter lange, röhrenförmige, graue Rückenmark (Medulla spinalis) hat die wichtige Funktion der Signalübermittlung im zentralen Nervensystem.

Ohne dieses "Informationskabel", das einen Durchmesser von etwa einem halben Zentimeter hat, könnten wir unsere Handlungen nicht steuern.

Das Mark besteht aus Nervenzellen, die einen Gewebestrang bilden. Dieser erstreckt sich etwa fingerbreit von der Unterseite des Gehirns über den Wirbelkanal bis in den Bereich des zweiten oder dritten Lendenwirbels. Im Mark verlaufen vom Gehirn zum peripheren System und in umgekehrter Richtung sensorische und motorische Nervenzellen. Das Rückenmark hat dabei die Funktion einer Leitung, in der die Nervenzellen entsprechend ihren Aufgaben geschaltet und weitergeleitet werden. Es wiegt nur etwa 25 Gramm und befindet sich im Inneren der Wirbelsäule, so dass das Risiko einer Beschädigung relativ gering ist. Verletzungen des Rückenmarks können zu Wahrnehmungsstörungen oder Lähmungen führen.

Auch einfache Reflexe werden vom Rückenmark aus gesteuert. Bei einem entsprechenden Reiz werden die sensorischen und motorischen Nervenzellen direkt geschaltet, was zu sehr schnellen Reaktionen führt. Wenn beispielweise jemand versehentlich mit der Hand eine heiße Herdplatte berührt, bewirkt die direkte Schaltung, dass die Hand blitzschnell zurückzuckt.