Psychologie

Falls Sie an diesen Punkt – mehr über das Nervensystem erfahren möchten, klicken Sie hier.

An dieser Stelle ist es Zeit, Ihre Aufmerksamkeit von der atemberaubenden Funktion Ihres Gehirns, von einem Segelschiff des 19. Jahrhunderts, auf einen hochmodernen Flugzeugträger des 21. Jahrhunderts zu lenken.

Nicht weil uns persönlich eine Schiffsreise mit Segel, Sextant und Steuerrad nicht als ausreichend aufregend oder romantisch erscheint, sondern weil Forschung und Entwicklung zu komplexeren Vergleichen zwingen. Nichts desto Trotz war, ist und bleibt das Gehirn, Ihr Gehirn, die komplexeste und faszinierendste Entwicklung, die jemals stattgefunden hat.

Hier erhalten Sie nun die Anleitung, wie man sich einen Flugzeugträger oder, wie in unserem Fall ein Gehirn bastelt. Beachten Sie die Bauanleitungen gewissenhaft, da mögliche Ungenauigkeiten fatale Folgen haben könnten. Gelingt es Ihnen ein Gehirn zu konstruieren und mit dem Verstand wenigstens einer Ameise auszustatten, bitte informieren Sie mich umgehend, damit ich Sie ( Ihre Einwilligung vorausgesetzt) für die nächsten 15 Nobelpreise in Folge anmelden kann!

Das Nervensystem, ganz einfach betrachtet, gliedert sich in die Steuerzentrale, auch Kommandobrücke oder zentrales Nervensystem genannt und in die vielen Verkabelungen, die irgendwo am Bug oder Heck unseres Schiffes enden, wobei sie unser ganzes Schiff durchziehen  und das periphere Nervensystem darstellen.

Wenden wir uns zunächst der Kommandozentrale zu.

Struktur und Funktion des Nervensystems

Das Nervensystem gilt als das Organ des Erlebens und Verhaltens. Topographisch (der Lage nach) wird das Nervensystem in zwei große Bereiche unterteilt.

1. Zentrales Nervensystem.
   Es besteht aus Gehirn und dem Rückenmark. Das Rückenmark dient vor allem als Durchgangstation und enthält die Nervenfasern vom Gehirn und zum Gehirn mit den dazugehörigen Nervenzellen. Die meisten Nervenfasern werden auf dem Weg vom Gehirn zu den jeweiligen Körperregionen in bestimmten Nervenzellen zwei bis dreimal umgeschaltet.
2. Peripheres Nervensystem. Es umfasst alle Nervenzellen und – Fasern außerhalb von Gehirn und Rückenmark.

Funktionell wird das Nervensystem in zwei Bereiche unterteilt:

• A. Cerebrospinales oder somatisches Nervensystem.
  Es regelt die Beziehung zur Umwelt, ermöglicht Empfindungen und Bewegungen und ist willentlich beeinflussbar. Die Sinnesorgane (sensorisches System) nehmen Informationen aus der Umwelt auf und leiten diese zum Gehirn und Rückenmark weiter (afferente, zentripetale oder sensible Leitung). Die Reaktion darauf erfolgt in Form der Willkürmotorik (motorisches System), die durch die quer gestreifte Muskulatur gesteuert wird (efferente, zentrifugale oder motorische Leitung).
• B. Vegetatives oder autonomes Nervensystem. Es steuert alle inneren Vorgänge und Abläufe des Körpers, regelt zahlreiche lebenswichtige Körperfunktionen und arbeitet dabei unwillkürlich durch die glatte Muskulatur. Das zentrale Nervensystem wirkt über vegetative Efferenzen auf Eingeweideteile (innere Effekttoren, Drüsen) ein. Eingeweideteile (innere Rezeptoren) geben ihre Informationen über viszerale Afferenzen an das zentrale Nervensystem weiter. Das vegetative Nervensystem außerhalb des Gehirns besteht aus zwei Untersystemen:

A. Sympathisches Nervensystem zur Aktivierung,
B. Parasympathisches Nervensystem zur Beruhigung und Regeneration.

Ein Ungleichgewicht im Zusammenspiel dieser Einheiten kann zu psychischen Veränderungen mit Angst und Panik führen.

Das menschliche Gehirn enthält in seinem Aufbau die ganze Evolutionsgeschichte – von den einfachsten Tierarten, bis hin zum Menschen. Es besteht im Wesentlichen aus folgenden Teilen: Hirnstamm – Kleinhirn – Mittelhirn – Limbisches System – Zwischenhirn – Großhirn (Endhirn).

Die Kommandozentrale

Die Schaltzentrale ist mit einem leichten, aber widerstandsfähigen Stahl ummantelt, was dem Schädelknochen entspricht und zwei kleinen Fenstern, die die Beobachtung des Meeres und der Umgebung sicherstellen.

Darunter befindet sich eine stoßfeste Isolierschicht, die harte Gehirnhaut, die weiche Gehirnhaut und zwischen beiden ein mit Flüssigkeit gefüllter Zwischenraum.

Die Brücke ist somit einigermaßen gut vor Temperaturschwankungen und Stößen geschützt, was sinnvoll erscheint, da von der Kommandobrücke aus alle Befehle bis zuletzt erteilt werden müssen. Nicht umsonst wird das endgültige Aus des Lebens durch den Funktionsverlust des Gehirns bestätigt. Getreu dem Motto „Der Kapitän verlässt als Letzter das Schiff“.

Die einzelnen Steuereinheiten, mit denen wir unser Schiff auf Kurs halten, werden wir uns nun gemeinsam etwas näher ansehen.
Hier gibt es zunächst ein sehr lange erprobtes, älteres und doch immer wieder verwendetes Modul, das Stammhirn.

Das dickste Stromfaserbündel ist das Rückenmark, das zum einen Bewegungsimpulse an die Muskeln weitergibt und zum anderen Informationen zurückleitet an das Gehirn. Dort, wo das Rückenmark auf das Gehirn trifft befindet sich das Stammhirn, also so gesehen der Hauptstecker der ganzen Elektrik.

Der Hirnstamm besteht aus drei Hauptteilen:

Den direkten Übergang zum Rückenmark nennt man „verlängertes Mark“. Hier verdichten sich die Nervenfasern noch einmal und gehen anschließend in die Brücke (lat. Pons) über.

Gemeinsam mit dem verlängerten Mark sind die hier entspringenden Nerven für Atmung und Blutdruckkontrolle zuständig. Brücke deswegen, weil sie den Bereich zwischen Großhirn und Kleinhirn überbrückt.

Der dritte Teil des Hirnstamms liegt oberhalb der Brücke:

Das Mittelhirn. Der Name lässt einiges erhoffen, ein Gehirn in der Mitte, das scheint wohl außerordentlich wichtig zu sein. Ist es aber nicht. Hier finden sich lediglich einige Verschaltungen der Seh- und Hörnerven.

Jedoch befinden sich im Hirnstamm eine gewaltige Anzahl von Nerven, die in das gesamte Gehirn und in die Peripherie ausstrahlen. Vom Hirnstamm weg gehen auch die meisten der zwölf Hirnnerven, die zum Beispiel die Muskeln des Gesichts (Trigeminus) und die Zunge steuern oder am Gleichgewichtssinn beteiligt sind. Der Hirnstamm ist also wirklich so etwas, wie das Technikzentrum unseres Gehirns, in welchem der ganze Kabelsalat verlegt und verschaltet ist.

Dies gilt ebenso für die Formatio reticularis, die „Netzwerkformation“, die sich im verlängerten Mark befindet. Die Formation reticularis ist gewissermaßen der Flurfunk des Gehirns. Da sie mit jeder Nervenstruktur des Gehirns verbunden ist, bekommt sie jeden Klatsch und Tratsch sofort mit. Wenn es genug ist mit dem ständigen Austausch von Neuigkeiten mit dem Großhirn, bettet sich die Formatio reticularis zur Ruhe und knipst das Licht aus. Die Folge- wir werden müde.

Kabel, Verbindungen und Sicherungskästen, all diese Verschaltungen befinden sich im Hirnstamm.
Diese Verkabelung unseres Schiffes würde Tausende von qualifizierten Elektrikern in den Wahnsinn treiben, wobei erschwerend hinzukommt, dass bei jedem Kurswechsel oder Manöver neue Verbindungen wie aus dem Nichts entstehen.

Natürlich arbeitet unser Kleinhirn nicht für sich allein, wir haben also nicht zwei Gehirne im Kopf.

Der mittig verlaufende Kleinhirnanteil, der lateinisch Vermis cerebelli, also Kleinhirnwurm (ich weiß auch nicht, wie Gehirnanatomen auf so lustige Namen kommen) heißt, erhält Informationen aus dem Gleichgewichtsorgan und den Sehzentren und gleicht immer ab, ob unsere Körperlage mit den gewonnenen Seheindrücken übereinstimmt. Wenn das einmal nicht passen sollte, etwa auf unserem Schiff, das in schwere See geraten ist und schwankt und schaukelt, wird einem schwindelig und übel. Dieser Bereich des Kleinhirns heißt deswegen auch „Vestibulocerebellum“, also Gleichgewichtshirn.

Das Kleinhirn ist mit Auge und Ohr verbunden und über den Kleinhirnstiel besteht die Verbindung zum Rückenmark und dessen Nervenbahnen. Es weiß also genau über Gelenkstellung, Muskeltonus und Spannung der Sehnen Bescheid. So wird es auch Spinocerebellum oder auch Rückenmarksgehirn genannt.

Eine dritte Verbindung erhält das Kleinhirn über die Oliven, einer Nervenfaserstruktur aus dem Hirnstamm. Diese erhalten Informationen aus den Bewegungszentren des Kleinhirns und leiten diese an die äußeren, seitlichen Bereiche des Kleinhirns, die Hemisphären, weiter.

Das Kleinhirn ist somit mit allen wichtigen Informationszentren des Körpers verbunden. Es weiß genau über alle Positionen der Muskeln und Gelenke Bescheid und bekommt auch mit, welche Bewegungsprogramme die motorischen Zentren im Großhirn geplant haben. Das Kleinhirn vergleicht nun, wie ein leistungsfähiger Rechner, Ist- und Soll- Wert der gewünschten Bewegung.

Gibt es Abweichungen (vielleicht passt der Befehl „Bein strecken“ gerade nicht zur aktuellen Position, da das Bein unter dem Tisch eingeklemmt ist), berechnet das Kleinhirn erst einmal die Abweichung und schlägt dem Großhirn vor, seinen Bewegungsimpuls anzupassen (zum Beispiel Bein ausfädeln, Knoten lösen, dann erst Bein anheben).

Beim Menschen ist das Kleinhirn im Vergleich zu anderen Tieren tatsächlich klein, da Tiere mitunter sehr viel komplexere Bewegungsmuster ausführen müssen.

Bei Vögeln ist das Kleinhirn sogar größer, als das Großhirn. Ist auch einleuchtend, da Vögel schnelle Flugmanöver unter Zeitdruck im dreidimensionalen Raum perfekt durchführen müssen.

Da ich aber weiß, Sie sind aufmerksam, nun zum Zwischenhirn.

Das Zwischenhirn, der Name lässt es schon vermuten, liegt direkt in der Mitte der Kommandozentrale zwischen Hirnstamm und Großhirnrinde. Es eignet sich daher prima als Schaltstelle, an der eintreffende Informationen neu kombiniert und dann weiter an das Großhirn versendet werden. Das Zwischenhirn gliedert sich grob in drei Bereiche: Thalamus, Hypothalamus und Hypophyse (Hirnanhangdrüse).

Der Thalamus ist hier der Notizzettel des Gehirns. Informationen der Sinne, also das Sehen, Hören, Fühlen (außer dem Riechen) werden hier umgeschaltet und warten auf den Befehl des Großhirns, ob dieses die Information für wichtig erachtet. Erst dann wandert die Information vom Thalamus ins Bewusstsein des Großhirns.

Wahrscheinlich haben Sie, wenn Sie eine Brille tragen, diese bisher nicht bemerkt. Jetzt, wo Sie sich darauf konzentrieren, gelangt das Tragen der Brille vom unbewusst arbeitenden Thalamus in das Bewusstsein des Großhirns. Ihr Bewusstsein hat die Brille sozusagen ausgeblendet, da der Thalamus sehr schnell gelangweilt ist und die Reize an das Großhirn nicht mehr weiterleiten will.

Nun ist das Großhirn aber immer noch der Chef im Ring und kann dem Thalamus befehlen, den Informationsstrom aufrechtzuerhalten. Das eben geschieht, wenn Sie Ihre Brille nun wieder bewusst wahrnehmen.

Der Thalamus ist aber nur ein Teil des Zwischenhirns. Sein Kollege, der Hypothalamus arbeitet genau nebenan und hat sich auf ganz andere Aufgaben spezialisiert. Er sorgt dafür, dass alle Körperfunktionen im Gleichgewicht bleiben. Dazu misst er ständig Parameter, wie Temperatur oder die Elektrolytkonzentration im Blut. Er misst, welche Hormone oder Botenstoffe sich im Blut befinden oder welche Zusammensetzung die Hirnflüssigkeit gerade hat. Es ist quasi immer nah am Geschehen und bekommt sofort mit, wenn wir frieren, Hunger haben oder es Zeit ist etwas zu trinken.
All diese Körperfunktionen zu messen schaff der Hypothalamus natürlich nicht alleine. Deswegen ist er mit dem Hirnstamm verbunden und erfährt über ihn, was gerade mit dem Herz- Kreislauf- und dem Atemsystem los ist. Man könnte vermuten, der Hypothalamus sei aufgrund seiner vielen Aufgaben ein riesiges Organ. Ist er aber nicht. Er wiegt gerade einmal fünf Gramm und ist in etwa so groß, wie ein Kirschkern.

Gerade weil der Hypothalamus so viele verschiedene Körperfunktionen reguliert, schafft er es nicht alleine, alle Organe zu steuern. Er nutzt deshalb zwei Tricks:

Zum einen steuert er seine Zielobjekte nicht immer direkt an. Er könnte ja zu jedem Organ eine direkte Kabelverbindung haben, was schon rein aus Platzgründen so nicht möglich ist. Deshalb steuert er die Zentren (Hirnstamm usw.) der Organe (Lunge, Atmung oder Haut) indirekt an, und übernimmt somit die Kontrolle. Der Hypothalamus kann auch indirekt den ganzen Körper steuern, indem er emotionale Reaktionen auslöst, wie Hunger. Dann laufen Folgeprozesse ( zum Kühlschrank gehen und sich ein schlabberiges Sandwich auspacken) fast schon wie von selbst ab. Außerdem macht er sich die Funktion des vegetativen Nervensystems zunutze und kann Sympathikus und Parasympathikus gezielt aktivieren, um dadurch Organfunktionen zu beeinflussen.

Schließlich hat der Hypothalamus noch ein Ass im Ärmel: Er schüttet mit seiner Kollegin, der Hypophyse (Hirnanhangdrüse), Hormone aus. Zusammen kontrollieren die beiden mit ihren „Master- Hormonen“ die meisten Hormondrüsen im Körper und können so auch entfernt ablaufende Prozesse beeinflussen.

So auch bei der Kontrolle des Wach- Schlafrhythmus. Zu diesem Zweck ist im vorderen Teil des Hypothalamus eine kleine Gruppe Nervenzellen verbaut, der Nucleus suprachiasmaticus, was soviel bedeutet, wie „Kern oberhalb der Sehnervenkreuzung“. Dieser Kern ist mit dem Sehnerv verbunden (dazu liegt er ja praktischerweise über diesem) und registriert, ob es gerade hell oder dunkel ist. Auf diese Weise wird die Ausschüttung des Schlafhormons Melatonin aus der Epiphyse, der Zirbeldrüse gesteuert, die auch wieder Tür an Tür mit dem Hypothalamus lebt.
Thalamus, Hypothalamus und Hypophyse sind also die drei Hauptaggregate im Zwischenhirn.

Während der Thalamus die Sinnesinformationen zum Bewusstsein weiterleitet, kümmern sich Hypothalamus und Hypophyse darum, die unbewussten Körperfunktionen sicher zu stellen. Die Atmung ist dabei die einzige Funktion, die sowohl autonom, wie auch durch willentlichen Einfluss ablaufen kann. Deshalb kommt dem Atem zur Steuerung vegetativer Emotionen, wie etwa Angst oder Stress eine so große Bedeutung zu.

Überhaupt: Es dürfte nun klar geworden sein, dass viele Prozesse im Gehirn ablaufen, ohne dass wir etwas davon merken. Sogar ganz simple Sinneswahrnehmungen, wie riechen, tasten, sehen, müssen vom Thalamus erst einmal für so interessant befunden werden, dass sie zum Bewusstsein des Großhirns durchgelassen werden und dort Meldung machen dürfen. Die meisten Dinge also, die in unserer Kommandozentrale ablaufen, werden nicht bewusst kontrolliert oder wir nehmen sie nur diffus und wage als „Gefühl“ oder „Ahnung“ wahr. Doch keine Angst für diese mysteriösen Gefühle und Ahnungen gibt es einen Bereich, der alles unter einen Hut zu bringen versucht.

Der Begriff des limbischen Systems geht auf den französischen Arzt Paul Broca zurück. Limbus ist im Lateinischen der „Saum oder Rand“. Da merkt man schon: Irgendwie diffus. Was bitte soll ein „umsäumtes System“ sein? Noch seltsamer wird es, wenn man sich nach der Aufgabe dieses Systems fragt. Hier sind all diese schwer fassbaren Emotionen zuhause. Ekel und Angst sollen hier gesteuert, persönliche Erinnerungen abgespeichert und die Welt der Gerüche erschlossen werden. Das klingt nach einem wilden Sammelsurium an Aufgaben und Funktionen.

Und genau so sieht das limbische System auch aus, äußerst zwielichtig und undurchschaubar.

Versuchen wir trotzdem irgendwie Licht ins Dunkel zu bringen und orientieren uns an einem leicht zu findenden Leuchtturm im Gehirn: dem Balken. Dieses Verbindungskabel zwischen den beiden Gehirnhälften liegt in der Mitte des Gehirns und überspannt den Thalamus.

Umgeben wird der Balken von einer besorgteren Hirnwindung, dem Gyrus cinguli, was soviel wie „Gürtelwindung“ bedeutet. Hier ist der Name Programm, denn dieser „Gürtel“ windet sich um den dicken Bauch des Balkens und endet an der Hinterseite des Hippocampus. Hippocampus bedeutet soviel wie Seepferdchen – aber im Ernst, man könnte jede Struktur vermuten – aber ein Seepferdchen? Da braucht man schon viel Fantasie. Jedenfalls liegt der Hippocampus selbst gut versteckt in der „verzahnten Windung“, dem Gyrus dentatus. Direkt vor dem Hippocampus taucht eine kleine Wölbung auf, die Amygdala, auch Mandelkern genannt.

Das limbische System umschließt auf diese Weise das Zwischenhirn, also Thalamus, Hypothalamus und Hypophyse. Nun darf man sich aber nicht vorstellen, dass diese Regionen getrennt voneinander arbeiten. Wie alles im Gehirn, so sind auch diese Regionen miteinander gut vernetzt. Gerade hier im limbischen System verlaufen besonders viele Kabelstränge und eine besonders wichtige Bahn wird nach dem amerikanischen Anatomen James Papez als „Papez- Kreis“ bezeichnet. Vom Gyros cinguli verläuft dabei ein mächtiges Faserbündel zum Hippocampus. Dieser entsendet seinerseits wieder ein Faserbündel über den Thalamus bis in den Hypothalamus . Spätestens hier merkt man, die Definition wird etwas schwammig, denn Thalamus und Hypothalamus gehören ja eigentlich zum Zwischenhirn. Die Funktion des Papez – Kreises liegt in der Speicherung von Erinnerungen und Verknüpfung mit Emotionen. Das heißt, wenn der Hippocampus für die Gedächtnisbildung zuständig ist, dann spielen Emotionen dabei immer eine wichtige Rolle. Logisch, denn der Hippocampus ist über den Papez- Kreis ja auch mit dem Hypothalamus verknüpft und der ist an der Ausbildung von Gefühlen beteiligt. Daher können wir uns Informationen , die mit einer Emotion verbunden sind ja auch besser merken.

Ist der Hippocampus aber nicht das Gedächtniszentrum im Gehirn?

Ja, der Hippocampus hat tatsächlich die Aufgabe, Gedächtnisinhalte aufzubauen. Aber ein eigentliches „Zentrum“ für das Gedächtnis gibt es gar nicht, denn Informationen werden im Gehirn nicht an einem bestimmten Ort abgespeichert und anschließend wieder abgerufen, wie auf einer Festplatte. Im Computer läuft das ja so, da gibt es die Daten, die unter bestimmten Adressen abgelegt werden. Im Gehirn jedoch sind Daten und Adressen genau das Gleiche. Im Grunde sind Informationen nichts anderes, als die Art, wie eine Gruppe von Nervenzellen aktiviert wird, sozusagen ein Aktivitätsmuster. Je häufiger eine Gruppe von Nervenzellen aktiviert wird, desto dauerhafter und stabiler prägt sich dieses Aktivitätsmuster ein. Aus diesem Grund ist beim Lernen die Wiederholung manchmal entscheidend.

Manchmal deswegen, weil wir im Leben oft nicht die Zeit haben, Dinge zwanzig oder dreißig mal zu machen, bis sich eine bleibende Gedächtnisspur etabliert. Sie alle wissen, dass sich manche Informationen sofort in Ihre Festplatte einbrennen und nie wieder vergessen werden. Genau dafür ist der Hippocampus im limbischen System verantwortlich. Er ist über verschiedene Nervenbahnen gut mit dem Großhirn vernetzt und nimmt erst einmal alle Informationen auf. Allerdings ist das Speichervermögen des Hippocampus begrenzt, also will er die Informationen schnell wieder los werden. Das geschieht dann, wenn wir schlafen. Immer wieder spielt er dem Großhirn die Erlebnisse des Tages vor, denn das Großhirn kapiert erst nach einigen Wiederholungen, was der Hippocampus eigentlich von ihm will. Deswegen ist Schlaf so wichtig, da kann das kleine Seepferdchen dem Großhirn einmal richtig zeigen, was in ihm steckt. Es ist so eine Art Klugscheisser im Gehirn und trommelt ständig auf das Gehirn ein, präsentiert immer und immer wieder sein angesammeltes Kurzzeitwissen. So werden andauernd Nervenzellen gereizt, bis es schließlich auch das Großhirn kapiert hat und seine Nervenzellen der dauerhaften Speicherung anpasst. Auf diese Weise werden Informationen in der Architektur des Nervennetzwerks gespeichert. Sobald die Information einmal im Großhirn gespeichert ist, ist sie stabil und nur schwer zu löschen, was bei der Therapie von zum Beispiel Ängsten oder Phobien etwas Ausdauer erfordert, jedoch gut behandelbar ist, wenn man die Prozesse, die sich dahinter verbergen, kennt und überlistet.

Der Hippocampus nimmt also schnell Informationen auf, doch will er sie auch schnell wieder los werden. Dies funktioniert übrigens besonders gut bei Fakten, vor allem dann, wenn sie emotional durch Beteiligung des Hypothalamus eingefärbt sind. Je verteilter auf einzelne Regionen die Infos (also die Aktivitätsmuster der Nervenzellen) verteilt werden desto stabiler ist auch ihre Speicherung.

Der Hippocampus eignet sich deshalb so gut als Trainer unseres Großhirns, weil er mitten im Geschehen sitzt. Hier geht es dann aber mal richtig zur Sache. Andauernd kommen Sinnesinformationen herein (über den Thalamus), sie werden mit bekannten, bewussten und bereits abgespeicherten Informationen (im Großhirn) verglichen und mit Emotionen verknüpft (im Hypothalamus). Das passiert nun nicht schön langsam hintereinander, sondern alles gleichzeitig und vernetzt. Es sind also simultane Prozesse, ständige Rückkopplungsschleifen und Impulse, die sich so verstärken und neue Muster, Erfahrungen und Verhaltensweisen auslösen. Und je mehr Schaltkreise darin eingebunden sind, desto effektiver gelingt dieser Prozess.
Neben dem Papez- Kreis existieren nämlich noch ganz viele solcher Bahnen. Einen schauen wir uns noch etwas genauer an, weil er uns Dinge tun lässt, die uns selbst immer wieder überraschen.

Ein ganz besonderer befasst sich hauptsächlich mit der Verarbeitung von Emotionen, der Amygdala – Kreis:

Er geht von der Amygdala aus, die sich auf Emotionen (dummerweise fast ausschließlich auf negative, wie Angst, Trauer, Wut usw.) spezialisiert hat. Von der Amygdala geht eine wichtige Nervenbahn in den Thalamus, eine andere große Kabelleitung in die Großhirnrinde. So können einmal gebildete Emotionen sehr stark werden, wobei insbesondere negative Emotionen unser Denken und Verhalten besonders stark beeinflussen. Nun wäre es sicher eine Überlegung, hätte die Evolution unsere Amygdala geknebelt, gefesselt und an den Schiffsmast gebunden. Schöner Gedanke, so ganz ohne Angst, Trauer und Zorn, aber aus zwei Gründen doch keine so gute Idee. Zum einen gingen uns auch die tollen Gefühle weitestgehend verloren, zum anderen ist das schnelle Lernen in Gefahrensituationen das, was das Überleben einer Spezies garantiert. Gut also, wenn die Amygdala mit allen wichtigen Zentren im Gehirn verbunden ist.

Interessanterweise erhält die Amygdala einen wichtigen Eingang vom Riechzentrum. Während alle anderen Sinne den Thalamus passieren und dort erst einmal nach wichtig und unwichtig sortiert werden, münden alle Geruchsinformationen in das archaische Emotionszentrum der Amygdala. Das ist der Grund dafür, warum wir Gerüche immer mit Emotionen verbinden. Bei jedem Geruch empfinden wir entweder positiv oder negativ, eine neutrale Emotion bei einem Geruch gibt es nicht. Das limbische System ist also wirklich ein unübersichtliches Durcheinander an Verschaltungen und Nervenbahnen. Es wurde bestimmt nicht dafür konstruiert, dass es von Anatomen auseinandergenommen und wieder zusammen geschraubt wird. Dafür funktioniert es aber außerordentlich effektiv und gut. Wie die Hummel, die eigentlich aufgrund ihres Körpers garnicht fliegen kann. Zum Glück weiß das die Hummel nicht und fliegt weiter fröhlich dahin.

Noch genauer sollte ich sagen, der Großhirnrinde oder lateinisch dem Cortex. Obwohl von der Entwicklung des Gehirns der jüngste Teil ist es von lauter Furchen und Falten übersät. Das Arme – aber halb so schlimm, denn erst die Falten und Furchen machen uns zu dem, was wir sind. Im eigentlichen, wie im übertragenen Sinn. Es muss also dieser Cortex (die Hirnrinde) sein, der uns Menschen so besonders macht – und tatsächlich:

Es gibt kein Lebewesen, das eine vergleichbare Komplexität der Großhirnrinde vorzuweisen hat. Selbst Menschenaffen haben recht ausgeprägte Großhirne, aber der Mensch setzt noch eins oben drauf. Oben drauf – das ist genau das Stichwort, denn das Großhirn sitzt wirklich über den anderen Gehirnbauteilen und umgibt sie, wie ein Mantel. Wenn man den Schädelknochen eines Menschen aufsägt und das Gehirn herausfischt, so zeigt es schon auf den ersten Blick seine besondere Form. Dies ist schematisch in der Abbildung nebenan zu sehen – und was fällt Ihnen in dieser Zeichnung sofort auf? Kommen Sie mir jetzt bitte nicht mit den verschiedenen bunten Farben. Die habe ich zur Veranschaulichung der vielen, einzelnen Gehirnbereiche extra für Sie angemalt, das Gehirn kommt überwiegend in nicht gerade lebensbejahenden grau- beige Tönen daher. Etwas anderes ist viel bemerkenswerter: Das Gehirn hat einige Furchen und sieht aus, als wäre es mit aller Gewalt in den Schädelknochen hineingestopft worden. Und das ist auch so, denn in der Evolution konnte sich das Gehirn nicht einfach immer vergrößern. Wäre ja echt gut, wenn der Schädel eines Neugeborenen immer noch durch den Geburtskanal der Mutter passen würde. Es gab nun zwei Möglichkeiten: entweder das Becken der Gebärenden verbreitert sich auf rund einen halben Meter, oder das Gehirn wird vergrößert, ohne dass es jedoch mehr Platz einnimmt. Ich bin froh, dass sich die Natur für die zweite Variante entschieden hat und das Großhirn zusammengeknautscht wurde. Auf diese Weise konnte seine Oberfläche vergrößert werden, ohne mehr Platz zu beanspruchen. Der Cortex ist also an vielen Stellen von Furchen, den Sulci durchzogen (lat. sulcus, die Furche). Zwischen diesen Furchen windet sich der Cortex hin und her, folglich nennt man diese Bereiche auch Windungen oder Gyri (griechisch Gyros für Drehung, so wie der leckere Drehspieß mit Scharf, zum Hier). Diese Furchen unterscheiden sich von Mensch zu Mensch nur im Detail, sind in ihrer groben Struktur aber ähnlich. So gibt es die ganz charakteristischen Zentral- und Seitenfurchen, die das Gehirn in vier Regionen einteilt, die man Lappen (lat. lobus) nennt. Vorne direkt über Ihren Augen liegt der Stirn- oder Frontallappen (lobus frontalis), und der vorderste Teil der Großhirnrinde wird bezeichnenderweise auch präfrontaler Cortex genannt, also der ganz, ganz vordere Bereich der Rinde. Diese Region beschäftigt sich mit den ganzen Aufmerksamkeitsprozessen, dem Arbeitsgedächtnis und hier liegt auch unsere Region für das Bewusstsein. Richtig viel zu tun für einen einzigen Hirnlappen, weswegen er für sich den meisten Platz beansprucht. 40% der Großhirnrinde gehören nur diesem Kumpel. Der Grand Canyon des Cortex ist die Zentralfurche, die quer über die Hirnrinde läuft und den Stirn – vom Scheitellappen (lobus parietalis) trennt. Diese Zentralfurche ist ein klasse Hilfsmittel, um sich leichter im Cortex orientieren zu können. Denn direkt vor dieser Furche, noch im Stirnlappen, liegt das Bewegungszentrum des Cortex. In einem schmalen Streifen entlang der Zentralfurche, werden unsere ganzen tollen Bewegungsideen ausgedacht. Wohlgemerkt: Es sind die Vorstellungen und Ideen eines Bewegungsmusters, die hier entstehen. Damit daraus eine fertige Bewegung wird, müssen Hirnstamm, Kleinhirn und Rückenmark schon mitmachen, sonst wird das nichts.

Aber nicht nur die Planung von Bewegung ist wichtig, man sollte schon auch mitbekommen, was in der Welt so geschieht. Dafür liegt direkt hinter dem Scheitellappen ein schmaler Streifen, der für unsere Körperempfindung zuständig ist. Hier „spüren“ wir sozusagen unsere Umwelt, empfinden Berührung und Temperatur.

Der Hinterhauptlappen (Lobus occipitalis) ist der kleinste der vier Hirnlappen, hier liegen die wichtigsten Areale für die Bildverarbeitung. Ein eigenes Fernsehstudio mitten in Ihrem Kopf, wenn das nicht bemerkenswert ist? Der Mensch ist ja ein sehr visuell fixiertes Tierchen und nimmt die Welt in allererster Linie über die Augen wahr. Farbsehen in 3-D ist in der Natur gar nicht so weit verbreitet, und genau deswegen ist das „Sehzentrum“ ein so ausgedehnter Bereich im Hinterhauptlappen.

Seitlich bildet der Cortex dann noch den Schläfenlappen (Lobus temporalis), der vom restlichen Cortex durch die mächtige Seitenfurche getrennt ist. Direkt an diese grenzt auch ein Gebiet an, das sich mit der Verarbeitung akustischer Signale beschäftigt, das Wernicke- Areal. In dieser Region wird die Sprache „verstanden“, also das zunächst sinnlos erscheinende Geratsche Ihres Ehepartners in Sinnvolle Sätze übertragen. Dass dies nicht immer gelingt, dafür muss nicht zwangsweise eine Störung des Wernicke- Areals vorliegen. Interessant auch, dass die Verarbeitung der Sprache im Cortex aufgeteilt ist. Während das Wernicke- Areal die Worte erkennt und zu Sätzen zusammenschraubt, wird die Sprache selbst im Broca- Areal erzeugt, das über der Seitenfurche im Stirnlappen liegt. Diese Areale wurden von Paul Broca und Carl Wernicke zum ersten Mal beschrieben, einem Chirurgen, bzw. Neurologen.

Also ist der Cortex modulartig in einzelne Regionen aufgeteilt, die unterschiedliche Aufgaben übernehmen? Sprache, Sehen, Bewegung, Fühlen?
Der Cortex vermittelt schon den Eindruck eines „Schweizer Taschenmessers“. Für jede Funktion ein eine passende Region mit spezialisierten Nervenzellen, die quasi als Experten die jeweiligen Aufgaben lösen. Doch das greift etwas zu kurz. Schauen wir uns gemeinsam mal an, wo der Frosch die Locken hat: Man darf nicht vergessen, der Cortex ist unglaublich stark mit anderen Steuereinheiten vernetzt. Natürlich gibt es einzelne Regionen, die sich spezialisiert haben. Aber zum einen sind diese Regionen niemals so klar und deutlich von ihren Nachbarn abgegrenzt, und zum anderen können solche Nervenzellgruppen zur Not auch andere Aufgaben übernehmen.

Das Gehirn ist nämlich unglaublich formbar (Neuroplastizität). Es passt sich immer wieder neuen Eindrücken und Erfahrungen an und verändert daraufhin auch seine Nervenzellstruktur. Ja, es gibt im Hirn bestimmte Regionen, die sich auf bestimmte Aufgaben spezialisiert haben, aber sie arbeiten nicht alleine. Beispiel Sehen: Eine optische Information gelangt zunächst über unsere Augen in die primäre Sehrinde im Hinterhauptslappen. Dort werden die Seheindrücke aber nicht vollständig verarbeitet, sondern an sekundäre und tertiäre Bereiche weitergegeben, die um das primäre Sehzentrum herum angeordnet sind. Diese beschäftigen sich dann nicht mehr mit der detaillierten Auswertung von einzelnen optischen Informationen, sondern formen sie zu komplexen Mustern. Also nehmen Sie zunächst einen großen Gegenstand mit einer rauen Struktur wahr, der unten braun und oben grün ist. Anschließend werden die Einzelheiten zu komplexen Mustern kombiniert und erschaffen so ein Bild eines Baumes, der vom Wind bewegt wird. So werden die primären Regionen immer von ihren umgebenden Feldern unterstützt und erzeugen auf diese Weise Bilder, die im Gedächtnis bleiben. Natürlich ist nicht der gesamte Cortex in solche primären, sekundären und tertiären Verarbeitungsregionen aufgeteilt. Viele leistungsstarke Bereiche liegen genau zwischen diesen Zentren, und da sie nicht aktiviert werden, wenn man sich bewegt oder Sinneseindrücke verarbeitet, nennt man sie „Assoziationsfelder“. Dank dieser Assoziationsfelder erleben wir die Welt nicht in einzelnen Sinnesinformationen, sondern als Einheit. Denn der eine oder andere hat es schon bemerkt: Bewegungsimpulse und Sinnesinformationen werden nur als Grundzutaten verwendet, noch reichlich mit schon bestehenden Erfahrung und Gedanken garniert, einmal kräftig umgerührt, und fertig ist die Welt, wie wir sie erfahren. Wohl gemerkt: Nicht, wie sie wirklich ist, sondern wie wir glauben, dass sie sein müsste um unsere inneren Vorstellungen nicht ins Wanken zu bringen. Oder anders: traue nie dem, was Dein Gehirn Dir sagt! Auf diese Weise funktionieren übrigens die Mehrzahl von Zauberkunststücken und Illusionsshows.

Die Gehirnlappen erkennt man nur, wenn man von der Seite auf ein unversehrtes Gehirn schaut. Von oben betrachtet, sieht man, dass das Gehirn aus zwei Hälften besteht: der rechten und linken Hemisphäre. Dies wird umso deutlicher, wenn man das Gehirn so durchschneidet, dass man von vorne auf diesen Querschnitt schauen kann.

Schon auf den ersten Blick erkennt man eine Besonderheit: das Großhirn ist innen nicht gleichmäßig aufgebaut, sondern es gibt helle und dunkle Bereiche, die graue und die weiße Substanz. Man könnte ja meinen – Großhirn, alles klar da stopfen wir einfach mal so viele Nervenzellen rein, wie rein gehen, die braucht man eh alle, um die ganzen Befehle zu verrechnen, also sollten es schon eine ganze Menge sein. Das ist aber Quatsch. Denn das Großhirn besteht nur etwa zur Hälfte überhaupt aus Nervenzellen. Genauer gesagt aus Nervenzellkörpern. Diese sitzen dicht gepackt in der Großhirnrinde unserem Cortex, der nicht mal einen halben Zentimeter dick ist. Überall dort, wo Nervenzellkörper liegen weist das Hirn eine graue Farbe auf, weshalb dies als graue Substanz bezeichnet wird.Die ganzen Ausläufer die Nervenzellfasern müssen aber auch irgendwo verstaut werden. Nerven funktionieren ja nur dann gut, wenn sie auch gut mit den anderen Jungs vernetzt sind. Und das braucht eben Platz. Die weiße Substanz ist also nur der ganze Kabelsalat, um mit den Jungs nebenan ordentlich ratschen zu können und Befehle weiter zu leiten. Die Nervenzellfasern verlaufen deswegen in der weißen Substanz des Großhirns und verknüpfen so verschiedene Hirnregionen. Die Hauptverbindungsroute zwischen den beiden Hirnhälften ist der Balken (Corpus callosum). Obwohl er nur etwa den Durchmesser eines Legobausteins hat, werden hier 250 Millionen Nervenfasern durchgeleitet. Dadurch stehen beide Gehirnhälften in regem Kontakt und schnabeln, was das Zeug hält.

Zum Abschluss unserer Bastelanleitung für ein menschliches Gehirn wird es jetzt noch einmal richtig spannend. Also fahren Sie Ihre graue Substanz nun noch einmal auf volle Kraft voraus hoch, denn um die graue Substanz geht es jetzt im Detail.

In Ihrer grauen Substanz liegen die Nervenzellen nicht irgendwie chaotisch herum, wie nach einem schweren Unwetter auf See, sonder sie sind in Schichten angeordnet. Genauer gesagt in sechs Schichten. Dabei liegt die Schicht I am weitesten außen, sozusagen an der Oberfläche des Cortex. Schicht VI ist am tiefsten in der Hirnrinde verborgen. Ein Schichtaufbau hat faszinierende Vorteile: Nichts kommt durcheinander, weil alles schön geordnet ist und je nach dem, aus welcher der sechs Schichten die Nervenzelle eine Information empfängt, kann sie zuordnen, wer hier die Information vom Stapel gelassen hat.

Doch der Reihe nach: Es mag nun nicht mehr überraschen, aber der Cortex ist bis zur Ladekante voll mit Nervenzellen. Sie tragen alle lustige Namen und heißen je nach Form Korbzellen, Spindelzellen oder Armleuchterzellen (ja, ganz im Ernst). Der größte Zellanteil im Cortex sind jedoch die Pyramidenzellen mit 70%. Die Zellkörper dieser Pyramidenzellen sitzen in den Schichten III bis V. Ihre Empfangsantennen haben sie in die äußeren Schichten III bis V ausgerichtet und über diese bekommen sie eine ganze Menge mit vom Gequatsche an Bord, denn bis zu 10000 andere Zellen machen an einer einzigen Pyramidenzellen Meldung.

Wenn sich eine Pyramidenzellen mal dazu entschließen sollte, selbst aktiv zu werden und einen Nervenimpulse zu entsenden, dann geschieht das in der innersten Schicht VI. Von dort nämlich läuft die Sendeantenne, die Hauptnervenfaser von der Pyramidenzellen weg. Pyramidenzellen plaudern gerne, jedoch am liebsten mit anderen Pyramidenzellen. Diese liegen ja Praktischerweise in der Nachbarschaft und eine Information ist so schnell bei einem Kameraden angekommen. Selbstverständlich haben Pyramidenzellen auch Freunde unter den anderen Nervenzellen, die weit entfernt irgendwo in der Hirnrinde sitzen. Glücklicherweise sind Ferngespräche im Gehirn kein Problem: Einfach den Weg über den Balken nehmen, in die andere Hirnhälfte schicken, noch einmal links abbiegen und schon kommen die Informationen auch in entfernteren Pyramidenzellen an. Dies geschieht über sogenannte Kommissurenfasern (lat. für Verbindungsfasern).

Damit eine Pyramidenzellen auch weiß, dass so eine Kommissurenfaser auch wirklich von einer anderen Pyramidenzelle kommt, docken diese immer nur in Schicht I oder II an die Nächte Pyramidenzelle an. Wenn eine Pyramidenzelle ein Signal in Schicht III, IV oder V empfängt, müssen dafür andere Zellen verantwortlich sein. Zellen also, die den Cortex mit Informationen von außen versorgen. Und woher bekommt der Cortex die Informationen der „Außenwelt“? Richtig – über den Thalamus, der ja alle Sinneseindrücke erst einmal filtert. Somit kommen die Verbindungsleitungen mit dem Thalamus immer in den Schichten III bis V an. Natürlich schicken die Pyramidenzellen nicht nur Impulse an ihre Kameraden in benachbarten und entfernten Regionen, sondern manchmal auch direkt in den Körper zurück. Bewegungsimpulse müssen das Hirn ja auch mal verlassen und zum Hirnstamm gelangen. Allerdings machen diese Faser nur 1% aus, der Rest, 99% bleiben im Cortex, was heißt, dass sich der Cortex fast ausschließlich mit sich selbst beschäftigt. Es gibt kein Organ im Körper, das so selbstverliebt ist, wie unser Gehirn.
Schaut man sich die Pyramidenzellen mal etwas genauer an, erkennt man, dass ihre Ausläufer gar nicht soweit auslaufen, wie der Begriff vermuten lässt. Die meisten enden in einem Umkreis von nur 0,5 Millimeter. Auf diese Weise bilden Pyramidenzellen so eine Art Säulen aus, kleine Funktionseinheiten, die wie Prozessoren einzelne Informationseinheiten bearbeiten. Damit dies gut funktioniert, reicht es nicht, wenn Pyramidenzellen nur erregende Impulse an ihre Nachbarn schicken. Wichtiger ist manchmal einfach die Klappe zu halten und Ruhe zu geben. Genau dafür gibt es die Sternzellen, den zweiten wichtigen Zelltyp im Cortex. Diese Sternzellen sitzen zwischen den erregenden Pyramidenzellen und hemmen diese. Dadurch kann die Aktivität der Nervenzellgruppen oder der bereits erwähnten Pyramidenzell- Säulen ganz genau angepasst werden, mal werden sie aktiviert, mal gehemmt. Dies ist unheimlich wichtig, wenn es darum geht neue Informationen zu speichern und unbekannte Aktivitätsmuster zu erzeugen. Mit einem Wort – um kreativ zu sein.

Danke, dass Sie uns auf dieser Schiffsreise durch den Kosmos Gehirn begleitet haben. Ich hoffe natürlich Sie haben sich einige sehenswerte Ausflugsziele notiert und diese spornen Sie an, weitere Reiseziele zu entdecken, die wir Ihnen in der Rubrik „passende Blogbeiträge“ gerne zur Verfügung stellen. Nun heißt es aber erst einmal runter von Bord, Proviant laden und das gute Essen im Hafen genießen, bevor wir gemeinsam zur nächsten spannenden Reise aufbrechen.