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Gehirn

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Gehirn

Dein Körper hat von der Sinneswahrnehmung bis zum Stoffwechsel und der Bewegung diverse unterschiedliche Funktionen. Um diese aufeinander abzustimmen, benötigst Du Dein Nervensystem.

Das Zentralnervensystem, welches größtenteils aus dem Gehirn besteht, fungiert als eine Art Manager*in Deines Körpers. Informationen und Eindrücke werden zu ihm geleitet. Anhand dieser Eindrücke koordiniert es die entsprechende Antwort. Ohne den/die Manager*in würde der Betrieb stillstehen.

Der Aufbau des Gehirns

Das Nervensystem lässt sich dabei räumlich in das periphere und das Zentralnervensystem einteilen. Das Zentralnervensystem wiederum gliedert sich in das Rückenmark und das Gehirn.

Das Gehirn ist der Teil des Zentralnervensystems, welches sich im Kopf befindet.

Gehirn Nervensystem Gliederung Aufbau StudySmarterAbbildung 1: Struktur des Nervensystems

Das Gehirn wird von der Schädelhöhle vor mechanischen Einflüssen geschützt. Bindehautgewebsschichten innerhalb des Schädels, sogenannte Hirnhäute, umgeben das Gehirn.

Eine große Öffnung der Schädelhöhle ermöglicht dem Gehirn in das Rückenmark überzugehen.

Das Gehirn wird in der Fachliteratur auch Cerebrum oder Enzephalon genannt. Umgangssprachlich wird oft der Ausdruck "Hirn" verwendet.

Das Gehirn besteht hauptsächlich aus Gliazellen und Neuronen.

Im Zentralnervensystem unterscheidet man zwischen grauer und weißer Substanz. In der grauen Substanz liegen vor allem die Zellkörper der Zellen. In der weißen Substanz findest Du die Nervenfasern. Nervenfasern sind die Fortsätze der Nervenzellen. Diese kannst Du Dir als Leitbahnen der Informationsübermittlung vorstellen.

Im Rückenmark liegt die graue Substanz im Inneren und die weiße Substanz umgibt diese. Im Gehirn sind die Substanzen verteilt und ineinander verflochten.

Die Anatomie des Gehirns

Das Gehirn lässt sich in fünf Bereiche einteilen:

  1. Vorder- , End- oder Großhirn
  2. Mittelhirn
  3. Hinterhirn (Brücke + Kleinhirn)
  4. Zwischenhirn
  5. Nachhirn

Gehirn Anatomie Aufbau StudySmarterAbbildung 2: Anatomie des menschlichen Gehirns

Diese anatomische Einteilung des Gehirns ist entwicklungsbedingt. In der 5. Schwangerschaftswoche entwickeln sich aus dem Neuralrohr 3 primäre Hirnbläschen im Embryo. Diese werden Prosencephalon, Mesencephalon und Rhombencephalon genannt. Aus diesen wiederum entwickeln sich eine Woche später die fünf sekundäre Gehirnbläschen Telencephalon (Endhirn), Diencephalon (Zwischenhirn), Mesenchephalon (Mittelhirn), Metencephalon (Hinterhirn) und Myelencephalon (Nachhirn).

Großhirn

Das Großhirn umfasst fast 90 Volumenprozent des Gehirns und damit ein Fünftel aller Nervenzellen des Gehirns.

Das Großhirn ist in zwei Hälften geteilt, welche über eine Brücke aus weißer Substanz verbunden sind. Diese Großhirn-Hemisphären ummanteln den Großteil des Gehirns.

Die Oberfläche wird Kortex genannt und ist stark gefaltet. Dies ermöglicht eine Oberflächenvergrößerung. Diese Großhirnrinde kann in funktionelle Felder eingeteilt werden, welche unterschiedliche Aufgaben übernehmen.

Aufgaben des Großhirns sind unter anderem:

  • visuelle Wahrnehmung
  • Verarbeitung akustischer Reize → Hörzentrum
  • Gedächtnis
  • höhere Denkvorgänge
  • Instinkte

Das Großhirn enthält vor allem graue Substanz.

Zwischenhirn

Das Zwischenhirn ist für die Wahrnehmung verantwortlich. Es ist der Teil des Gehirns, welches unsere Gefühle steuert. Außerdem reguliert es unsere Grundbedürfnisse, wie Hunger und Durst.

Zusätzlich spiel das Zwischenhirn bei der Schlaf-Wach-Steuerung eine Rolle.

Das Zwischenhirn lässt sich in vier Gebiete unterteilen:

  1. Thalamus
  2. Hypothalamus
  3. Subthalamus
  4. Epithalamus

Der Thalamus sammelt alle Signale, die von den Sinnesorganen herkommen, ein. So endet der Sehnerv zum Beispiel im Zwischenhirn. Er gibt diese Informationen dann an das Großhirn weiter. Der Thalamus besteht größtenteils aus grauer Substanz.

Der Hypothalamus verknüpft das Hormonsystem mit dem Nervensystem. Er reguliert die Hypophyse. Die Hypophyse wiederum ist eine bedeutungsvolle Hormondrüse. Durch die Ausschüttung von Hormonen steuert die Hormondrüse im Gehirn Vorgänge wie Wachstum, Fortpflanzung und Stoffwechsel.

Ein Tumor, eine Entzündung des Gehirns oder der Hirnhäute, oder ein Unfall können dazu führen, dass die Hormondrüse nicht mehr ausstreichend oder zu viele Hormone produziert.

Hinterhirn

Das Hinterhirn besteht aus dem Kleinhirn und der Brücke (Pons). Auch das Kleinhirn ist, wie das Großhirn, in zwei Hemisphären aufgeteilt. Die Brücke verknüpft das Kleinhirn mit dem Großhirn.

Das Kleinhirn ist für Bewegung und Gleichgewicht verantwortlich. Außerdem unterstützt es beim unbewussten und sozialen Lernen.

Das Kleinhirn wird auch als Cerebellum bezeichnet.

Hirnstamm

Das Mittelhirn und das Nachhirn können zusammen mit der Brücke (Pons) zum Hirnstamm zusammengefasst werden. Der Hirnstamm ist räumlich gesehen der unterste Gehirnabschnitt.

Der Hirnstamm wird auch verlängertes Mark, in der Fachwelt medulla oblongata, genannt.

Im Hirnstamm werden eingehende Sinneseindrücke und ausgehende Bewegungsabläufe verwertet. Zudem entstehen hier Reflexreaktionen.

Gehirn Anatomie Hirnstamm StudySmarterAbbildung 3: Gliederung des Hirnstamms

Nachhirn

Das Nachhirn ist für viele vegetativ ablaufende Vorgänge verantwortlich. Dies sind Prozess die unbewusst, also automatisch ablaufen.

Beispiele für vegetative Funktionen des Nachhirns sind:

Das Nachhirn verknüpft zudem das Gehirn mit dem Rückenmark. Das bedeutet auch, dass hier die graue und weiße Substanz Positionen wechseln. Die bisher meist außen liegende graue Substanz, liegt im Rückenmark innen.

Wie funktioniert das Gehirn?

Wie Du in den letzten Abschnitten sicher schon bemerkt hast, übernimmt das Gehirn eine Vielzahl an lebenswichtigen Funktionen. Es ist für unbewusste Handlungen wie die Atmung, Kreislauf, Schlafen und Gefühle, ebenso wie bewusste Reaktionen wie Bewegung, Denken und Lernen verantwortlich.

All diese Informationen werden über elektrische Signale weitergeleitet. Dafür sind die Neurone verantwortlich. Diese sind miteinander über Synapsen verknüpft. Neuronen leiten über Nervenbahnen sowohl Informationen von den Sinnesorganen zum Gehirn (afferente Neurone), als auch vom Gehirn zu den Sinnesorganen (efferente Neurone) zurück.

Lerne mehr über Synapse, Neuron und Erregungsübertragung in den jeweiligen Beiträgen!

Eine Besonderheit des Gehirns ist seine Fähigkeit, Informationen zu speichern.

Das Gedächtnis

Unter dem Gedächtnis versteht man die Eigenschaft des Gehirns, Informationen zu speichern und diese als Erfahrungen wieder abzurufen.

Die Leistungs- und Speicherfähigkeit des Gehirns wird auch Gehirnkapazität genannt.

Je nachdem, wie viel Gehirnkapazität benötigt wird, unterscheidet man verschiedene Gedächtnisstufen.

Gedächtnisstufe

vermutete Kapazität

Speicherdauer

Beispiel

Kurzzeitgedächtnis

400 bit

Wenige Sekunden

Aufgeschnappte Telefonnummer

Mittelfristiges Gedächtnis

10000 bit

Bis zu einigen Tagen

Erlernte Fakten vor einer Klausur

Langzeitgedächtnis

100 Milliarden bis 10 Billionen bit

über Jahre

Erster Kuss

Neuroplastizität

Durch das Verwenden der immer gleichen Synapsen werden diese gestärkt. Dies führt zu einem deutlich höheren und schnelleren Informationsfluss. Durch das wiederholte Eintreten von Informationen entstehen Leistungsmuster. Man geht davon aus, dass so Informationen im Gehirn gespeichert werden.

Die Anpassung der Synapsen an die Umweltbedingungen nennt man neuronale oder synaptische Plastizität.

Dabei unterscheidet man zwischen struktureller und funktioneller Plastizität.

  • Bei der strukturellen Plastizität werden durch vermehrte Benutzung bestimmter Signalwege neue Synapsen gebildet. Es ändert sich also die Struktur des Gehirns.
  • Bei der funktionellen Plastizität hingegen, welche weniger permanent ist, verändert sich die Menge der Neurotransmitter. Durch eine erhöhte Anzahl an Neurotransmitter kann es zu einer schnelleren Signalübertragung kommen.

Blutversorgung im Gehirn

Etwa 800 mL Blut fließen pro Minute durch Dein Gehirn. Das entspricht fast 20% des Gesamtvolumens.

Das Gehirn wird durch zwei große Arterien mit Blut versorgt. Die innere Halsschlagader entspringt der Halsschlagader und verläuft seitlich am Hals. Die Wirbelarterie befindet sich hinten am Hals und tritt durch das Hinterhauptloch in den Schädel ein.

Das Gehirn wird durch die Blut-Hirn-Schranke vom Blutkreislauf abgetrennt. Nur bestimmte Substanzen können die Blut-Hirn-Schranke passieren und so in das Gehirn gelangen. Durch diese Eigenschaft schützt die Blut-Hirn-Schranke unser Gehirn vor schädlichen Substanzen, Krankheitserregern und sonstigen Stoffen, welche das innere Milieu stören könnten.

Aneurysma im Gehirn

Ein Aneurysma ist eine Ausbuchtung einer Arterie. Oft sind diese rund und so groß wie eine Heidelbeere.

Aneurysmen können überall im Körper auftreten. Befindet sich ein solchen Aneurysma im Gehirn, spricht man von einem Hirnaneurysma. Sie befinden sich oft an Verzweigungsstellen der Arterien. Ein Hirnaneurysma ist kein lebensbedrohlicher Zustand. Manche Menschen wissen ein Leben nichts von ihrem Aneurysma.

Gefährlich wird es erst, wenn ein Aneurysma im Gehirn reist. Dies führt zu Blutungen im Gehirn. Diese Blutungen erhöhen den Druck im Gehirn und schädigen das umliegende Nervengewebe.

Erkrankungen des Gehirns

Erkrankungen des Gehirns können unterschiedliche Ursachen haben. Das Ausmaß und die Symptome der Erkrankung hängen zudem von der betroffenen Region ab.

Schlaganfall

Wenn Blutgefäße im Gehirn blockiert werden, ist der Blutfluss gestört. Dies führt zu Sauerstoffmangel und das Gehirn wird nicht mit genügend Nährstoffen versorgt. In einem solchen Fall spricht man von einem Schlaganfall. Das umliegende Nervensystem stirbt ab. Je nachdem welcher Teil des Gehirns betroffen ist, kann ein Schlaganfall zur Lähmung einzelner Extremitäten, Sprechstörungen oder Gleichgewichtsstörungen führen.

Neurodegenerative Erkrankungen

Die zwei häufigsten vorkommenden neurodegenerativen Erkrankungen des Gehirns sind Parkinson und Alzheimer.

Parkinson

Bei der Parkinson-Krankheit sterben dopaminerge Neuronen in der substantia nigra ab. Dies führt zu den drei charakteristischen Symptomen für diese Krankheit:

  • Bewegungslosigkeit
  • Muskelstarre
  • Ruhetremor (Zittern)

Alzheimer

Ganz anders sind die Symptome der Alzheimer-Krankheit. Menschen, die von Alzheimer betroffen sind, verlieren ihre kognitiven Fähigkeiten, sie kommen immer weniger alleine klar und zeigen bestimmte Verhaltensauffälligkeiten.

Es ist nicht immer leicht, Alzheimer von einer Demenz zu unterscheiden. Grund für die Alzheimer-Erkrankung ist zum einen die Bildung von sogenannten Plaques und Fibrillen im Gehirn. Zum anderen schrumpft das Gehirn und die mit Flüssigkeit gefüllten Hohlräume werden größer.

Gehirn - Das Wichtigste

  • Das Gehirn lässt sich in das Großhirn, Kleinhirn, Mittelhirn, Endhirn und Zwischenhirn gliedern. Jeder Teil des Gehirns ist für bestimmte Aufgaben verantwortlich.
  • Das Großhirn besteht aus zwei Hemisphären und ist vor allem für das Gedächtnis und höhere Denkvorgänge zuständig.
  • Beim Zwischenhirn handelt es sich um den Thalamus, Hypothalamus, Subthalamus und Epithalamus. Diese Abschnitte sind hauptsächlich für Gefühle und Wahrnehmung, sowie biologische Rhythmen zuständig.
  • Die Bewegung und das Gleichgewicht wird durch das Hinterhirn realisiert. Dieser Anteil besteht aus dem Kleinhirn und der Brücke.
  • Der Hirnstamm besteht aus Nachhirn, Brücke und Mittelhirn und ist für die Verarbeitung von Reflexen, Sinneseindrücken und vegetative Funktionen zuständig.

Nachweise

  1. next.amboss.com: Einführung in die Neuroanatomie

Häufig gestellte Fragen zum Thema Gehirn

Das Gehirn erhält Informationen über Reize der Umwelt mithilfe der Nervenbahnen. Die Informationen werden zwischen den Synapsen des Gehirns verarbeitet und eine Reaktion auf den Reiz ausgelöst. Vom Gehirn aus werden die Informationen über Nervenbahnen an das entsprechende Körperteil weitergegeben. 

  • Großhirn: visuelle Wahrnehmung, Gedächtnis, Höhere Denkvorgänge
  • Zwischenhirn: Wahrnehmung, Gefühle, Schlafrhythmus, Hormonsteuerung
  • Hinterhirn: Bewegung, Gleichgewicht, unbewusstes/soziales Lernen
  • Hirnstamm: vegetative Funktionen, Reflexe, Sinneseindrücke

Das Gehirn befindet sich im Kopf, weil es so zum einen sehr gut durch den Schädel geschützt wird und zum anderen sehr nah an den wichtigsten Sinnesorganen liegt und so eine schnelle Reizleitung erfolgt. 

Auch wenn man umgangssprachlich davon spricht, das Gehirn zu "trainieren", ist das Hirn tatsächlich kein Muskel, sondern ein Organ.  

Finales Gehirn Quiz

Frage

Was ist das Gehirn?

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Antwort

  • Bei Wirbeltieren und beim Mensch schließt sich oben ans Rückenmark das fünfteilige Gehirn an
  • Der Zentralkanal des Rückenmarks weitet sich im Gehirn zu Vesikeln, paarigen, flüssigkeitsgefüllten Hohlräumen, um die sich Neuronen drängen
  • Das Gehirn ist also relevanter Bestandteil des zentralen Nervensystems
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Frage

Welche paarige Nerven gehen vom Gehirn ab?

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Antwort

  • die Spinalnerven vom Rückenmark, so gehen auch vom Gehirn paarige Nerven ab: Menschen besitzen 12 Paar von vorn nach hinten durchnummerierter Hirnnerven
  • Zumeist enthalten sie afferente und efferente Fasern, wie der Hirnnerv-Nr. 10, der auch Nervus vagus genannt wird
  • Selten sind sie rein motorisch, z. B. Hirnnerv-Nr. 3 zur Augenbewegung oder rein sensorisch, wie beispielsweise der Riechnerv (Hirnnerv-Nr. 1) von der Nase oder der Sehnerv (Hirnnerv-Nr. 2) von den Augen
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Frage

Beschrifte/Zeichne die 5 Teile des Gehirns.

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Antwort

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Frage

Wofür ist das Nachhirn zuständig?

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Antwort

  • Im Nachhirn wechseln graue und weiße Substanz die Positionen: Die Zellkörper der Neurone liegen im Gehirn außen, ihre weiß erscheinenden Axone innen
  • Im Nachhirn liegen die Steuerzentren für unbewusste Bewegungen, z. B. die Atembewegungen 


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Frage

Was wird als Hirnstamm bezeichnet?

Antwort anzeigen

Antwort

  • Nachhirn, Mittelhirn und oft auch die Basis des Zwischenhirns werden als Hirnstamm bezeichnet
  • Diesem stammesgeschichtlich alten Hirnstamm sind Klein- und Vorderhirn sozusagen aufgepfropft


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Frage

Wofür ist das Kleinhirn zuständig?

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Antwort

  • Das Kleinhirn sitzt auf dem Nachhirn und dient vor allem der Koordination von Bewegung
  • Deshalb ist es bei Lurchen und Kriechtieren relativ klein, bei schnellen und beweglichen Tieren wie Fischen, Vögeln und Säugern dagegen gut entwickelt
  • Jedes Signal, das irgendeine Bewegung auslöst, wird vom Kleinhirn erfasst und verrechnet
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Frage

In was ist Kleinhirn dreigeteilt?

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Antwort

Zwei seitliche Halbkugeln, die Kleinhirn-Hemisphären und ein zentraler Strang, die Brücke, als Verbindung zum Großhirn

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Frage

Was tut das Mittelhirn?

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Antwort

dieser Gehirnteil beherbergt Reflexzentren und wird von Nervenfasern durchzogen

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Frage

Was macht das Zwischenhirn?

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Antwort

  • koordiniert Hormon- und Nervensystem, die beiden Steuersysteme unseres Körpers
  • filtert alle Wahrnehmungen
  • Es erzeugt Gefühle sowie die selbst- und arterhaltenden Triebe: z. B. Durst, Hunger, Sexualtrieb
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Frage

Welche zwei Organe, die im Zusammenhang mit Hormonen stehen, sind besonders wichtig?

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Antwort

  • Hypothalamus und Hypophyse (Hirnanhangsdrüse)
  • Der Hypothalamus (HPT) ist die Steuer-Zentrale für das Hormon-System sowie für das gesamte vegetative Nervensystem
  • Die nur erbsengroße Hypophyse ist die wichtigste Hormondrüse des Menschen


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Frage

Was macht das Großhirn?

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Antwort

  • Mit dem Limbischen System schließt sich direkt das Großhirn an
  • Hier befinden sich alte Instinktzentren, die Gefühle und das Verhalten gegenüber Kindern, möglichen Geschlechtspartnern oder drohenden Gegnern (Brutpflege-, Balz- bzw. Drohverhalten) steuern


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Frage

Was bedeutet Strukturelle Plastizität?

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Antwort

Wird der Signalübertragungsweg zwischen bestimmten Nervenzellen beispielsweise verstärkt genutzt, so kommt es zu einer Vermehrung der Synapsen zwischen diesen Nervenzellen


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Frage

Was ist Funktionelle Plastizität?

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Antwort

An viel genutzten Synapsen erhöht sich beispielsweise die Menge des ausgeschütteten Transmitters, wodurch es zu einer verstärkten synaptischen Übertragung kommt


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Frage

Was ist das Gedächtnis?

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Antwort

  • Als Gedächtnis wird die Eigenschaft neuronaler Systeme bezeichnet, aufgenommene Informationen zu speichern und diese bei Bedarf als Erfahrung wieder abrufen zu können
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Frage

Wofür ist das Nachhirn zuständig?

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Antwort

Das Nachhirn steuert vegetative Prozesse:

  • Herzschlag
  • Atmung
  • Stoffwechsel
  • Lidschluss
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Frage

Was bedeutet strukturelle Plastizität?

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Antwort

Bei der strukturellen Plastizität werden durch vermehrte Benutzung bestimmter Signalwege neue Synapsen gebildet. Die Struktur des Gehirns wird verändert. 

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Frage

Wofür ist das Kleinhirn zuständig?

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Antwort

Das Kleinhirn ist als Teil des Nachhirns für Bewegung, Gleichgewicht und unbewusstes Lernen verantwortlich. 

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Frage

Benenne die 5 Teile des Gehirns.

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Antwort

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Frage

Was wird als Hirnstamm bezeichnet?

Antwort anzeigen

Antwort

Das Mittelhirn und das Nachhirn bilden zusammen mit der Brücke den Hirnstamm.

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