Gehirn

Das Gehirn

Das Gehirn ist ein höchst aktives Organ mit sehr hohen Energiebedarf. Bei Erwachsenen ist das Gehirn zwar 2% der Körpermasse, aber es benötigt in körperlicher Ruhe ca. 20% der Glukose (Nährstoff) und 25% des Sauerstoffs. - Bei plötzlichem Ausfall der Durchblutung (z.B. Herzstillstand) steht dem Gehirn rund 20% des zirkulierenden Blutes als Energieversorgung zur Verfügung. Damit kann es noch ca. 10 sec normal weiterarbeiten. Danach wird der Mensch bewusstlos (Synkope). Nach ca. 30 sec ist kein EEG ableitbar. Nach etwa 3 min ist das Absterben erster Gehirnzellen beobachtbar. Nach ca. 10 min ohne Sauerstoff ist das Gehirn irreparabel schwerst geschädigt mit der Gefahr auf Hirntod. Jede weitere Minute ohne Sauerstoff erhöht die Wahrscheinlichkeit des Hirntods.

Mit dem Tod von Großhirn, Kleinhirn und Hirnstamm sind Wahrnehmung und Bewusstsein sowie lebenswichtige Reflexe erloschen. Dies kennzeichnet den Tod des Hirntoten und damit des Menschen.

Aufbau des Gehirns

Großhirn

Das Großhirn (Telencephalon) ist mit etwa 85% der gesamten Gehirnmasse der größte Teil des menschlichen Gehirns. Mit seinen rund 100 Mrd. Gehirnzellen bildet es etwa 100 Billionen Synapsen zu anderen Nervenzellen, d.h. eine Gehirnzelle (Neuron) ist mit mit 1.000 anderen Neuronen verbunden.
Das Großhirn ist das Zentrum unseres [Bewusstsein|Bewusstseins] und unserer [Wahrnehmung|Wahrnehmungen] (Sinne, auch Schmerzempfinden). Es fühlt und handelt bewusst. In den verschiedenen Bezirken (Rindenfeldern) des Großhirns gibt es Arbeitsteilung:

• Sensorische Felder
  Sie verarbeiten die von den Sinnesorgane kommenden Informationen.
• Motorische Felder
  Sie aktivieren Muskeln und regeln die willkürlichen Bewegungen.
• Gedanken- und Antriebsfelder
  Sie sind die Zentren unseres Denkens, Erinnerns und Planens.

Die 2-5 mm dicke Großhirnrinde (Neocortex) besteht aus rund 19 Mrd. Nervenzellen bei der Frau, rund 23 Mrd. Nervenzellen beim Mann. In ihr läuft unser Lernen und Denken ab, sowie das Bewusstsein und das Gedächtnis. Seine elektro-chemische Aktivität kann mit einem EEG nachgewiesen werden.

Assozitionsareale

An die primären Rindenfelder angrenzend liegen die unimodalen Assoziationstren der Hirnrinde (Kortex). Generell erfolgen dort erste Interpretationen der in den primären Rindenfeldern wahrgenommenen Sinnesreize statt. Die aktuellen Informationen werden mit gespeicherten verglichen und daran ihre Bedeutung erkannt. "Innerhalb dieser Areale werden die basalen Sehinformationen in eine umfassende Analyse der visuellen Welt integriert. Der somatosensible Asssoziationskortex liegt direkt hinter dem primären somatosensiblen Kortex ... und der auditorische Assoziationskortex im Bereich des Gyrus temporalis superior ... Die genannten Kortexareale erhalten keine direkten (aber indirekte über das Pulvinar) Eingänge vom Thalamus, sondern sind über über Assoziationsfasern mit den primären Rindenfeldern verbunden.

Kleinhirn

Das Kleinhirn (Cerebellum) ist mit etwa 12% der gesamten Gehirnmasse nach dem Großhirn der zweitgrößte Teil des Gehirns. Wie das Großhirn weist es etwa 100 Mrd. Nervenzellen auf. Es ist vielfach mehr gefaltet als das Großhirn und kommt damit trotz dem 1/8 an Größe des Großhirns auf die gleiche Oberfläche wie das Großhirn. Es mehren sich die Hinweise, dass das Kleinhirn mit entscheidend für geistige Vorgänge besitzt.
Die bekannten Aufgaben des Kleinhirns bestehen darin, den Körper im Gleichgewicht zu halten und die Bewegungen zu koordinieren. Hierbei wird zwischen den bewussten und den automatischen Bewegungsabläufen unterschieden:

• bewusste Bewegungsabläufe
  Bei bewussten Bewegungsabläufen koordiniert das Kleinhirn die Informationen der Sinnesorgane mit der Muskeln. Ohne diese Tätigkeit würde unser Arm beim Ergreifen von Gegenständen ruckartige Bewegungen ausführen und meist das Ziel verfehlen. So aber erfolgt ein beständiger Soll-Ist-Vergleich, d.h. ist die Hand wirklich dort, wo sie sein soll.
• automatische Bewegungsabläufe
  Das Kleinhirn speichert auch automatische Bewegungsabläufe. Das erlernte Gehen und das Schreiben mit der Tastatur sind solche automatische Tätigkeiten.

Hirnstamm

Der Hirnstamm (Truncus cerebri) ist der entwicklungsgeschichtlich älteste Teil des Gehirns. Er regelt die essenziellen Lebensfunktionen. Fällt der Hirnstamm völlig aus, so tritt der Herztod binnen weniger Minuten ein.

• Mittelhirn
  Zum Mittelhirn gehören Großhirnschenkel (Crura cerebri), Mittelhirnhaube (Tegmentum mesencephali) und Mittelhirndach (Tectum mesencephali).
  Das Mittelhirn steuert die meisten Augenmuskeln: die Bewegung der Augen, die Irismuskulatur („Blende“) und die Zillarmuskeln („Fokusierung“).
  Das Mittelhirn ist auch wichtiger Bestandteil der Zentrale für die Bewegung (Extrapyramidalmotorische System (EPS)).
• verlängertes Mark
  Das verlängerte Mark ist die Schnittstelle zum Rückenmark und wird daher auch als "Nachhirn" bezeichnet. Es reguliert den Blutdruck, die Herzfrequenz, die Atmung und verschiedene Reflexe (Nies-, Saug-, Husten-, Schluck- und Lidschlussreflex) sowie des Erbrechens. Es reguliert auch den Säure-Basen-Haushalt des Körpers.
  Über 12 Paar Hirnnerven steht es in Verbindung mit Sinnesorganen, Muskulatur und Drüsen im Kopf. Dabei leitet es die Informationen überkreuz weiter, so dass die linke Körperhälfte von der rechen Gehirnhälfte gesteuert wird und umgekehrt.
  

Ein Ausfall des verlängerten Marks führt meistens zum Tod, z. B. durch eine Verletzung der Halswirbelsäule (Genickbruch).

Aufgaben des Gehirns

Wenn auch die Aufgaben des Gehirns getrennt betrachtet werden, so spielen sie doch meist sehr eng zusammen. Das soll beim unvorsichtigen Griff auf eine heiße Herdplatte verdeutlicht werden:

• Wir empfinden bewusst den Schmerz, den die heiße Herdplatte auslöst.
• Wir pusten, damit die Hand schnell gekühlt wird.
• Wir denken: "Von Herdplatten kann eine Gefahr ausgehen."
• Wir verbinden mit heißen Herdplatten die Emotion des Schmerzes.
• Wir lernen mit (heißen) Herdplatten vorsichtig umzugehen.

Wahrnehmung

Wahrnehmung ist die Summe aller Sinneswahrnehmung. Mit unseren Sinnen nehmen wir die Umwelt war, in der wir leben.

Bewegung

Durch Bewegung agieren wir in der Welt, in der wir leben.

Denken

Denken ist die Summe aller kognitiven Tätigkeiten.

Emotionen

Zu den Emotionen gehören Freude und Schmerz, Angst und Hoffnung.

Lernen

Lernen ist die Fähigkeit, Wissen und Erfahrungen abzuspeichern und bei Bedarf wieder abzuspeichern.