Das menschliche Gehirn

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Erleben, fühlen, denken, bewegen, verhalten; das alles steuert unser Gehirn. Aber was ist das eigentlich, das Gehirn, das Organ, das für so vieles im Leben verantwortlich ist? Es besteht aus vielen verschiedenen Teilen, die alle eine bestimmte Funktion haben, oder in Kombination mit anderen Strukturen funktionieren. Einige wichtige Strukturen liegen an der Oberfläche des Gehirns, des Kortexes oder Großhirnrinde, andere auch darunter, quasi im Inneren. Die Großhirnrinde wirkt gefaltet, wodurch die eigentliche Oberfläche viel größer ist als sie scheint. Die Vertiefungen werden als Sulci bezeichnet, die Erhebungen als Gyri. Der Kortex kann in vier große funktional verschiedene Bereiche aufgeteilt werden. Der hinter der Stirn liegende Bereich wird als Frontalkortex bezeichnet und reicht etwa bis zur Mitte des Gehirns. Dahinter anschließend liegt der Parietalkortex, der im Hinterkopf dann auf den Okzipitalkortex trifft. Unterhalb des Frontal- und Parietalkortex liegt, quasi an den Schläfen beginnend, der Temporalkortex. Die meisten Strukturen des Gehirns sind doppelt angelegt, nämlich auf der linken und der rechten Hemisphäre, die durch die Fissura longitudinalis cerebri getrennt sind. Manchen Bereichen sind Funktionen klarer zuordbar als anderen. Sehr gut erforscht ist der Okzipitalkortex, der für visuelle Wahrnehmung, also das Sehen, verantwortlich ist. Zwischen dem Frontal- und Parientalkortex befindet sich der Sulcus centralis (Zentralfurche). Vor dem Sulcus centralis liegt der Bereich, der für Motorik verantwortlich ist, dahinter der somatosensorischer Kortex, zuständig für haptische Wahrnehmung von Umweltreizen oder der Eigenwahrnehmung, sowie für andere sensorische Informationen. Für eine feinere Beschreibung der Großhirnrinde kann die Einteilung in Brodmann-Areale genutzt werden, die den Kortex in 52 Areale und weitere Unterareal einteilt. Neben dem Großhirn gibt es auch ein Kleinhirn, was dem Namen entsprechend deutlich kleiner ist als das Großhirn, aber im Gegenzug eine deutlich höhere Zelldichte besitzt. Es ist für die Feinabstimmung der Motorik verantwortlich, aber auch an mehreren kognitiven Prozessen beteiligt. Auch das Innere des Gehirns kann in zahlreiche verschiedene Einheiten untergliedert werden, die verschiedene Funktionen haben. Zum Beispiel findet die Verarbeitung von Emotionen an verschiedenen Stellen im Innern des Gehirns statt. Eine besonders wichtige Struktur ist außerdem der Hirnstamm, der unter anderem für lebensnotwendige Funktionen, wie Atmung, Reflexe und Steuerung des Blutkreislaufs zuständig ist. Obwohl es viele anatomisch und funktional verschiedene Strukturen des Gehirns gibt, kann man es sich als ein riesiges Netzwerk vorstellen, beidem alle Teile miteinander verknüpft sind und meistens in Verbindung miteinander arbeitet.

Einige Erkenntnisse über die Lokalisation von Funktionen wurden durch Verletzungen des Gehirns in Einzellfällen gewonnen. So ein Fall ist zum Beispiel die Verletzung von Phineas Gage. Bei einer Explosion im Jahr 1848 schoss eine Metallstange von 3cm Durchmesser durch sein Gesicht, Frontalkortex und Schädel hindurch und beschädigte das Gehirn. Er überlebt diesen Unfall, wurde noch nicht einmal ohnmächtig und konnte direkt im Anschluss noch gehen und sprechen, auch seine Intelligenz und Erinnerung litt nicht darunter. Langfristig zeigte sich aber eine Auswirkung seines Unfalls. Seine Persönlichkeit hatte sich verändert. Er wurde zu einer unzuverlässigen, launischen und respektlosen Person. Freunde und Familie berichteten von einer kompletten charakterlichen Veränderung. Durch diesen Fall ist heute bekannt, dass Fähigkeiten zur Einhaltung von Regeln, ausführen von Handlungsplänen und Impulsivität im Frontalhirn verortet sind. Durch den Fall eines anderen Patienten konnte festgestellt werden, dass für die Bildung von Langzeiterinnerungen eine Struktur unterhalb des Kortex, im Innern des Gehirns nötig ist: der Hippocampus. Wo die gemachten Erinnerungen allerdings gespeichert werden lässt sich nicht so leicht beantworten. Patienten mit Sprachstörungen gaben Hinweise darauf, dass Sprache nicht nur an einem Ort im Gehirn stattfindet, sondern Satzbau und Grammatik an einer anderen Stelle verarbeitet wird als die semantische Bedeutung von Wörtern.

So viel dazu wo was im Gehirn geschieht. Aber was ist das Gehirn eigentlich? Zusammen mit dem Rückenmark bildet es das zentrale Nervensystem (ZNS) und besteht dementsprechend hauptsächlich aus Nervengewebe. Die Großhirnrinde besteht aus Nervenzellen, deren Nervenfasern ins Innere des Gehirns reichen und sie mit dort liegenden Nervenzellen verbindet. Bei einem Schnitt durch das Gehirn zeigt sich, dass die Nervenzellen grau erscheinen, während die Nervenfasern, mit Myelin umwickelt, weiß sind. Daher wird zwischen grauer und weißer Substanz unterschieden. Informationsübertragung zwischen den Nervenzellen erfolgt über elektrische Impulse. Diese Aktivität der oberflächlichen Nervenzellen kann in vivo mittels Elektroenzephalografie (EEG) gemessen werden.

Unzählige Funktionen unseres Gehirns, ihre Lokalisation und das Zusammenspiel verschiedener Strukturen sind noch nicht ausreichend erforscht. Daher gibt es auch heute noch immer wieder neue, spannende Erkenntnisse, die unser Gehirn betreffen. Schlussendlich muss sich dabei auch die philosophische Frage gestellt werden, ob unser Gehirn komplex genug ist, seine eigene Komplexität jemals gänzlich zu verstehen.

Literatur

Damasio, H., Grabowski, T., Frank, R., Galaburda, A. M., & Damasio, A. R. (1994). The return of Phineas Gage: clues about the brain from the skull of a famous patient. Science, 264(5162), 1102-1105.

Pinel, J. P., & Pauli, P. (2012). Biopsychologie (Vol. 8). München: Pearson Studium.

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