Aufgaben 14 Das zentrale Nervensystem des Menschen Es ist schon verblüffend, dass dein ZNS in der Lage ist, diese Zeilen zu lesen und darüber nachzudenken! Begriffe wie Intelligenz und Bewusstsein sind schwierig zu definieren und noch schwieriger biologisch zu fassen. Nichtsdestotrotz wissen Biologinnen und Biologen enorm viel über den Aufbau unseres Gehirns. In Abbildung 5 siehst du die Strukturen des menschlichen Gehirns und Rückenmarks, die fein zusammenspielen, um komplexe Leistungen zu ermöglichen, die uns banal erscheinen. Jeder Informationsfluss zwischen Gehirn und Körper, der durch das Rückenmark verläuft, passiert auch das verlängerte Rückenmark (Medulla oblongata) und das Brückenhirn (Pons). Gemeinsam mit großen Teilen des Mittelhirns bilden sie den Hirnstamm. Dieser Teil ist der stammesgeschichtlich älteste, er kontrolliert lebensnotwendige Prozesse, die unbewusst ablaufen, zB Atmung und Kreislauf. Auch Reflexe wie Schlucken oder Erbrechen werden hier gesteuert. Vom Hirnstamm gibt es Abzweigungen zum Kleinhirn (Cerebellum), das entwicklungsgeschichtlich aus dem Hirnstamm entstanden ist. Befehle von höheren Zentren (dem Großhirn, kAbb. 5) laufen in Kopie über das Kleinhirn, ebenso laufen hier Signale aus Muskeln und Gleichgewichtssinn zusammen. Das Kleinhirn vergleicht sozusagen geplante mit momentanen Zuständen und sendet Korrekturbefehle, so dass Bewegungen flüssig und präzise ablaufen. Das Zwischenhirn besteht aus dem Hypothalamus – er regelt physiologische Funktionen, zB die Homöostase (Aufrechterhaltung des inneren Milieus) und beeinflusst Gefühle und Sexualverhalten – und dem darüber liegenden Thalamus. Den Thalamus kann man als „Pförtner zum Bewusstsein“ bezeichnen, er ist die letzte Verschaltstation vor dem Großhirn. Unter dem Hypothalamus befindet sich die Hypophyse, die oberste Hormondrüse des Menschen (siehe S. 39). Das Großhirn (Cerebrum) schließlich spielt die entscheidende Rolle für sensorische Wahrnehmung, Lernen, Gedächtnis und das bewusste Verhalten. Vergleicht man Wirbeltiere ihrem Stammbaum nach von den Fischen zu den Säugetieren, so hat das Großhirn an Größe, Komplexität und Funktionsumfang enorm zugenommen. Bei Säugetieren spricht man oft vom Cortex (Rinde), wenn das Großhirn gemeint ist. Genau genommen ist der Cortex die äußere, etwa 5mm dicke Schicht, in der die überwiegende Anzahl der Zellkörper der Neuronen liegen. Darunter liegt die Schicht der weißen Substanz, die vorwiegend aus Axonen besteht und durch das Myelin fettig weiß erscheint. Im Rückenmark (kAbb. 5, rechts) ist die Lage umgekehrt: Die weiße Substanz umgibt die innen liegende graue Substanz, die auch Zellkörper enthält. Im Rückenmark werden rhythmisch wiederkehrende Bewegungsabläufe ohne Einfluss des Gehirns koordiniert, zB die Schwimmbewegung der Fische, aber auch deine Laufbewegung, die vom Gehirn nur „angestoßen“ werden muss. Das Gehirn des Menschen besteht aus mehreren Teilen mit unterschiedlichen Funktionen Der Hirnstamm steuert unbewusste, lebensnotwendige Prozesse Das Kleinhirn koordiniert die Feinabstimmung der Bewegungen Das Zwischenhirn regelt die Homöostase und die Gefühle Zwischenhirn Rückenmark Großhirn Hirnstamm Wirbelkörper Bauchraum Rücken Rückenmark weiße Substanz (nur Nervenfasern) graue Substanz (auch Zellkörper) Spinalnerv Hinterwurzel (sensorisch) Vorderwurzel (motorisch) Bandscheibe Wirbelsäule Thalamus Hypothalamus Hypophyse (Hirnanhangdrüse) Kleinhirn Brückenhirn verlängertes Rückenmark Mittelhirn } Abb. 5: Das Zentralnervensystem des Menschen. Das Gehirn (links) ist ca. 1,2 l groß und ca. 1,3 kg schwer und kann in mehrere Bereiche untergliedert werden. Das Rückenmark (rechts) verläuft im Wirbelkanal der Wirbelsäule, zwischen den Wirbeln treten die Spinalnerven aus, die in den Körper führen. Gehirn und Rückenmark werden von Hirn- und Rückenmarkshäuten umgeben, die sie schützen und für Stoffaustausch sorgen. Das Großhirn ist das Zentrum der sensorischen Wahrnehmung, des Lernens, des Gedächtnisses und des Bewusstseins 1 W Suche in Fachbüchern oder im Internet Abbildungen von fünf weiteren Wirbeltiergehirnen. Vergleiche ihren Aufbau, suche Unterschiede und Gemeinsamkeiten. Erstelle eine Grafik der Gehirne und färbe die entsprechenden Anteile (Großhirn, Zwischenhirn, Hirnstamm aus Mittelhirn und verlängertem Rückenmark, Kleinhirn) in den Farben von Abbildung 5 ein. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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