Das Nervensystem und seine Funktionsweise

Im Zentrum des Nervensystems steht das Gehirn. Was du siehst und hörst, wird zuerst dort registriert. Stell dir vor, du bist mit deinen Freunden in der Schule und sie fangen an, sich dumm zu benehmen. Du siehst und hörst sie und beschließt dann, sie mit deinem Smartphone zu filmen. All diese Gedanken haben sich in Ihrem Gehirn abgespielt, aber der Prozess hört damit nicht auf. Sobald du dich entschieden hast, sie zu filmen, sagt dir dein Gehirn, dass du dein Smartphone zücken, es auf deine Freunde richten, die Aufnahmetaste drücken und ihnen eine Weile folgen sollst. Auch wenn du es vielleicht nicht merkst, hat dein Gehirn jede einzelne Aktion gesteuert.

Dein Gehirn erzeugt im ganzen Körper winzige elektrische Signale, damit er richtig funktioniert. Es sendet diese Signale durch Bahnen, die als Neuronen bekannt sind. Das System der Neuronen bildet Ihre persönliche elektrische Verdrahtung.

Die Art und Weise, wie Ihr Nervensystem funktioniert, kann mit der Funktionsweise Ihres Computers verglichen werden. Wenn Sie Ihren Computer einschalten, wird ein Signal gesendet. Das Signal ist ein Katalysator, der eine Reihe von Aktionen und Reaktionen auslöst. Über die Drähte fließt ein elektrischer Strom, der eine Verbindung zur Elektrizität aufrechterhält. Ihr Computer gibt einige Geräusche von sich, um Ihnen mitzuteilen, dass er funktioniert. Der Bildschirm leuchtet auf, Bilder erscheinen, Programme werden geladen und die Internetverbindung wird hergestellt. Mit anderen Worten: Durch den Katalysator des „Ein“-Knopfes wird der gesamte Computer hochgefahren.

Ähnlich funktioniert Ihr Nervensystem. Wenn Sie möchten, dass sich bestimmte Muskeln bewegen, sendet Ihr Gehirn Nachrichten über Ihre Neuronen. Dieser Weg stellt eine ständige elektrische Verbindung zwischen Ihrem Gehirn und Ihren Muskeln her. Diese Verbindung ermöglicht es Ihren Muskeln, sich so zu bewegen, wie Sie es wünschen. Ihre Muskeln „schalten sich ein“. Das ist das Wesen deines Nervensystems.

Die wichtigsten Teile des Nervensystems

Das Nervensystem ist ein kompliziertes System, in dem viele Elemente zusammenarbeiten. Das Gehirn und das Rückenmark bilden den ersten großen Teil, das zentrale Nervensystem (ZNS). Die Nerven, die zum und vom ZNS führen, bilden den zweiten Hauptteil, das periphere Nervensystem (PNS).

Knochen schützen das ZNS vor Verletzungen. Sie schützen den Schädel auf die gleiche Weise, wie Schalen die weichen Körper von Schnecken und Schildkröten schützen. Die Wirbel sind die Knochen, die das Rückenmark schützen. Im Gegensatz zum Schädel, der aus einem einzigen Stück Knochen besteht und sich nicht biegen lässt, sind die Wirbel flexibel. Diese Flexibilität ist der Grund dafür, dass du dich in der Taille verdrehen oder zu einem Ball zusammenrollen kannst.

Das PNS ist nicht von einem knöchernen Panzer umgeben. Ist Ihnen zum Beispiel schon einmal Ihr Arm eingeschlafen? Wenn das passiert, können Sie ihn vielleicht eine oder zwei Minuten lang nicht bewegen oder sogar spüren. Das liegt daran, dass er zu lange in einer Position gelegen hat und Sie einen Nerv vorübergehend eingeklemmt haben. Die Einklemmung entsteht, weil der Schutz fehlt. Dieser Nerv ist Teil des PNS.

Man kann das Nervensystem auch danach unterscheiden, was es tut. Stell dir vor, du siehst eine Hornisse um dich herum schwirren und sie geht nicht weg. Du bist dir sicher, dass sie dich stechen wird, also willst du etwas Abstand zwischen dich und sie bringen. Du läufst in die entgegengesetzte Richtung. Vielleicht bist du mutig und schlägst stattdessen nach ihr. Sie fliegt von dir weg. In beiden Fällen bleiben Sie in Sicherheit, was eine Funktion des sympathischen Nervensystems ist. Wenn es eine Gefahr erkennt, „schaltet es hoch“. Es lässt Ihr Herz schneller schlagen und pumpt mehr Blut in Ihre Muskeln, damit Sie sich wehren oder wie verrückt rennen können. In der Psychologie wird dies als „Kampf oder Flucht“ bezeichnet. Kampf- oder Fluchthandlungen treten auf, wenn du dich in irgendeiner Weise bedroht fühlst.

Angenommen, es besteht keine Gefahr durch Bienen, Hornissen oder etwas anderes in deiner Nähe. Aber Sie sind hungrig und durstig. Sie wissen, dass Sie essen und trinken müssen. Dies sind grundlegende menschliche Überlebensbedürfnisse. In diesem Moment schaltet sich Ihr parasympathisches Nervensystem ein. Wenn Sie essen und trinken, schaltet er sich ein und sorgt dafür, dass Ihr Körper alles richtig verdaut. Das ist eine Möglichkeit, gesund zu bleiben.

Andere Funktionen wie Atmung, Blutfluss oder Herzschlag laufen automatisch ab. Sie sind spontan, und Sie müssen nie darüber nachdenken. Wenn sich jedoch etwas in Ihrem Nervensystem verändert, merken Sie, dass etwas nicht in Ordnung ist. Dann suchen Sie einen Neurologen auf, der darauf spezialisiert ist, wie das Nervensystem funktioniert und wie man ihm helfen kann, wenn etwas nicht stimmt.

Andere wichtige Teile des Nervensystems

Wenn Sie eine Fernsehsendung sehen, konzentrieren Sie sich sehr auf die Hauptfiguren. Aber ohne die Nebendarsteller würden sie flach fallen. Das gesamte Ensemble der Schauspieler ist entscheidend für den Erfolg der gesamten Sendung. Das Nervensystem funktioniert auf die gleiche Weise. Das Gehirn und das Rückenmark sind die Hauptdarsteller, aber sie brauchen die Unterstützung der übrigen Darsteller des Nervensystems. Die im Folgenden aufgeführten sind diejenigen, die Ihnen in einem Anatomie- oder Biologiegrundkurs am ehesten begegnen werden.

Neuronen – Neuronen sind Nervenzellen, die auf Reize reagieren. Ein Reiz kann den Nerv entweder erregen oder reizen. In beiden Fällen wird ein Impuls erzeugt, d. h. ein winziger elektrischer Strom, der eine Nachricht an das Gehirn sendet, damit es handelt.

Neuronen können auf vier Arten stimuliert werden.

• Ton – Wenn Neuronen in deinem Innenohr etwas hören, reagierst du darauf. Wenn du bestimmte Töne auf deinem Smartphone hörst, ist deine Reaktion in der Regel, dass du es ansiehst. Zwischen dem Geräusch und Ihrer Handlung vergehen nur Sekunden. In dieser kurzen Zeit haben die Neuronen all diese Informationen von deinem Ohr empfangen und an dein Gehirn und dann an deine Muskeln und Augen weitergeleitet.
• Wärme – Wenn Neuronen in deiner Haut Wärme spüren, reagierst du in irgendeiner Weise darauf. Wenn du dein Smartphone zum Aufladen einsteckst und einen Stromschlag bekommst, spürst du eine Art Hitze. Ihre erste Reaktion wird sein, das Telefon loszulassen. Deine Neuronen haben alle Impulse orchestriert, die zu dieser Handlung führen.
• Licht – Die Neuronen in deinen Augen sind empfindlich für Licht und Dunkelheit. Sie werden entsprechend reagieren. Stellen Sie sich vor, Sie lernen eine neue App auf Ihrem Smartphone. Sie sehen sich eine Anleitung an und wiederholen dann die Aktionen, die Sie gesehen haben. Genau diese Wiederholung wird durch die Lichtreize ermöglicht, die die Neuronen über Ihre Augen empfangen.
• Druck oder Länge – Ihre Muskeln enthalten ebenfalls Neuronen. Wenn sie eine Veränderung der Länge oder sogar des Drucks wahrnehmen, reagieren Ihre Muskeln. Wenn du dein Smartphone herausziehst, senden die Muskelneuronen sensorische Impulse an dein Gehirn. Ihre Muskeln wiederum wissen, wie viel Druck nötig ist, um das Telefon zu halten, damit es nicht auf den Boden fällt.

Neuronale Netze oder Verbindungen sorgen dafür, dass all diese Impulse in Ihrem Körper übertragen werden. Sie funktionieren ähnlich wie die Glasfaserkabel, die Sie mit dem Internet verbinden. Sie senden und empfangen elektrische Impulse schnell und zuverlässig.

Dendriten und Axone – Dendriten und Axone sind Erweiterungen des Neurons oder der Nervenzellen. Dendriten bringen Informationen zum Zellkörper. Axone transportieren Informationen vom Zellkörper weg. Textnachrichten sind ein Beispiel dafür, wie dies funktioniert. In deinem Smartphone gibt es ein elektrisches Bauteil (Dendrit), mit dem du Nachrichten von deinen Freunden empfangen kannst. Ein anderes elektrisches Bauteil (Axon) ermöglicht es dir, ihnen zu antworten.

Soma – Das Soma ist der Zellkörper des Neurons. Es funktioniert fast wie ein Fließband in einer Fabrik. Es verpackt alles, was ein Neuron braucht, um Impulse zur Verwendung an das Gehirn zu senden.

Zerebrospinalflüssigkeit (CSF) – Zerebrospinalflüssigkeit bedeckt das Gehirn und das Rückenmark. Die Flüssigkeit polstert das Gehirn innerhalb des Schädels. Außerdem bietet sie einen allgemeinen Schutz für das ZNS. Schließlich sorgt sie für die Zirkulation von Nährstoffen und den Abtransport von Abfallprodukten aus dem Gehirn.

Blut-Hirn-Schranke (BHS) – Diese Wand oder Pforte dient als eine Art Wachmann für das Gehirn. Sie ist halbdurchlässig, was bedeutet, dass einige Dinge durchkommen können, andere aber nicht. Die BHS verhindert, dass fremde Substanzen aus dem Blut in das Gehirn gelangen. Sie schützt das Gehirn auch vor den Hormonen und Neurotransmittern, die in anderen Bereichen des Körpers wirken. Außerdem sorgt sie für eine stabile Umgebung für das Gehirn.

Entwicklung des zentralen Nervensystems

Wenn sich das ZNS entwickelt, sieht es aus wie eine Röhre im Inneren eines Embryos. Die wichtigsten Regionen des Gehirns beginnen sich am Kopf dieser Röhre zu bilden. Die Teile des Gehirns, die sich hier entwickeln, sowie ihre Hauptfunktionen sind:

Cerebellum – Das Kleinhirn ermöglicht es uns, Teile unseres Körpers freiwillig zu bewegen. Wir können gehen, schreiben und das Gleichgewicht halten.

Großhirn – Unser Gehirn ist in eine linke und rechte Hemisphäre unterteilt. Die beiden Sphären befinden sich im Großhirn, das den größten Teil des Gehirns darstellt. Wie ein Vorgesetzter am Arbeitsplatz hat das Großhirn die Aufsicht über viele unserer Aktivitäten des täglichen Lebens. Dank des Großhirns können wir kritisch und analytisch denken. Sprechen, Sprache verstehen und unsere Emotionen kontrollieren sind weitere Handlungen, die von diesem Teil des Gehirns gesteuert werden.

• Linke Hirnhälfte & Rechte Hirnhälfte – Sie haben wahrscheinlich schon die Ausdrücke „linke Hirnhälfte“ und „rechte Hirnhälfte“ gehört. Diese Begriffe beziehen sich darauf, wie wir Informationen verarbeiten. Menschen, die hauptsächlich auf der linken Seite des Gehirns (linke Hemisphäre) denken, erscheinen uns logischer. Menschen, die hauptsächlich auf der rechten Seite ihres Gehirns (rechte Hemisphäre) denken, erscheinen uns kreativer. Sprache und andere logische Prozesse werden möglicherweise eher auf der linken Seite ausgeführt, während visuelle und intuitive Prozesse auf der rechten Seite stattfinden. Dies sind nur Muster oder Tendenzen, daher ist es wichtig zu verstehen, dass beide Seiten des Gehirns in irgendeiner Weise an allen Prozessen beteiligt sind.

Zwischenhirn – Das Zwischenhirn besteht aus zwei Teilen:

• Thalamus – Der Thalamus sortiert alle elektrischen Impulse. Er identifiziert die Informationen, die uns durch unsere Sinne erreichen, und leitet sie dann zur Verarbeitung an die entsprechenden Bereiche des Gehirns weiter.
• Hypothalamus – Der Hypothalamus motiviert uns zum Essen und Trinken. Er hält auch unsere normale Körpertemperatur von 98,6 Grad aufrecht. Seine andere wichtige Funktion ist die Steuerung der Hypophyse. Diese Drüse steuert alle anderen Drüsen des endokrinen Systems.

Medulla oblongata – Die Medulla oblongata ist Teil des Rückenmarks. Sie steuert das Herz und die Lunge. Unter anderem hilft es auch bei der Regulierung von Atmung, Verdauung, Schlucken und sogar Niesen.

Mittelhirn – Das Mittelhirn hilft bei motorischen Bewegungen, besonders bei denen, die unsere Augen betreffen. Es hilft uns, auditive und visuelle Informationen zu verarbeiten.

Pons – Das Pons ist ein Verbindungsglied innerhalb des Gehirns. Als Teil des Hirnstamms verbindet er den Thalamus und das Rückenmark.

Neurologen und Neurochirurgen sind mit allen Bereichen des Gehirns – den großen und den kleinen – bestens vertraut. So ist es leicht zu verstehen, warum so viele Jahre der Ausbildung erforderlich sind, bevor Neurologen praktizieren können.

Welche gesundheitsrelevanten Funktionen regelt das Nervensystem?

Wie Sie gesehen haben, hat das Nervensystem mit fast jedem Aspekt unserer Gesundheit und unseres Wohlbefindens zu tun. Es ist an etwas so Einfachem wie dem Schließen der Augen bis hin zur Steuerung komplexerer Prozesse wie dem kritischen Denken beteiligt.

Weitere Funktionen, die vom Nervensystem gesteuert werden, sind:

• Alterung
• Körpertemperatur
• Wachstum/Entwicklung des Gehirns
• Atmung/Herzschlag
• Heilung/Rehabilitation
• Hunger/Durst/Verdauung
• Lernen/Gedächtnis
• Bewegung/Gleichgewicht/Koordination
• Pubertät/Reproduktion/Fertilität
• Sinneswahrnehmungen – Tastsinn und Gehör und die mentalen Prozesse der Interpretation
• Schlaf
• Stress/körperliche Reaktionen auf Stress
• Denken und Emotionen

Das Nervensystem wirkt sich auf fast jeden Teil unseres Körpers in jeder Phase der Lebensspanne aus. Es ist wichtig, sich darauf zu spezialisieren, wie alles zusammenarbeitet, damit wir eine optimale Gesundheit erhalten können. Neurologen untersuchen das Nervensystem, um zu verstehen, wann es richtig funktioniert und wann es durch Veränderungen beeinträchtigt wird.

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Interview geführt mit einem praktizierenden Neurochirurgen.