Das Nervensystem

Zusammenfassung zum Nervensystem

Hier findest du alle relevanten Informationen zum Thema Nervensystem.

Gleich zu Beginn: Sieh Dir dieses Video an (mit DGS).

Und hier findest Du (leider ohne UT oder DGS) den Vortrag von Prof. M. Spitzer über das Gedächtnis:

Die meisten dieser Fakten sind nicht relevant für die Prüfung, verdeutlichen aber die hohe Bedeutung des Nervensystems, seine enorme Leistungsfähigkeit und, dass es uns ausmacht. Es ist die organische Grundlage unserer Denkprozesse, unserer Seele und unseres Charakters.

Zunächst einmal ist dieses System im gesamten Körper verteilt. Die meisten Zellen des Nervensystems sitzen im Kopf, dicht gefolgt vom Bauch. Auch hier haben wir eine enorme Anzahl an Nervenzellen, vor allem um das Verdauungssystem herum. Hier sitzt das sogenannte Darmhirn. Ein etwas längerer, aber dafür höchst interessanter Artikel dazu ist hier zu finden. 

Unsere Nervenbahnen ergeben aneinandergereiht eine Länge von 780.000 km. Das ist die Strecke von der Erde zum Mond und zurück. Und das in einem einzigen Menschen!

Wenn man außerdem alle Nervenzellen aus dem Körper nehmen und sie nebeneinander legen würde, ergäbe das eine Fläche von 28.000 Quadratmetern! Die Geschwindigkeit, mit der elektrische Nervenimpulse im Körper rasen, beträgt 360 km/h. Jede Nervenzelle gibt dabei ca. 200 Impulse in einer Sekunde ab.

Es gibt einige Unterteilungsmöglichkeiten, um das komplexe Nervensystem besser zu strukturieren und damit besser zu verstehen:

Zentrales und peripheres Nervensystem

Das ZNS (Zentrales Nervensystem) umfasst Gehirn und Rückenmark. Das PNS (Peripheres Nervensystem) umfasst alle anderen Nerven, die vom ZNS wegführen oder zu ihm hin.

Peripherie = Randgebiet

Das PNS lässt sich weiter unterteilen in:

Somatisches und vegetatives Nervensystem

Das somatische (auch: willkürliche) Nervensystem ist eng mit unserem Bewusstsein verbunden. Hier werden alle Handlungen einsortiert, die der aktiven Beziehung zur Umwelt dienen. Vor allem die Steuerungen der Muskeln des Bewegungsapparates gehört zu seinen Aufgaben. Im vegetativen Nervensystem geht es um die Steuerung der Körperprozesse und das Auslösen unbedingter Reflexe. Hierunter wird alles verstanden, was dem Willen nicht unterstellt ist. Wir können diese Prozesse nicht willentlich beeinflussen. Das vegetative Nervensystem steuert z.B. Atmung, Herzschlag und Verdauung.

Die kleinste Einheit des Nervensystems ist die Nervenzelle (Neuron).

Sie besteht aus einem Zellkörper mit Fortsätzen (Dendriten), dem langen Axon (das kann bis zu 1m lang werden!) mit seinen Myelin-Hüllzellen und den dazwischen liegenden Schnürringen und endet an weiteren Fortsätzen mit Endknöpfchen:

Ihre Aufgabe ist die Kommunikation mit anderen Zellen - das können andere Neuronen oder auch andere Körperzellen, wie z.B. Muskelzellen sein.

Die Kommunikation, also die Übertragung von Informationen, erfolgt elektrisch über sogenannte Impulse und chemisch über Botenstoffe, die von Rezeptoren erkannt werden.

Die elektrischen Impulse werden im Zellkörper gesammelt oder erzeugt und immer nur vom Zellkörper zu den Endknöpfchen geleitet. Die umgekehrte Richtung ist NICHT MÖGLICH.

Der Mensch besitzt ca. 100 Milliarden Nervenzellen, von denen jede einzelne ca. 10.000 Verbindungen zu ihren Nachbarzellen aufnehmen kann. Diese Verbindungen heißen Synapsen.

So sehen die Dinger aus:

Man sieht sehr deutlich, dass eine ungeübte Synapse viel kleiner ist als eine geübte Synapse. Warum geübt und ungeübt? Nun, die linke Synapse hat sich gerade erst gebildet. Sie ist noch klein und möchte sich eher wieder entfernen. Hier hat der Mensch gerade angefangen, etwas Neues zu lernen. Es braucht jetzt Wiederholungen, damit aus diesem Winzling eine geübte Synapse wird. Die Impulse gehen stockend, das Lernen ist schwer, weil die Signale nur langsam darüber laufen - es ist kaum Platz für all die chemischen Botenstoffe - ähnlich einer Einbahnstraße, aus der der Verkehr einer Autobahn umgeleitet wird: Es geht langsam voran und mit einem dicken Stau.

Beim Üben wird sie dicker und leistungsfähiger. Viele Nervenimpulse können nun locker darüber strömen. Wie bei einer großen Autobahn fließt der Verkehr hier. Was auch immer an Denk- oder Bewegungsabläufen hier stattfindet: Es geht leicht.

Erstmal an dieser Stelle ein lustiges Video (ohne Untertitel - sobald ich kann, schreibe ich die rein).

Das ist vom Science Slam. Der Typ ist lustig.

Gleiches Recht für alle! Hier ein Video auf Englisch. Die gehörlosen Schüler hören nichts und die hörenden Schüler verstehen nichts ;-) Aber die Bilder sind gut.

In unserem Gehirn werden Signale vom Körper selbst (aus dem Inneren) und der Umwelt gesammelt, verarbeitet und angemessene Reaktionen darauf ausgewählt. Hier ist auch der Sitz unseres Gedächtnisses: von allem, was wir gelernt haben und noch lernen werden. Unser Bewusstsein ebenso wie unser Unterbewusstsein manifestieren sich hier. Unsere Gefühlswelt wird von hier gesteuert. Unsere Atmung und der Kreislauf, die Arbeit der Nieren, Leber, Lungen - einfach alles wird von hier aus kontrolliert und reguliert.

Um seine vielen Aufgaben zu erfüllen, besteht es aus mehreren Teilbereichen:

Hier findest Du eine 3D-Darstellung des Gehirns. Alle Bereiche kannst Du Dir einzeln anzeigen lassen, wenn Du oben links auf die Menüleiste klickst. Du kannst das Modell drehen und es Dir von allen Seiten genau betrachten. Sieh mal rein. Es lohnt sich!

Das Stammhirn hat sich in der Entwicklungsgeschichte als Erstes entwickelt. Es ist der älteste Teil unseres Gehirns und steuert Instinkte und wichtige Grundgefühlslagen, wie Angst, Wut oder Aggression.

Das Kleinhirn ist viel feiner gefurcht als das Großhirn und steuert vor allem die Feinmotorik und das Halten des Gleichgewichts. Beobachtungen von Kindern, die mit einem organischen Schaden am Kleinhirn geboren wurden, zeigen allerdings auch Störungen in der Kommunikation, dem Verhalten und der visuellen Wahrnehmung. Auch daran muss das Kleinhirn also beteiligt sein.

Das Großhirn besteht aus 2 Hälften (Hemisphären), die durch den Balken miteinander verbunden sind. Hier werden die Bewegungen der rechten Körperseite von der linken Hemisphäre und die Bewegungen der linken Körperseite von der rechten Hemisphäre gesteuert. Es geht über Kreuz. Hier der Sitz unseres Denkens, der geistigen Fähigkeiten und der sozialen Kompetenz, der Motorik und die bewusste Verarbeitung der Gefühlslage.

Das kann aber durchaus variieren zwischen einzelnen Personen! Und letztlich heißt "aktiv" nicht, dass alles andere im Gehirn grad inaktiv ist. Beide Gehirnhälften arbeiten zusammen!

Bei Menschen des Autismus-Spektrums ist eben diese Zusammenarbeit zwischen den Hemisphären nach neuesten Erkenntnissen wahrscheinlich gestört. Dadurch wird die Arbeit der Hemisphären nicht gegenseitig überlagert und manche Autisten, die sogenannten Savants, haben erstaunliche Fähigkeiten. Diese Fähigkeiten sind aber stets mit einer mehr oder weniger ausgeprägten Unfähigkeit, den Alltag zu meistern oder soziale Kontakte einzugehen, verbunden. Diese beiden Fähigkeiten werden offenbar durch die Kommunikation beider Hemisphären erreicht.

Ein Reflex ist eine unwillkürliche (= nicht dem Willen unterliegend, nicht steuerbar) und schnelle Reaktion des Körpers auf einen Umweltreiz.

Unbedingte Reflexe

Damit sind angeborene Reflexe gemeint. Sie sorgen dafür, dass der Körper nicht so schnell verletzt werden kann.

Ich will Dir das an einem Beispiel erklären:

Stell Dir vor, Du trittst im Sommer barfuß auf einen spitzen Stein. Noch bevor Du merkst, was Dir da passiert ist, ist das Bein schon oben. Wie geht das so schnell?

Hier hat unser Körper (der von Tieren im Übrigen auch!) eine tolle Erfindung, die nennt sich Reflexbogen und läuft vollautomatisch ab, ohne dass Du darüber nachdenken musst. 

Erst, wenn der Fuß schon oben ist, wird der Reiz auch ans Schmerzzentrum geleitet und Du kannst den Schmerz fühlen. 

Bedingte Reflexe

Man kann Reflexe aber auch erlernen und sich im Laufe des Lebens Reaktionen antrainieren, die eigentlich nichts mit dem Reiz zu tun haben.

Ein Name ist untrennbar mit dieser Art von Reflexen verbunden: Pawlow. Er war ein russischer Mediziner im 19. Jahrhundert. Seine Versuchstiere waren Hunde und sein Experiment wurde weltberühmt. Es ging so:

Ivan Petrowitsch Pawlow

Pawlow war der älteste von 11 Kindern einer Bauernfamilie. Er studierte in St.Petersburg unter anderem Medizin und entschied sich für eine akademische Laufbahn. Er war Professor und forschte über das Verdauungssystem. Für seine Erkenntnisse auf diesem Gebiet der Physiologie erhielt er 1904 den Nobelpreis. Bis zu seinem 86. Lebensjahr stand er täglich im Labor, das muss man sich mal vorstellen. 

Die PAWLOW'schen Hunde

Die Experimente mit Hunden sollten Erkenntnisse über das Verdauungsverhalten von Hunden erbringen. Er merkte schnell, dass jedes Zeigen von Futter bereits den Speichelfluss anregt. Das ist ein unbedingter Reflex, den auch wir Menschen haben: Wenn wir Essen sehen oder riechen und wir Hunger haben, beginnt unser Speichelfluss genau wie beim Hund und anderen Tieren. Der Körper bereitet sich durch Anregung der Speicheldrüsen auf das bevorstehende Essen vor. Das ist so normal und bei allen Menschen zu finden, dass wir sogar einen eigenen Spruch dafür haben: "Uns läuft das Wasser im Mund zusammen". Auch bei Hunden ist das so. 

Er stellte das fest und kam auf die Idee, diesen unbedingten Reflex mit einem anderen Signal zu verbinden, das nichts mit dem Essen selbst zu tun hat (man nennt das einen neutralen Reiz, er löst eigentlich keine Reaktion aus): eine Glocke. Kurz bevor die Hunde das Futter bekamen, ließ er die Glocke klingeln. Nach einigen Malen fing das Tier schon an zu sabbern, wenn nur die Glocke klingelte. Das Futter war noch gar nicht da. Er hatte den Speichelfluss-Beginn nun mit einer Glocke verbunden und der Hund reagierte wie auf einen bedingten Reiz. Aber dieses Verhalten war nicht angeboren, sondern erlernt.

Er wies damit nach, dass es a) auch erlernte Verhaltensweisen gibt, die wie angeborene wirken und b) dass Hunde lernfähig sind. Interessanterweise klappt dies nur, wenn das Signal VOR dem eigentlichen Reiz erfolgt. Wenn er die Glocke ertönen ließ, nachdem das Futter hingestellt wurde, gab es diese Verknüpfung nicht.

Dieses Experiment und weitere, die noch durch andere Forscher durchgeführt wurden, werden in der Hundeschule bis heute angewendet, um Hunden bestimmte Kommandos beizubringen.

So hilfreich das ist, um unsere Vierbeiner zu erziehen - auch in der Therapie menschlicher Verhaltensweisen werden diese Erkenntnisse angewendet. Es war nun klar, dass bestimmte Reaktionen, wie Angst zum Beispiel, erlernt sind. Das sind gute Neuigkeiten, denn wenn man etwas gelernt hat, kann man es auch wieder verlernen. Darauf bauen viele Therapien zur Behandlung von Angststörungen und psychischen Traumata auf. Das Problem ist: Hat man erst einmal etwas gelernt und hat sich das gefestigt, vergisst man es nicht so leicht wieder und das Umlernen dauert lange und ist schwierig. Aber es geht!

Das Vegetative Nervensystem (es heißt auch Autonomes Nervensystem) besteht aus 3 Teilen: Sympathikus, Parasympathikus und den Nerven des Verdauungssystems (sogenanntes "Darmhirn").

Sympathikus und Parasympathikus sind, anders als ZNS oder PNS nicht deutlich zu verorten, sondern vielmehr über den ganzen Körper verteilt. Ihre Aufgabe ist es, Anspannungs- und Entspannungszustände des Körpers zu regulieren. Im Allgemeinen ist der Sympathikus in Stress-Situationen und der Parasympathikus in Entspannungssituationen aktiv.

Beide haben Verbindungen zu allen Organen. Sie wirken genau gegenteilig:

Wenn Du also entspannt bist, arbeitet Deine Verdauung, der Herzschlag ist erniedrigt, die Blutgefäße sind erweitert (Blutdruck sinkt), die Harnausscheidung läuft. Dafür ist der Parasympathikus zuständig.

Bist Du hingegen angespannt, werden Verdauung und Harnproduktion gehemmt (in solchen Situationen kann man Klogänge nun wirklich nicht gebrauchen), das Herz schlägt schneller, die Blutgefäße ziehen sich zusammen und der Blutdruck erhöht sich. Der Körper ist auf "Flucht oder Kampf" ausgerichtet. Das macht der Sympathikus.

Dein Darmhirn hingegen kümmert sich um den reibungslosen Ablauf der Verdauung.

Unser Nervensystem kann durch verschiedene Ursachen erkranken. 

Wenn zum Beispiel die Blutversorgung gestört ist (z.B. wegen Arterienverkalkung oder einem Gerinnsel), sterben Gehirnzellen ab. Je nachdem, in welcher Hirnregion das passiert, hat man plötzlich Ausfälle in der Motorik, der Sprache, dem Gedächtnis. Man nennt das einen Schlaganfall.

Gifte, Medikamente und Drogen können die Übertragung von Informationen an der Synapse beeinträchtigen. Sie können zum Beispiel Rezeptoren blockieren, den Abbau des Überträgerstoffes hemmen, eine plötzliche Öffnung aller Membranbläschen gleichzeitig bewirken, sodass die Nachbarzelle vom Botenstoff regelrecht überflutet wird und noch diverse andere Dinge. Insgesamt führt das zu folgenden Symptomen: gesteigerte Erregung, Störungen im Schlaf-Wach-Rhythmus, Beeinträchtigungen wichtiger Zentren (Atemzentrum, Kreislaufzentrum, Brechzentrum usw.) bis hin zum Tod - das ist immer abhängig von der Menge.

Manchmal ist unser Immunsystem fehlgeleitet und greift Strukturen des eigenen Körpers an. Man nennt das eine Autoimmunerkrankung. Dazu gehört zum Beispiel die Multiple Sklerose. Hier werden die Hüllzellen des Axons angegriffen und zerstört. Die Impulsweiterleitung ist dadurch gestört. Es treten Missempfindungen (z.B. Kribbeln der Haut), Bewegungsstörungen, Sehstörungen und andere Symptome auf. Die Krankheit verläuft in Schüben mit mehr oder weniger guter Rückbildung der Symptome. Am Ende sterben Erkrankte, sofern sie nicht ordentlich behandelt werden, z.B. an Atemstillstand, weil die Atemmuskulatur nicht mehr gesteuert wird.

Die Meningitis ist eine Infektionskrankheit (hervorgerufen durch Bakterien, Viren oder auch Pilze), bei der sich die Hirnhaut entzündet. Die Symptome sind Fieber, Kopf- und Gliederschmerzen, Übelkeit und Erbrechen. Sie ähneln der Grippe. Häufig tritt hier aber die sogenannte Nackensteifigkeit auf. Das hat man, wenn der Kopf beim Vorneigen zur Brust extrem wehtut. Eine Meningitis ist meldepflichtig, sie gehört unbedingt in ärztliche Behandlung. Sie gehört zu den lebensbedrohlichen Erkrankungen.

Qiuz zum Nervensystem mit Fragen, die in der mündlichen Prüfung schon gestellt wurden