Menschliches Gehirn: Aufbau, Funktion, Beschriftung & Querschnitt

Das menschliche Gehirn ist die Steuerzentrale des gesamten Körpers. Hier laufen die Informationen aus dem Körper und der Umwelt zusammen und werden zu Reaktionen verarbeitet. Das Gehirn ist eines der aktivsten Organe des Körpers.
Es verbraucht einen großen Teil der Glucose allein, um ATP (Energie) herzustellen und ersetzt seine Proteine alle 3 Wochen. 20% des Blutes werden vom Herz durch das Gehirn gepumpt. Wird seine Versorgung mit sauerstoffgesättigtem Blut auch nur für zehn Sekunden unterbrochen, verlieren wir das Bewusstsein; ein Sauerstoffmangel über diesen Zeitraum hinaus kann schwere Hirnschäden nach sich ziehen.

Was wiegt ein menschliches Gehirn?

Das Gehirn des Menschen hat ein mittleres Gewicht von 1245 g (Frauen) bzw. 1375 g (Männer). Zwischen Größe und Intelligenz besteht kein Zusammenhang.

Wie das Rückenmark, ist auch das Gehirn vollständig von Knochen umgeben, dem Schädel.

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Der Gehirnschädel ist aus mehreren Teilen zusammengesetzt.

Hierin gibt es mehrere Foramina (Öffnungen), die den Durchtritt der großen Arterien und Venen und der Gehirnnerven ermöglichen. Das größte ist das Foramen magnum, durch das der Hirnstamm mit dem Rückenmark in Verbindung steht.

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Das Gehirn ist wie das Rückenmark von 3 Hirnhäuten
umgeben:

  • der harten Hirnhaut: Dura mater,
  • der Spinngewebshaut oder Arachnoidea
  • und der weichen Hirnhaut (Pia mater).

Die Spinngewebshaut enthält die Blutgefäße und der Zwischenraum ist mit Hirnflüssigkeit (Liquor) gefüllt. Die weiche Hirnhaut übernimmt die Versorgung mit Nährstoffen aus der Gehirnflüssigkeit.

Zwischen Blut und Gehirn besteht eine Blut-Hirnschranke, die nur kleine Moleküle wie Glucose und O2 oder hydrophobe Substanzen wie Hormone oder Heroin passieren können.

Damit ist das Gehirn sozusagen “flüssigkeitsgelagert”. Innerhalb des Gehirns gibt es jedoch weitere Hohlräume, die flüssigkeitsgefüllt
sind: die Ventrikel. Das ventrikulare System ist auf den Abbildungen unten zu sehen.

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Der Liquor oder die cerebrospinale Flüssigkeit ist wasserklar und besteht hauptsächlich aus H2O, NaCl, mit wenig Protein, K und Glucose. Sie wird hauptsächlich in den lateralen 3. und 4. Ventrikeln gebildet, die über das cerebrale Aquädukt verbunden sind. In der Arachnoidea findet ein Austausch des Liquors mit dem Blut statt.

Funktionen des Liquors

  • mechanischer Schutz vor Stößen durch
    “flüssige Aufhängung”
  • Reduktion des Drucks auf das Gehirn durch den
    Auftrieb wegen flüssiger Lagerung
  • Ausscheidung von Abfallstoffen ins Blut; Einbahnststraße
    Liquor –> Blut
  • Medium für Hormone

Die Gesamtmenge des Liquors in den Ventrikeln beträgt
125-150 ml. Pro Tag werden 400-500 ml produziert.

Menschliches Gehirn im Querschnitt (+Beschriftung)

Betrachtet man ein menschliches Gehirn von der Seite,
erhält man folgendes Bild, bei dem man verschiedene Bereiche unterscheiden kann:

_hemlatlÄußerlich sichtbar sind:

  • das Großhirn,
  • das Kleinhirn
  • und das Nachhirn,
  • das ins Rückenmark übergeht.

Untersucht man einen senkrechten Längsschnitt, stellt man noch weitere Hirnteile fest, insgesamt unterteilt man das Gehirn in 5 Teile:

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Menschliches Gehirn Aufbau & Funktion der Hirnteile


Nr.

Hirnteil

Beschreibung

1
Großhirn (Telencephalon) Das Telencephalon ist der am höchsten entwickelte
Bereich des Gehirns im Menschen. Es besteht hauptsächlich aus
den beiden Großhirnhälften, die über den
Balken verbunden sind und deren Oberfläche aus Windungen
besteht. Die Gehirne der Menschen unterscheiden sich in diesen Windungen.
Die beiden Hälften werden in verschiedene Lappen unterteilt:
der Frontallappen, Parietallappen, Temporallappen und Okzipitallappen.

2
Kleinhirn (Metencephalon) Das in 3 Teile gegliederte Kleinhirn dient der Aufrechterhaltung
des Gleichgewichts, der Aufrechterhaltung des Muskeltonus und der
Koordination der gesamten Muskelbewegung

3
Zwischenhirn (Diencephalon) Das Diencephalon besteht aus 4 Teilen, dem Thalamus, Hypothalamus,
Subthalamus und Epithalamus. Allgemein ist der Thalamus die zentrale
Schaltstation der sensorischen und motorischen Funktionen, Zentrale
des vegetativen Nervensystems, der Hypothalamus mit der Hypophyse
die Zentrale des Hormonsystems und Schaltstelle zu den anderen Gehirnzentren.
Er kontrolliert pH, Temperatur und Blutdruck. Die Epiphyse oder
Zirbeldrüse ist für die biologische Uhr zuständig.

4
Mittelhirn (Mesencephalon) Das Mittelhirn bildet mit dem Pons und der Medulla oblongata den
Hirnstamm. Es liegt zwischen Zwischenhirn und Pons. Es enthält
verschiedene Bereiche, die u.a. die Augenbewegung koordinieren.

5
Nachhirn (Myelencephalon) Das Nachhirn mit dem Pons und der Medulla
oblongata (oder verlängertem Rückenmark) kontrolliert
grundlegende Funktionen wie Blutzirkulation, Herzschlag oder Lungenaktivität.
Auch wichtige Reflexe sind in der Medulla lokalisiert wie: gähnen,
husten, niesen und sich erbrechen.

Abb. 153
Knochen
des Gehirnschädels
 


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Gehirn im Schädel liegend

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Abb. 154
Hirnhäute

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Abb. 155
Ventrikel-System
des Gehirns
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Abb. 156
Gehirn

 

 

 

 

 

 

 

 


Abb. 157
Teile des
Gehirns
 

 

Längsschnitt ———————-
Ansicht von unten

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Im Bereich des Hirnstamms entspringen 12 paarige Gehirnnerven,
die mit römischen Zahlen benannt werden:

Die 12 Gehirnnerven und ihre Funktion


Nr.

Gehirnnerv

Funktion

I
Nervus olfactorius, (Riechnerv) geht vom Riechepithel der Nasenschleimhaut aus und zieht von dort
zum Riechlappen, der als Ausstülpung des Vorderhirns anzusehen
ist.

II
Nervus opticus (Sehnerv) vom Zwischenhirn bis zur Sehnervenkreuzung reichend; versorgt
die Netzhaut des Auges.

III
Nervus oculomotorius (Augenmuskelnerv)seine motorischen Fasern versorgen die Mehrzahl der Augenmuskeln;
seine parasympathischen Fasern bewirken die Verengung der Pupille
und die Kontraktion des Ziliarmuskels.

IV
Nervus trochlearis (Rollnerv)motorischer Nerv, der den äußeren Augennerv versorgt.

V
Nervus trigeminus (Drillingsnerv)
der stärkste aller Hirnnerven, der motorische und sensible
Fasern enthält und sich in drei Hauptäste teilt:
den Augennerv (Nervus ophthalmicus), der die Stirn, Tränendrüse,
Augenbindehaut, Augenwinkel, Siebbein und Teile der Nase sensibel
versorgt;
den Oberkiefernerv (Nervus maxillaris), der insbesonders
die Oberkieferregion, die Oberkieferzähne, den Gaumen und Teile
der Gesichtshaut versorgt;
den Unterkiefernerv (Nervus mandibularis), der die sensible
und motorische Kaumuskulatur, die Zunge, den Mundboden sowie die
Haut über dem Unterkiefer versorgt.

VI
Nervus abducens (seitl.Augenmuskelverv
)
motorischer Nerv, der zum äußeren geraden Augenmuskel
zieht.

VII
Nervus facialis, Gesichtsnerv der mit zahlreichen Verästelungen die Gesichtsmuskeln, die
Haut im Bereich der Ohrmuscheln und verschiedene Drüsen im
Kopfbereich versorgt.

VIII
Nervus statoacusticus, Hör –
und Gleichgewichtsnerv
er übernimmt die Fortleitung der Gehörempfindung und
vermittelt Signale aus dem Gleichgewichtsorgan.

IX
Nervus glossopharyngeus, Zungen-Schlund-Nerv
die motor. Fasern versorgen die Schlundmuskulatur, die sensiblen
Fasern die Schleimhaut der hinteren und seitl. Rachenwand, des hinteren
Zungendrittels, der Paukenhöhle und Eustachi-Röhre. Die
parasympathischen Fasern versorgen die Ohrspeicheldrüse, die
sensorischen Geschmacksfasern, das hintere Zungendrittel.

X
Nervus Vagus, Eingeweidenervhat motorische, sensible und parasympathische Fasern; versorgt
außer den Brust- und Baucheingeweiden zahlreiche Muskeln (in
Rachen, Kehlkopf, Speiseröhre), Drüsen und Drüsenorgane
und den Gehörgang.

XI
Nervus accessorius, Beinerv motorischer Nerv, der den Kopfwender des Halses und den Trapezmuskel
des Schulterblattes versorgt.

XII
Nervus hypoglossus, Zungenmuskelnervversorgt motorisch die zungeneigene Muskulatur

Wir wollen uns nun mit einigen Gehirnbereichen näher
beschäftigen.

 

Großhirn Funktion & Aufbau

Das Großhirn besteht aus zwei stark gefurchten
Halbkugeln (Hemisphären), die durch einen tiefen Einschnitt voneinander
getrennt sind. Die Verbindung zwischen den beiden Hemisphären wird
durch einen dicken Nervenstrang, dem sog. Balken hergestellt. Der oberflächliche Teil des Großhirns ist die Großhirnrinde
(Cortex cerebri, Pallium), die etwa 3 mm dick ist und ca.14 Milliarden Zellkörper der Nervenzellen und 50 x 109 Gliazellen enthält. Sie weist
in ihrem Feinbau sechs verschiedene Schichten auf, die sich durch die Form der in ihnen enthaltenen Nervenzellen unterscheiden. Insgesamt bezeichnet man diese Schichten als
graue Substanz.

Nach innen schließt sich die Nervenfaserzone (Großhirnmark)
als weiße Substanz an, die von den Fortsätzen der Nervenzellen
gebildet wird. Die Oberfläche der Großhirnrinde ist stark gefaltet
und in Windungen (Gyri) gelegt, die durch Furchen (Sulci) voneinander
getrennt werden (siehe Abb. 158).

Damit ergibt sich eine Oberfläche von ca. 1,5 m2.
Als Zellen findet man Neuronen (Pyramidenzellen (Purkinje-), siehe Abb.
159
) und Gliazellen mit einer Konzentration von ca. 100 000 Zellen/mm2.

Gliazellen unterstützen und ernähren die Neuronen.
Man findet 3 Typen, darunter die Astrozyten (unten). Die Zellen im Gehirn
bilden zum Teil bis zu 10 000 Synapsen. Damit stellt das Gehirn ein gigantisches
neuronales Netzwerk dar, weit komplexer als jeder derzeitige Computer.
(siehe unten ein neuronales Netzwerk im Kleinhirn)

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Morphologisch lassen sich im Großhirn vier Gebiete
unterscheiden:

  1. Stirnlappen
  2. Scheitellappen
  3. Hinterhauptslappen
  4. die seitlichen Schläfenlappen.

Funktionell lassen sich in bestimmten Rindenfeldern bestimmte Leistungen lokalisieren.

Im Großhirn sind alle Bereiche des Körpers in entsprechenden Bereichen repräsentiert, d.h. es führen alle sensorischen Fasern nach der Verschaltung im Thalamus in einen speziellen Bereich.

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Wie schon erwähnt, ist das Großhirn in einzelne
Lappen unterteilt. Der Stirnlappen steht in enger Beziehung zur
Persönlichkeitsstrukur. Im Parietallappen enden die sensorischen
Fasern. Der Temporallappen erledigt Aufgaben des Gehörs und
der Okzipitallappen beinhaltet das visuelle Assoziationszentrum.

Willentliche Bewegung

So existiert im hintersten Abschnitt des Frontallappens
das motorische Zentrum (primäre motorische Cortex), von dem
zu allen Muskeln die motorischen Fasern verlaufen.
Daneben befindet sich im vordersten Abschnitt des Okzipitallappens das
sensorische Zentrum, in das von allen Sinnesorganen die sensorischen
Fasern münden. (siehe links)

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In der beschriebenen Art besteht im Großhirn für
jedes Körperteil eine Steuerung und ein “Gedächtnis”.
Dabei repräsentiert die rechte Gehirnhälfte die linke Körperseite
und umgekehrt.

Unten ist für einen sensorische Faser der Weg
durch das Rückenmark und die verschiedenen Gehirnbereiche bis in das
sensorische Großhirnzentrum dargestellt. Die Nervenbahn besteht aus
2 Neuronen.

 


Abb. 158
Großhirnrinde

cortex2

 

 

 

 


Abb. 159
neuronales
Netzwerk im Gehirn
 


Abb. 160
Pyramidenzellen

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Abb. 161
Astrozyt

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Abb. 162
Großhirnbereiche

 

 

 

 

 

 


Abb. 163
Nervenbahnen
im Rückenmark
motorische Felder 

 


motfeld2

 

 

 


Abb. 164
Nervenbahnen
im Rückenmark
 

 

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Übergeordnete Fähigkeiten

Neben den Lappen gibt es noch verschiedene andere
Bereiche, die für spezielle Fähigkeiten zuständig sind:

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Der primäre motorische Bereich, der für
freiwillige Bewegung und der sensorische Bereich, der für die Empfindung
von Schmerz, Temperatur, Position und Bewegung zuständig ist, wurde
schon oben erwähnt. Auch über die Sehrinde, das Sehzentrum wurde
schon gesprochen. Daneben gibt es noch den Brocaschen
Bereich
, das Zentrum für Sprache und Artikulation und das Hörzentrum
mit dem Wernickeschen Bereichfür das
Verständnis gesprochener Sprache.

Fähigkeiten wie lautes Lesen oder Rechnen auf dem
Papier usw. entstehen durch Zusammenarbeit dieser speziellen Bereiche.
Die Zentren sind über die beiden Gehirnhälften unterschiedlich
verteilt.

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Der Mensch zeichnet sich im Vergleich zum Tier durch
besondere geistige Fähigkeiten wie rationales oder emotionales Handeln,
einsichtiges Verhalten, abstraktes Denken und Lernfähigkeit aus.Diese
Fähigkeiten werden wiederum durch die Zusammenarbeit verschiedener
Gehirnteile ermöglicht, die man als limbisches
System

bezeichnet. Zu dieser Funktionseinheit gehören Teile des
Großhirns, Mittel- und Zwischenhirns:

  • der Hippocampus,
  • Amygdala,
  • Mandelkern,
  • Gyrus singuli,
  • Hypothalamus,
  • Teile des vorderen Thalamus,
  • Septum,
  • der Schläfenlappen
  • und einige weitere Hirnzentren.

In diesem System arbeiten verschiedene Neurotransmitter
wie Glutamat, Acetylcholin, Dopamine, GABA, und Serotonin.

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Auch findet man viele Neuromodulatoren und Hormone wie
die Substanz P, Opiate, Östrogen, und Androgene (= männliche
Sexualhormone).

Das limbische System ist die Zentralstelle des endokrinen, vegetativen und psychischen Regulationssystems. Es verarbeitet Reize aus dem Körperinneren und von außen. Das imbische System steuert das emotionale Verhalten und ist das Zentrum für Gefühle. Außerdem ist es mit anderen Zentren am Gedächtnis beteiligt.

Störungen des limbischen Systems führen zu Störungen der emotionalen Verhaltensweisen und beim Tier zu Störungen des artspezifischen Verhaltens. Bei Epilepsien und Psychosen lassen sich häufig Störungen des limbischen Systems nachweisen, wobei deutliche Verhaltensänderungen (z.B. Wutanfälle, Angstgefühle, Geruchshalluzinationen usw. auftreten. Begleitet werden diese von vegetativen Reaktionen wie z.B. Änderungen des Blutdrucks. Schäden im Hippocampus sorgen für Gedächtnisdefekte.

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Faßt man obige Erkenntnisse zusammen,
kann man funktionell, bezogen auf die speziellen Fähigkeiten des
menschlichen Gehirns und das Verhalten des Menschen 3 Gehirnteile ausmachen:

Die Funktionen der Gehirnteile

  • Das Zwischenhirn
    • (Limbisches Sytem) für Emotionen,
  • das Rationale Gehirn
    • (Cortex) für intellektuelle Tätigkeiten
  • das Primitive Gehirn
    • (Hirnstamm) für Selbsterhaltung und Aggression.
    • Gedächtnis und Lernen

Biologische Strukturen des Gedächtnis

Wie gelangt nun eine Information von außen in
unser Gedächtnis? Die moderne Biologie arbeitet hier mit dem Modell
eines stufenweisen Abspeicherns (Verschlüsselns, Codierens):

  1. Eine Information in Form eines sinnlich wahrnehmbaren
    Reizes erreicht uns. Der Reiz kann ein visueller (sichtbarer),
    auditiver
    (hörbarer),
    haptischer (den Tastsinn ansprechender), olfaktorischer
    (geruchlicher) oder
    gustatorischer (geschmacklicher) Reiz sein. Die eintreffende Informationsmenge ist von der Art des Reizes abhängig: Olfaktorische Reize können etwa 20 Bit pro Sekunde enthalten, visuelle hingegen ca. 10 Millionen Bit. (1 Bit = binary digit ist die kleinste Informationseinheit, 8 Bit = 1 Byte)
  2. Der wahrnehmbare Reiz trifft auf eine Sinneszelle, die ihn in Form eines elektrischen Impulses an eine Nervenzelle und ihre Nervenfaserendung, die Synapse weitergibt (Ultrakurzzeitgedächtnis,
    sensorisches Registerjedes sensorische System hat sein eigenes Gedächtnis).
  3. Der elektrische Impuls beginnt nun zwischen den Synapsen verschiedener Nervenzellen zu kreisen. (Kurzzeitgedächtnis)
    Er kreist in bestimmten, sich wiederholenden Bahnen im Netzwerk der Nervenzellen und hinterläßt dabei charakteristische molekulare
    Spuren, die sich chemisch im Gehirn einprägen. Die zunächst
    noch nicht fest zusammengeschalteten Nervenbahnen festigen sich dabei; es entstehen solide Verbindungen, die “Engramme”. Sie bilden
    unser
    Langzeitgedächtnis.

Vom Vorhandensein dieser Engramme hängt alles ab,
denn beim Vorgang des Sich-Erinnerns wird unser Bewußtsein später
auf sie zugreifen. Wenn es dort, wo es entsprechende Informationen vermutet, nichts oder etwas anderes vorfindet, kommt es zu Störungen.

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In Abb. 169 ist ein stark
vereinfachtes Modell des Gedächtnisses zu sehen. Die Information
kommt zunächst über ein sensorisches
Register (=
Ultrakurzzeitgedächtnis
ns) in einen Kurzzeitspeicher, in dem
sie kurz eine Weile bereitgehalten wird. Das Kurzzeitgedächtnis behält
die Informationen mehrere Minuten, bis zu maximal einigen Tagen. Die
Kapazität beträgt ca.
7 Sinneseinheiten
oder Objekte
also z. B. maximal 7 Zahlen
in Folge.

Die nachfolgende Dauerspeicherung erfordert eine erhebliche
Umformung. Die Information wird nicht mit all ihren vielfältigen
Details gespeichert, sondern nur die wesentlichen Inhalte werden in das
Langzeitgedächtnis überführt.
Die Umformung des Gedächtnisinhaltes zieht unweigerlich einen Verlust
an Information nach sich und benötigt auch einen erheblichen Aufwand
an Zeit und Energie.

Während die Inhalte des Kurzzeitgedächtnisses
als Aktivierungen von Neuronen gespeichert
werden (also als Hirnaktivität) sind die Inhalte des Langzeitgedächtnisses
in Form von Verbindungen zwischen Neuronen
gespeichert
(also als Hirnstruktur). Das Langzeitgedächtnis
hat eine unbegrenzte Speicherdauer und eine fast unbegrenzte Kapazität.

Die Vorgänge auf zellulärer und molekularer
Basis wurden u.a. durch Eric Kandel (Nobelpreis 2000) an der Meeresschnecke
Aplysia aufgeklärt und inzwischen bei anderen Organismen bestätigt.

Im Modellorganismus Aplysia findet Lernen in der Synapse
zwischen sensorischem und motorischem Neuron statt. Jedsmal, wenn das
sensorische Neuron stimuliert wird fürt eine erhöhte Freisetzung
von Neurotransmittern zu einer stärkeren Muskelaktivierung. Der Lernprozess
geschieht über ein Phosphorylierung zunächst in der Synapse
als Kurzzeitspeicherung und später über Genaktivierung asl Langzeitspeicherung
eines Gedächtnisproteins. Dabei vergrößert sich die Synapse
und verändert länger andauernd ihre Funktion. Damit sind Synapsen
Bausteine des Gedächtnisses. Die genauen Vorgänge sind in Abb.
170
dargestellt.

lerna

Was passiert nun, wenn wir uns erinnern, zum Beispiel
an das Gesicht unserer Großmutter? Die derzeitige Lehrmeinung:

Ein spezielles Gesicht entspricht im Gehirn einer ganz
bestimmten Kombination vieler Nervenzellen,
die gemeinsam feuern
. Durch die gemeinsame elektrische Aktivität
entsteht ein Muster im Gehirn, das die Großmutter repräsentiert.
So gibt es für alle Objekte, Zahlen, Gesichter Sachverhalte ein spezielles
Muster von Nervenzellen, die gemeinsam aktiv sind.

Aspekte des Lernens

Lernen, d.h. Überführen und Abspeichern von
Informationen ins Langzeitgedächtnis, geschieht nicht allein durch
bloßes Wiederholen (wie bei manuellen Tätigkeiten), sondern
indem wir den Lernstoff in Beziehung zu bereits Bekanntem setzen. Verstreute
Einzelheiten werden dabei mit anderen Einzelheiten zu qualitativ höherstehenden
neuen Einheiten gepackt:

viele einzelne Informationeneine neue Information
Bäume + Sträucher + Moose + …Wald
Arme + Beine + Rumpf + KopfKörper
Räder + Karosserie + Elektrik + Motor + …Auto

Informationstechnisch gesehen ist daher die entstehende
Summe kleiner als die Addition ihrer Elemente. Gewonnen wird diese höherwertige
Information durch geistige Anstrengung, nämlich durch:

SelektionAuswahl
KomparationVergleich
KoordinationVerbinden, Abstimmen
IntegrationMiteinbeziehung
ReduktionZurückführung, Abbau
AbstraktionGedankliche Verallgemeinerung, Erhebung zum Begriff
HierarchiebildungAufbau eines Ordnungs- und Beziehungssystems

Hierzu muß der Lernstoff in ein schon vorhandenes
Netz von Informationen hineinfallen, mit dem er zu einer neuen, kompakteren
Information verbunden werden kann.

Die Menschen unterscheiden sich bezüglich der Lerntypen,
zB. der visuelle Typ muß ein
Bild vor sich haben oder dem abstrakt-verbal
denkenden Typ
genügt dagegen die mathematische Beziehung eines
Sachverhaltes..

Die meisten Menschen nutzen die beiden Hälften
ihres Gehirns zu unterschiedlichen Typen geistiger Aktivität: Während
die linke Seite eher für die “akademischen” Tätigkeiten
eingesetzt wird, setzen wir die rechte Hälfte eher für die oder
“gefühlsbetonten”
Vorgänge des Erfassens und Erfahrens ein.

Es zeigt sich aber, daß, wenn beide Bereiche des
Gehirns gezielt trainiert werden, sich Lernstoff umso stärker einprägt,
da er nun sowohl vom Verstand als auch vom Gefühl her verankert ist.

 

 

 


Abb. 165
assoziative
Bereiche des Gehirns
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Abb. 166
Sprechen
eines gehörten Wortes
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Abb. 167
Limbisches
System
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Abb. 168
Zusammenarbeit
des Limbischen Systems mit anderen Gehirnbereichen
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Abb. 169
Gedächtnis
und Lernen
 

kandel

Eric Kandel 2000,
Nobelpreis 2000 für Medizin

 

 

 

 

 

 

 


Abb. 170
Gedächtnis
und Lernen
an der Synapse
 

 

Ein stimulierendes Interneuron bildet eine axo-axonische
Synapse. Dort wird Serotonin (5HT=1) freigesetzt, was an den Rezeptor
des sensorischen Neurons binde und die cAMP-Konzentration erhöht,
wodurch die cAMP-abhängige Proteinkinase (PKA) aktiviert
wird. Während des KURZZEITLERNENS werden K+ Kanäle phosphoryliert
(5S), was eine längere Depolarisierung zur Folge hat und
einen stärkeren Ca2+-Einstrom durch die spanuungsgesteuertenCa2+
Kanäle bewirkt. (6S) Als Folge wird mehr Neurotransmitter
freigesetzt (7S).

Durch dauernde Stimulierung erfolgt LANGZEITLERNEN.
Dabei wird die katalytische Unterheinheit der PKA in den Kern
trenasportiert, was die Genaktivierung des von Genen durch CREB-Proteine
bewirkt (cAMP response element–binding =(CREB). Dadurch werden
Gedächtnisproteine gebildet. (6L). CRE, cAMP response element;
Ap, Aplysia.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Abb. 171
Funktionen
der Gehirnhälften
 

_2_hirn
 

Die Arbeitsteilung des Gehirns wird in der aktuellen
HERA-Theorie (Hemispheric
Encoding and Retrieval
Asymmetry) vertreten. Danach werden
nach Zeit und Raum benennbare Erinnerungen in der linken Hälfte des
Großhirns eingeprägt. Das Abrufen der Erinnerungen geschieht
dagegen in der rechten Hälfte.

Solche Erkenntnisse gewinnen die Forscher mit moderner
Technik: Mittels der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) können
sie dem Gehirn quasi bei der Arbeit zuschauen, ohne es zu verletzen. Dabei
wird der Versuchsperson ein radioaktives
Kontrastmittel
gespritzt, das sich im Gehirn ansammelt –
und zwar überall dort, wo es gerade besonders aktiv ist. Die radioaktiven
Signale registriert ein spezielles Empfangsgerät und wandelt sie
in Bilder um. Zur Überprüfung der HERA-Theorie konfrontiert
man eine Versuchsperson mit Gedächtnisverlust (Amnesie) während
einer PET-Untersuchung mit Fakten aus dessen Vorleben. Wie erwartet zeigten
sich keine Signale auf der rechten Seite, da diese Erinnerungen nicht
mehr zugänglich waren.

Anders bei nicht-geschädigten Versuchspersonen:
Befragt man sie nach intensiven Erlebnissen aus ihrer Kindheit und ruft
diese Erinnerungen in einer PET-Untersuchung zurück, dann zeigen
sich deutliche Signale auf der rechten Seite des Großhirns. Persönliche
Erinnerungen werden anscheinend in der rechten Gehirnhälfte gespeichert.

Abschließend wollen wir uns mit den Methoden beschäftigen,
wie die Wissenschaft Informationen über Bau und Funktion des Gehirns
erhält.

 


Abb. 172

Gehirnuntersuchung
mit PET


_hirn
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