Aufbau und Funktion des Zentralnervensystems

Gehirn und Rückenmark

Das zentrale Nervensystem besteht aus Gehirn, Rückenmark und Neuronen.
Sciepro/Science Photo Library/Getty Images

Das zentrale Nervensystem (ZNS) besteht aus Gehirn und Rückenmark. Die drei Hauptfunktionen des ZNS sind die Aufnahme sensorischer Informationen, die Verarbeitung von Informationen und das Aussenden motorischer Signale.

Das ZNS empfängt sensorische Informationen vom Nervensystem und steuert die Reaktionen des Körpers. Das zentrale Nervensystem spielt eine wichtige Rolle beim Empfang von Informationen aus verschiedenen Bereichen des Körpers und koordiniert diese Aktivitäten dann, um die Reaktionen des Körpers hervorzurufen.

Das ZNS unterscheidet sich vom peripheren Nervensystem , zu dem alle Nerven außerhalb des Gehirns und des Rückenmarks gehören, die Nachrichten an das ZNS übermitteln.

In diesem Artikel werden die Strukturen des zentralen Nervensystems und ihre Funktionsweise erläutert. Außerdem werden einige Krankheiten und Zustände untersucht, die das ZNS beeinträchtigen können.

Struktur des zentralen Nervensystems

Das ZNS besteht aus drei Hauptkomponenten: dem Gehirn, dem Rückenmark und den Neuronen (oder Nervenzellen). Jeder Teil des ZNS spielt eine wichtige Rolle für die Körperfunktionen, und die drei Komponenten des ZNS arbeiten zusammen, um Informationen aufzunehmen und die Reaktionen des Körpers zu steuern.

Das Gehirn

Das Gehirn steuert viele Körperfunktionen, darunter Empfindung, Denken, Bewegung, Bewusstsein und Gedächtnis. Die Oberfläche des Gehirns wird als Großhirnrinde bezeichnet. Die Oberfläche der Hirnrinde erscheint dank der Rillen und Falten des Gewebes holprig. Jede Rille wird als Sulcus bezeichnet, während jede Beule als Gyrus bezeichnet wird.

Der größte Teil des Gehirns ist das Großhirn. Es ist für Funktionen wie Gedächtnis, Sprache, willkürliches Verhalten und Denken verantwortlich.

Das Großhirn ist in zwei Hemisphären unterteilt: die rechte und die linke Hemisphäre. Die rechte Hemisphäre steuert die Bewegungen auf der linken Körperseite, während die linke Hemisphäre die Bewegungen auf der rechten Körperseite steuert.

Zwar neigen einige Funktionen tatsächlich dazu, lateralisiert zu sein, doch haben Forscher herausgefunden, dass es , wie der alte Mythos behauptet, keine „linkshirnigen“ oder „rechtshirnigen“ Denker gibt.2 Gehirnhälften arbeiten zusammen, um verschiedene Funktionen auszuführen.

Jede Gehirnhälfte ist dann in vier miteinander verbundene Lappen unterteilt:

  • Frontallappen werden mit höherer Wahrnehmung, willkürlichen Bewegungen und Sprache in Verbindung gebracht.
  • Okzipitallappen sind mit Sehprozessen verbunden.
  • Parietallappen sind mit der Verarbeitung sensorischer Informationen verbunden.
  • Temporallappen sind mit dem Hören und Interpretieren von Geräuschen sowie der Bildung von Erinnerungen verbunden.

Weitere wichtige Bereiche des Gehirns sind die Basalganglien, das Kleinhirn, das Broca-Areal, das Corpus callosum, die Medulla oblongata, der Hypothalamus, der Thalamus und die Amygdala.

Rekapitulieren

Das Gehirn ist der Teil des zentralen Nervensystems, der viele Körperfunktionen steuert, darunter Bewegung, Denken, Lernen und Bewusstsein.

Rückenmark

Das Rückenmark ist über den Hirnstamm mit dem Gehirn verbunden und verläuft dann durch den Wirbelkanal, der sich innerhalb der Wirbel befindet. Das Rückenmark überträgt Informationen aus verschiedenen Körperteilen zum und vom Gehirn.

Das Rückenmark ist von Mensch zu Mensch unterschiedlich lang, hat aber eine Länge von etwa 45 cm. Am Hirnstamm treten 31 Spinalnerven in das Rückenmark ein. Die Nerven des Rückenmarks bestehen aus:

  • 8 Halsnerven
  • 12 Brustnerven
  • 5 Lendennerven
  • 5 Sakralnerven
  • 1 Steißbeinnerv

Bei einigen Reflexbewegungen werden die Reaktionen durch Nervenbahnen im Rückenmark gesteuert, ohne dass das Gehirn daran beteiligt ist. Beispiele hierfür sind der Golgi-Sehnenreflex, der gekreuzte Streckreflex und der Dehnungsreflex.

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Das Rückenmark leitet Informationen vom Gehirn zum Rest des Körpers und überträgt Signale vom Körper zum Gehirn. 

Neuronen

Neuronen sind die Bausteine ​​des zentralen Nervensystems. Milliarden dieser Nervenzellen sind im ganzen Körper verteilt und kommunizieren miteinander, um körperliche Reaktionen und Aktionen hervorzurufen.

Neuronen sind die Datenautobahn des Körpers. Allein im Gehirn gibt es schätzungsweise 86 Milliarden Neuronen .

Die meisten Neuronen sind in drei grundlegende Abschnitte unterteilt: Dendriten, Zellkörper und Axon. Diese Zellen unterscheiden sich auch in ihrer Funktion. Die drei Arten von Neuronen sind afferente Neuronen, efferente Neuronen und Interneuronen. 

Efferente Neuronen sind motorische Neuronen, die Signale vom Gehirn zum peripheren Nervensystem übertragen. Afferente Neuronen sind sensorische Neuronen, die Informationen von den Sinnen zum Gehirn bringen. Interneurone sind Assoziationsneuronen, die efferente und afferente Neuronen mit dem zentralen Nervensystem verbinden.

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Neuronen sind die Zellen, aus denen das zentrale Nervensystem besteht. Sie sind für die Informationsübermittlung im gesamten Körper verantwortlich.

Schutzstrukturen

Da das ZNS so wichtig ist, wird es durch eine Reihe von Strukturen geschützt. Erstens ist das gesamte ZNS von Knochen umgeben. Das Gehirn wird durch den Schädel geschützt. Das Rückenmark wird von den Wirbeln umhüllt, die die Wirbelsäule bilden.  

Sowohl das Gehirn als auch das Rückenmark sind mit einem schützenden Gewebe, den sogenannten Hirnhäuten, umhüllt. Es gibt drei Hirnhäute, die das Gehirn und das Rückenmark schützen:

  • Dura mater : Der lateinische Begriff für „harte Mutter“ bezeichnet die oberste Schicht der Hirnhäute, die sich direkt unter den Schädelknochen und den Wirbeln befindet. Sie besteht aus dichtem Bindegewebe.
  • Arachnoidea mater : Die zweite Schicht der Hirnhäute ist eine spinnenartige, transparente Membran aus Kollagen und elastischen Fasern.
  • Pia mater : Diese Schutzschicht, lateinisch für „weiche Mutter“, ist die innerste Schicht der Hirnhäute. Sie besteht aus zartem Bindegewebe, das mit winzigen Blutgefäßen gefüllt ist, die das Gehirn mit Nährstoffen versorgen.

den Nervenfasern ermöglicht, Informationen effektiv zu übertragen und zudem eine weitere Schutzschicht vor möglichen Schäden bietet.1

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Das ZNS wird durch Strukturen wie den Schädel, die Wirbelsäule, die Hirnhäute und die Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit geschützt.

Erkrankungen des zentralen Nervensystems

Es gibt eine Reihe von Problemen und Krankheiten, die das ZNS beeinträchtigen können . Schäden oder Krankheiten des zentralen Nervensystems können eine Reihe von Auswirkungen haben. Einige der Erkrankungen, die das ZNS beeinträchtigen können, sind:

  • Degenerative Erkrankungen : Krankheiten wie Parkinson und Alzheimer können zur Degeneration von Zellen in wichtigen Bereichen des Gehirns führen und so Funktionen wie Bewegung und Gedächtnis beeinträchtigen.
  • Infektionen : Viren, Bakterien und Pilze können in das zentrale Nervensystem eindringen und Symptome und/oder Schäden verursachen.
  • Schlaganfall : Eine Blockade des Blutflusses zum Gehirn verhindert, dass Sauerstoff das Gehirngewebe erreicht. Dies führt zu einer Schädigung des betroffenen Bereichs und kann zu Behinderung oder Tod führen.
  • Trauma : Verletzungen des ZNS können eine Reihe von Problemen verursachen, die von Lähmungen bis zum Tod reichen.
  • Tumore : Bösartige und gutartige Tumore können in verschiedenen Bereichen des ZNS wachsen. Die Auswirkungen dieser Tumore hängen von ihrer Lage und Größe ab. 

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Eine Vielzahl von Krankheiten und anderen Problemen kann das ZNS beeinträchtigen, darunter Infektionen, Traumata, Tumore und degenerative Erkrankungen. Solche Krankheiten und Schäden können zu Beeinträchtigungen und manchmal zum Tod führen.

8 Quellen
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  1. Amerikanische Vereinigung neurologischer Chirurgen. Anatomie des Gehirns .

  2. Nielsen JA, Zielinski BA, Ferguson MA, Lainhart JE, Anderson JS. Eine Bewertung der Linkshirn- vs. Rechtshirn-Hypothese mit Hilfe der Magnetresonanztomographie der funktionellen Konnektivität im Ruhezustand . PLoS ONE . 2013;8(8):e71275. doi:10.1371/journal.pone.0071275

  3. Amerikanische Vereinigung neurologischer Chirurgen. Anatomie der Wirbelsäule und des peripheren Nervensystems .

  4. Herculano-Houzel S. Das menschliche Gehirn in Zahlen: ein linear vergrößertes Primatengehirn . Front Hum Neurosci . 2009;3:31. doi:10.3389/neuro.09.031.2009

  5. Kayalioglu G. Die Wirbelsäule und die Rückenmarkshäute . In: Das Rückenmark . Elsevier; 2009:17-36. doi:10.1016/B978-0-12-374247-6.50007-9 

  6. Moini J, Piran P. Meningen und Ventrikel . In: Funktionelle und klinische Neuroanatomie . Elsevier; 2020:95-129. doi:10.1016/B978-0-12-817424-1.00004-5

  7. Nagappan PG, Chen H, Wang DY. Neuroregeneration und Plastizität: eine Überprüfung der physiologischen Mechanismen zur Erzielung einer funktionellen Erholung nach einer VerletzungMil Med Res . 2020;7(1):30. doi:10.1186/s40779-020-00259-3

  8. Cleveland-Klinik. Lähmung .

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