Wie funktioniert das Gehirn?

Das Gehirn arbeitet wie ein großer Computer. Es verarbeitet Sinneseindrücke und Informationen des Körpers und schickt Botschaften in alle Bereiche des Körpers zurück. Doch das Gehirn kann weit mehr als eine Maschine: Mit dem Gehirn denkt und fühlt der Mensch, hier liegen die Wurzeln seiner Intelligenz.

Unser Denkorgan ist ungefähr so groß wie zwei geballte Fäuste und wiegt etwa 1,5 Kilogramm. Von außen ähnelt das Gehirn durch seine Windungen und engen Spalten einer übergroßen Walnuss. Das Hirngewebe enthält etwa 100 Milliarden Nervenzellen und etwa 1 Billion Stützzellen, die das Gewebe stabilisieren.

Das Gehirn besteht aus verschiedenen Abschnitten, die unterschiedliche Aufgaben haben:

• Großhirn
• Zwischenhirn mit Thalamus, Hypothalamus und Hypophyse
• Hirnstamm mit Mittelhirn, Brücke und verlängertem Mark (Nachhirn)
• Kleinhirn

Das Großhirn kontrolliert Bewegungen und verarbeitet Sinneseindrücke von außen. Hier entstehen bewusste und unbewusste Handlungen und Gefühle. Es ist außerdem für Sprache und Hören, Intelligenz und Gedächtnis verantwortlich. Das Großhirn besteht aus einer rechten und einer linken Gehirnhälfte. Beide sind durch ein dickes Bündel aus Nervenfasern verbunden, den Balken. Jede Gehirnhälfte besteht wiederum aus sechs Bereichen (Lappen) mit unterschiedlichen Funktionen.

Die beiden Gehirnhälften haben zum Teil unterschiedliche Funktionen: Die linke Hälfte ist bei den meisten Menschen auf Sprache und abstraktes Denken spezialisiert. Die rechte Hälfte kommt in der Regel zum Einsatz, wenn es um räumliches Denken oder bildhafte Zusammenhänge geht. Die äußere Schicht (Rinde) der rechten Gehirnhälfte vermittelt dem Gehirn etwa die räumliche Stellung des Körpers – beispielsweise, wo sich der Fuß gerade befindet.

Die rechte Gehirnhälfte steuert die linke Körperseite, die linke Hälfte ist für die rechte Seite zuständig. Diese Überkreuzung führt dazu, dass zum Beispiel bei einem Schlaganfall eine Schädigung der linken Gehirnhälfte Lähmungen auf der rechten Körperseite verursachen kann.

Im Zwischenhirn liegen der Thalamus, der Hypothalamus und die Hirnanhangdrüse. Der Thalamus teilt dem Großhirn unter anderem Sinneseindrücke der Haut, der Augen und der Ohren mit. Der Hypothalamus reguliert zum Beispiel Hunger, Durst und Schlaf. Zusammen mit der Hirnanhangdrüse (Hypophyse) kontrolliert er den Hormonhaushalt.

Der Hirnstamm schaltet Informationen vom Gehirn zum Kleinhirn und dem Rückenmark um. Er kontrolliert Bewegungen der Augen sowie die Mimik. Außerdem reguliert der Hirnstamm lebenswichtige Funktionen wie Atmung, Blutdruck und Herzschlag.

Das Kleinhirn koordiniert die Bewegungen und ist für das Gleichgewicht verantwortlich.

Das Gehirn muss ständig mit genügend Sauerstoff, Glukose und weiteren Nährstoffen versorgt werden. Deshalb ist es besonders gut durchblutet. Jede Gehirnhälfte wird von drei Arterien mit Blut versorgt:

• Die vordere Hirnarterie (Arteria cerebri anterior) versorgt das Gewebe hinter der Stirn und im Bereich des Scheitels.
• Die mittlere Hirnarterie (Arteria cerebri media) ist für die Seite und weiter innen liegende Gehirnbereiche wichtig. Die vordere und die mittlere Hirnarterie zweigen von der inneren Halsschlagader ab.
• Die hintere Hirnarterie (Arteria cerebri posterior) versorgt den Hinterkopf, den unteren Bereich des Gehirns sowie das Kleinhirn. Sie wird mit Blut aus den Wirbelarterien gespeist.

Bevor die drei Arterien in „ihre“ Hirnregionen ziehen und sich dort in kleinere Äste verzweigen, liegen sie nahe beieinander unterhalb des Gehirns. Hier sind sie über kleinere Blutgefäße miteinander verbunden – ähnlich wie in einem Kreisverkehr. Auch an weiter entfernten Stellen gibt es Verbindungswege zwischen den einzelnen Arterien. Das hat den Vorteil, dass Durchblutungsstörungen im Gehirn bis zu einem gewissen Grad ausgeglichen werden können: Wenn zum Beispiel ein Arterienast allmählich immer enger wird, kann über diese „Umwege“ (sogenannte Kollateralen) trotzdem Blut in den betroffenen Hirnbereich fließen.

Die feinsten Aufzweigungen (Kapillaren) der Hirnarterien geben zwar Sauerstoff und Nährstoffe aus dem Blut an die Gehirnzellen ab – für andere Stoffe sind sie jedoch weniger durchlässig als vergleichbare Blutgefäße im übrigen Körper. Fachleute nennen diese Eigenschaft „Blut-Hirn-Schranke“. Sie kann das empfindliche Gehirn zum Beispiel vor im Blut gelösten Schadstoffen schützen.

„Verbrauchtes“ – also sauerstoffarmes – Blut wird über die Gehirnvenen abtransportiert. Sie leiten es in größere Blutgefäße, die sogenannten Sinusse. Die Sinuswände sind durch harte Hirnhaut verstärkt, die die Gefäße gleichzeitig aufspannen. Dadurch werden sie dauerhaft offengehalten, und das Blut kann immer ungehindert in die Halsvenen abfließen.