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Augen- und Gehirnfunktion

Teile und Funktionen des Gehirns

Das Gehirn arbeitet wie ein großer Computer. Das Gehirn verarbeitet die Informationen, die es über unsere 5 Sinne erhält, und sendet bewusste und unbewusste Botschaften an unseren Körper zurück. Aber es kann noch viel mehr: Wir denken, treffen Entscheidungen und empfinden Emotionen.

Unser Gehirn hat die Größe von zwei geballten Fäusten und wiegt etwa 1,5 kg. Von außen sieht es ein bisschen wie eine große Walnuss aus, mit Falten und Rissen. Das Hirngewebe besteht aus etwa 100 Milliarden Neuronen und einer Billion Zellen, die das Gewebe stützen und ernähren (Gliazellen).

Das Gehirn setzt sich aus verschiedenen Teilen zusammen. Das Grosshirn stellt den größten Teil des Gehirns dar; es umfasst die Großhirnrinde, die sich in eine rechte und linke Hälfte (Hemisphären) gliedert. Jede Hemisphäre wird wiederum in 4 Lappen unterteilt. sowie den Thalamus, den Hypothalamus, die Amygdala (Mandelkern), den Hippocampus… Wenn wir uns der Wirbelsäule nähern, finden wir weitere Teile wie das Kleinhirn, den Hirnstamm und schließlich das Rückenmark. Jeder Teil hat seine eigenen Funktionen: Bewegungskoordination, räumliche Orientierung, Problemlösung und Planung, Emotionsbildung, Dekodierung von Sinnesinformationen, Aufmerksamkeit, Sprache, Gedächtnis, Appetit- oder Schlafkontrolle, Reflexe und Belohnungsmechanismen, Kontrolle unbewusster Aktivitäten wie Blutzuckerspiegel, Hormonproduktion, Atmung oder Herzfrequenz…1,2

Neuronen und Informationsübertragung

Ein Neuron ist eine Zelle, die sich aus einem “Körper” (wie alle Zellen, mit einem Kern, der DNA und Organellen für die Synthese von Proteinen und Energie enthält), kleinen “Arm”-Rezeptoren, den sogenannten Dendriten, und einem langen “Arm”-Transmitter, einem Axon, zusammensetzt. Ein Neuron nimmt verschiedene Arten von Informationen oder Reizen auf und transportiert sie als elektrisches Signal. Bei der Ankunft erlaubt das elektrische Signal die Freisetzung von Neurotransmittern (chemische Moleküle). Diese enden in einem kleinen Raum zwischen zwei Neuronen, einer so genannten Synapse, und binden dann an das nächste Neuron. Wenn genügend Neurotransmitter vorhanden sind, die sich an die Rezeptoren des zweiten Neurons binden, wird die Aktivierungsschwelle überschritten und ein elektrisches Signal erzeugt, das sich bis zum Ende dieses Neurons ausbreitet und dann in einer neuen Synapse freigesetzt wird, usw. Es gibt auch hemmende Neurotransmitter (z.B. GABA), die darauf abzielen, die Aktivierung des 2. Neurons ohne Grund zu verhindern. Schließlich ermöglichen spezifische Neurotransmitter die Übertragung spezifischer Informationen (Dopamin -für Motivation/Belohnungssystem, Bewegungsentscheidungen-, Serotonin -Stabilität, Hemmung-, Acetylcholin -Muskelkontraktion, Gedächtnis-, Noradrenalin -Stoffwechselregulation, Aufmerksamkeit, Lernen- … ).3,4,5

Die Sehkraft, wie funktioniert sie?

Wie arbeiten unsere Augen und unser Gehirn zusammen, um Licht in ein Bild zu verwandeln? Lichtstrahlen treten durch die Hornhaut, die transparente Schicht auf der Außenseite des Auges, in das Auge ein und passieren dann die Pupille in der Mitte der Iris. Die Iris hat die Fähigkeit, sich je nach der in das Auge einfallenden Lichtmenge zu vergrößern und zu verkleinern. Dann gehen die Lichtstrahlen durch die natürliche Linse des Auges, die sich verkürzt oder verlängert, um die Lichtstrahlen korrekt auf einen bestimmten Punkt auf der Netzhaut zu fokussieren. Die Netzhaut fängt alle Lichtstrahlen dank zweier Arten von Zellen ein: Stäbchen reagieren empfindlich auf die Intensität des Lichts, und Zapfen werden zum Sehen von Farben verwendet (sie werden durch Grün, Rot oder Blau aktiviert). Die Zellen, die aktiviert werden, senden ein elektrisches Signal an den Sehnerv. Die von jedem Auge kommenden Signale treffen sich am Chiasma opticum und teilen sich dann wieder entsprechend dem Gesichtsfeld auf (der linke Teil des Bildes – von beiden Augen kommend – geht in die rechte Gehirnhälfte und umgekehrt). Diese optischen Fasern gehen dann in den hinteren Teil des Gehirns, in den Teil der Sehrinde des Hinterhauptslappens, wo die Informationen entschlüsselt werden.6,7,8

Alterung des Gehirns

Wenn wir älter werden, verändert sich das Gehirn auf allen Ebenen. Die Morphologie ist anders: das Volumen nimmt ab (von -5% pro Jahrzehnt nach dem 40. Lebensjahr, insbesondere im präfrontalen Kortex, der das logische Denken und einen Teil der Persönlichkeit und der Emotionen reguliert), die Vaskularisierung verändert sich und kann weniger bestimmte Bereiche durchspülen, usw. Veränderungen finden sich auch auf der Ebene der Zellen (langsamere Informationsübertragung – Entmarkung -), der Synapsen (Veränderungen/Verlust von Verbindungen) und der Moleküle (Abnahme von Neurotransmittern und Hormonen).

Faktoren wie regelmäßige Bewegung, gesunde Ernährung und begrenzter Alkoholkonsum scheinen schützend zu wirken. So heißt es im Artikel “Dietary and Lifestyle Guidelines for the Prevention of Alzheimer’s Disease “11 , der 2014 in der Fachzeitschrift Neurobiology of Aging veröffentlicht wurde: “Gemüse, Hülsenfrüchte (Bohnen, Erbsen und Linsen), Obst und Vollkornprodukte sollten Fleisch und Milchprodukte als Grundbestandteil der Ernährung ersetzen”.

Dieser Artikel soll die Grundlagen der Funktionsweise eines Teils des menschlichen Körpers zusammenfassen, ersetzt jedoch in keiner Weise die medizinische Diagnose und Behandlung.

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  1. Anatomie du cerveau et du système nerveux – Fédération pour la Recherche sur le Cerveau (FRC). https://www.frcneurodon.org/comprendre-le-cerveau/a-la-decouverte-du-cerveau/anatomie-du-cerveau-et-du-systeme-nerveux/.
  2. How does the brain work? – InformedHealth.org – NCBI Bookshelf. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279302/.
  3. How do neurons work? – Queensland Brain Institute – University of Queensland. https://qbi.uq.edu.au/brain-basics/brain/brain-physiology/how-do-neurons-work.
  4. How does a neuron work? https://www.wingsforlife.com/en/latest/how-does-a-neuron-work-562/.
  5. Comprendre le cerveau et son fonctionnement – Institut du Cerveau. https://icm-institute.org/fr/actualite/comprendre-le-cerveau-et-son-fonctionnement/.
  6. How the Human Eye Works | Cornea Layers/Role | Light Rays. https://www.nkcf.org/about-keratoconus/how-the-human-eye-works/.
  7. How Does Vision Work? – Video & Lesson Transcript | Study.com. https://study.com/academy/lesson/how-does-vision-work.html.
  8. Bâtonnets et cônes | Ask A Biologist. https://askabiologist.asu.edu/batonnets-et-cones.
  9. Peters, R. Ageing and the brain. Postgraduate Medical Journal vol. 82 84–88 (2006).
  10. What happens to the brain as we age? https://www.medicalnewstoday.com/articles/319185#Recent-discoveries-in-brain-aging.
  11. Barnard, N. D. et al. Dietary and lifestyle guidelines for the prevention of Alzheimer’s disease. Neurobiology of Aging vol. 35 S74–S78 (2014).

 

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