Eine Reise durch die Physiologie

XV.       XVI. Integrative Funktionen des Nervensystems, Physiologie des Verhaltens       XVII.

Funktion von Nervenzellen im Verbund; Physiologie des Kortex

Glia und Liquor

Parietal- und Okzipitallappen, Assoziationskortex

Neokortikale Anteile des Temporallappens

Frontallappen

Integrative Funktionen von Hirnstamm und Zwischenhirn

Physiologie des limbischen Systems

Physiologie des Schlafes

Hirnentwicklung, neuronale Plastizität und Lernen

Untersuchung hoher und höchster Hirnfunktionen


  
Über Hirndurchblutung und neuronalen Stoffwechsel s. dort



Kommunikation ist alles. Der Körper verfügt über drei Kommunikationssysteme: Das endokrine (Kapitel XII), das Immun- (Kapitel XVII) und das Nervensystem. Jedes dieser Systeme verfügt über eine Vielzahl von Signalsubstanzen (Hormone, Zytokine, Neurotransmitter), die z.T. in mehr als nur einem aktiv sind (z.B. die Hinterlappenhormone Oxytozin und Vasopressin, die auch als Transmitter fungieren), und die Systeme interagieren in vielfacher Hinsicht. Übergeordnete Kommunikation erfogt auf der Ebene des Gehirns (z.B. Hypothalamus).

Als Transmitter benutzen die Neurone sehr viele unterschiedliche Substanzen; die wichtigste ist Glutamin, die meisten exzitatorischen (depolarisierenden, erregenden) Synapsen funktionieren glutamaterg. Transmitter wie Noradrenalin, Serotonin, Histamin, Dopamin oder Azetylcholin kommen auch in der Körperperipherie als Signalstoffe vor; im Gehirn spielen sie als Effektoren spezifischer, im Hirnstamm wurzelnder Projektionssysteme eine Rolle (nucl. coeruleus, raphe, niger etc). Hemmend wirken vor allem GABA und Glyzin.

Gliazellen wirken als "Assistenten" der Nervenzellen. Sie können z.B. die Passage von Stoffen im Extrazellulärraum kanalisieren oder behindern; Transmitterstoffe aufnehmen und wieder abgeben; Kaliumionen puffern; und Liquorflüssigkeit produzieren (wobei der intrakranielle Flüssigkeitsdruck reguliert werden muss). Mikroglia gehört zum Immunsystem; sie macht 20% der gesamten Glia aus, wird von Nervenzellen kontrolliert und überprüft diese ihrerseits fortlaufend auf Intaktheit. Die Fortsätze der Gliazellen verändern in Minutenschnelle ihre Position, Schäden werden behoben, abgestorbene Zellfragmente entsorgt.

Die einzelnen Areale des Großhirns (Frontal-, Parietal-, Okzipital-, Temporalhirn) haben typische Aufgaben und Funktionen - z.B. kontrolliert der Frontallappen die Motorik und Persönlichkeit, das Okzipitalhirn ist auf die Verarbeitung visueller Information spezialisiert usw -, aber diese Zuordnung ist dynamisch zu verstehen, und es existieren individuelle Unterschiede; das Gehirn kann umlernen, im Großen wie im Kleinen.

Das Lernen ist eine Fähigkeit, die intakte Strukturen an der Grenze zwischen phylogenetisch alten und neokortikalen Gehirnteilen voraussetzt; Kreisschaltungen und lernfähige (glutamaterge) Synapsen wirken zusammen, um Erinnerungsspuren zu verfestigen. Emotionen würden nicht entstehen ohne die Aktivität des limbischen Systems, vor allem der Mandelkerne; die Zuordnung aktueller Sinneseindrücke zu schon gespeicherten Gedächtnisinhalten (Erkennen) Aufgabe vor allem des (Para-)Hippokampus. Damit Bewußtsein entsteht, muss der Thalamus - angeregt von Strukturen in der retikulären Formation des Hirnstamms - entsprechende Assoziationsbereitschaft der Großhirnrinde zulassen. Im Schlaf sind die anregenden Systeme inaktiv, das Funktionsmuster des Gehirns stellt sich von "extern" auf "intern" um.

Störungen der Hirnfunktionen und damit einhergehende funktionelle, biochemische und morphologische Veränderungen haben wichtige und unverzichtbare Hinweise auf neurophysiologische Mechanismen gegeben (sensorische, motorische, psycho-mentale Einschränkungen). Heute kann die Hirnaktivität mit modernen Methoden immer genauer untersucht werden. Es können aber auch Teile des Gehirns von außen (nichtinvasiv) beeinflusst werden: Zum Beispiel mittels transkranieller Magnetstimulation (TMS), was die kortikale Verortung bestimmter Funktionen aufzeigt und nicht nur wissenschaftlich, sondern auch therapeutisch einsetzbar ist.


© H. Hinghofer-Szalkay