Menschliche Faktoren Modul 9 & Essay Infos

Das Gehirn

Postby easaman » 04 Sep 2011 14:44

Als Gehirn bezeichnet man den im Kopf gelegenen Teil des Zentralnervensystems (ZNS) der Wirbeltiere. Es liegt geschützt in der Schädelhöhle, wird umhüllt von Hirnhaut und besteht hauptsächlich aus Nervengewebe.
Das Wirbeltier-Gehirn verarbeitet hochdifferenziert Sinneseindrücke und koordiniert komplexe Verhaltensweisen. Es ist somit der Hauptintegrationsort für alle komplexen Informationen, die der Organismus verarbeitet.

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Funktion
Das Wirbeltier-Gehirn verarbeitet hochdifferenziert Sinneseindrücke und koordiniert komplexe Verhaltensweisen. Es ist somit der Hauptintegrationsort für alle komplexen Informationen, die der Organismus verarbeitet.
Nicht jede Information gelangt bis zur Hirnrinde und führt zu Bewusstsein. Peripher liegende Nervengeflechte (Plexus) und vor allem Zentren im Hirnstamm verarbeiten die meisten der von Rezeptoren ankommenden Erregungen unbewusst. Reflexbögen übernehmen Aufgaben, die mit höchster Geschwindigkeit und ohne bewusste Verarbeitung und verzögernde Einflussnahme erledigt werden. Auch beim Menschen gibt es ein solches autonomes Nervensystem. Es koordiniert vegetative Funktionen wie Atmung, Kreislauf (Herzfunktion), Nahrungsaufnahme, -verdauung und -abgabe, Flüssigkeitsaufnahme und -ausscheidung sowie Fortpflanzung.
Im Gehirn interagieren stark vernetzte Neuronen (siehe Neuronales Netz und Erregungsleitung). Seine Tätigkeit wird in vivo durch die Messung der Gehirnströme per EEG (Elektroenzephalographie) und der vom Gehirn produzierten elektrischen Felder per MEG (Magnetoenzephalographie) untersucht.

Zusammenfassung des Aufbaus des menschlichen Gehirns
Man unterscheidet vereinfacht vier Hauptbereiche:

Großhirn
Das Großhirn ist in der Mitte durch einen Einschnitt in zwei Halbkugeln (Hemisphären) geteilt. Diese sind stark gefaltet oder auch gefurcht. Zwischen den Hemisphären gibt es eine breite Verbindung aus einem dicken Nervenstrang, auch Corpus callosum oder Balken genannt, und weitere kleinere Verbindungen.
Die 2-4 mm dicke Oberfläche des Gehirns ist die Großhirnrinde bzw. der Cortex. Sie enthält bei der Frau etwa 19 Milliarden, beim Mann etwa 23 Milliarden Nervenzellen. Ansammlungen von Neuronen sind rosa, die myelinhaltigen Nervenfasern weiß. Im toten Gehirn färben sich die Neuronen grau. Deshalb heißen sie, obwohl im Leben rosa, graue Substanz.
Auf der Rinde lassen sich die so genannten Rindenfelder lokalisieren. Man unterscheidet zwischen primären Feldern und Assoziationsfeldern. Die primären Felder verarbeiten nur Informationen einer bestimmten Qualität, und zwar solche über Wahrnehmungen (Empfindung, zum Beispiel Sehen, Riechen, Berührung usw.) oder über einfache Bewegungen. Die Assoziationsfelder stimmen verschiedene Funktionen aufeinander ab. Die Zuweisung eines Rindenfeldes zu einer bestimmten Funktion wird immer wieder definiert und dann relativiert: Erst das korrekte Zusammenspiel verschiedener Felder ermöglicht eine Funktion.
Zu den primären Feldern zählen zum Beispiel der visuelle Cortex, der am hinteren Pol des Gehirns liegt und auf dem die Projektionen der Sehbahn münden, und der auditorische Cortex, der der Verarbeitung akustischer Reize dient und seitlich im Schläfenlappen liegt.

Assoziative Felder finden sich unter anderem im vorderen Teil des Gehirns. Ihre Aufgaben sind zum Beispiel Gedächtnis und höhere Denkvorgänge.
Die Rindenfelder und ihre Funktionen können voneinander abgegrenzt werden, indem man nach Ausfällen (zum Beispiel durch Schlaganfall) die Tätigkeit des Patienten oder durch elektrische Stimulation, mikroskopische und andere Techniken das gesunde Gehirn untersucht. Neben der Großhirnrinde sind aber meist auch andere Hirnregionen an einer bestimmten Funktion beteiligt.

Kleinhirn
Am Kleinhirn lassen sich ebenfalls zwei Hemisphären unterscheiden. Zusätzlich grenzt man weitere Teile ab. Es ist zum Beispiel für Gleichgewicht und Bewegungen und deren Koordination verantwortlich. Bei Tieren ist es – im Vergleich zum Großhirn – oft stärker entwickelt als beim Menschen, insbesondere bei Arten mit Flugvermögen oder bei schnellen Räubern.
Außerdem wird dem Kleinhirn auch eine Funktion beim unbewussten Lernen zugeschrieben. Neuere Forschungen (2005) lassen darauf schließen, dass es auch am Spracherwerb und dem sozialen Lernen beteiligt ist.

Zwischenhirn
Zum Zwischenhirn rechnet man vier Teile:
Thalamus (oberer Teil)
Hypothalamus, der mit der Hypophyse (Hirnanhangdrüse) verbunden ist
Subthalamus
Epithalamus
Der Thalamus ist der Vermittler sensorischer und motorischer Signale zum und vom Großhirn. Bei ihm laufen alle Informationen der Sinnesorgane zusammen und werden weiter vermittelt. Er besteht hauptsächlich aus grauer Substanz. Der Hypothalamus steuert zahlreiche körperliche und psychische Lebensvorgänge und wird selbst teils neuronal über das vegetative Nervensystem, teils hormonell über den Blutweg gesteuert. Hypothalamus und Hypophyse (wichtige Hormondrüse des Körpers, die über den Hypophysenstiel mit dem Hypothalamus verbunden ist) sind das zentrale Bindeglied zwischen dem Hormon- und dem Nervensystem. Das Zwischenhirn ist beteiligt an der Schlaf-Wach-Steuerung (siehe: Aufsteigendes retikuläres Aktivierungssystem, Schmerzempfindung, Temperaturregulation).

Hirnstamm
Der Hirnstamm ist der stammesgeschichtlich älteste Teil des Gehirns. Er bildet den untersten Gehirnabschnitt und besteht aus auf- und absteigenden Nervenfasern (Weiße Substanz) und Ansammlungen von Neuronen beziehungsweise von Somata (Graue Substanz), morphologisch aus dem Mittelhirn, der Brücke (Pons) und dem Nachhirn (auch verlängertes Mark = Medulla oblongata genannt, da zwischen Rückenmark und Brücke gelegen). Der Hirnstamm verschaltet und verarbeitet eingehende Sinneseindrücke und ausgehende motorische Informationen und ist zudem für elementare und reflexartige Steuermechanismen zuständig.

Im Nachhirn kreuzen sich die Nervenbahnen der beiden Körperhälften. Außerdem werden hier viele automatisch ablaufende Vorgänge wie Herzschlag, Atmung oder Stoffwechsel gesteuert. Ebenso befinden sich hier wichtige Reflexzentren, die zum Beispiel Lidschluss-, Schluck-, Husten- und andere Reflexe auslösen. Das untere Ende des Nachhirns schließt an das Rückenmark an.

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Arbeitsteilung im Gehirn
Das Großhirn ist das Zentrum unserer Wahrnehmungen, unseres Bewusstseins, Denkens, Fühlens und Handelns. Im Großhirn herrscht eine Arbeitsteilung zwischen verschiedenen Bezirken, den Rindenfeldern, von denen drei Typen unterschieden werden:
Sensorische Felder: Sie verarbeiten Erregungen, die von den Nerven der Sinnesorgane kommen.
Motorische Felder: Sie aktivieren Muskeln und regeln willkürliche Bewegungen.
Gedanken- und Antriebsfelder: Sie liegen im vorderen Teil des Gehirns und sind wahrscheinlich die Zentren des Denkens und Erinnerns.
Die sensorischen und motorischen Felder für die rechte Körperseite befinden sich in der linken Gehirnhälfte und umgekehrt.
Das Zwischenhirn ist der Bereich, in dem Gefühle wie Freude, Angst, Wut und Enttäuschung entstehen. Es filtert den Informationsfluss von den Sinnesorganen zum Großhirn; Unwichtiges wird nicht weitergemeldet. Damit schützt es das Gehirn vor Überlastung. Das Zwischenhirn regelt auch die Körpertemperatur, den Wasserhaushalt sowie weitere lebenswichtige Körperfunktionen. Es ist – über den Hypothalamus – die Verbindungsstelle zwischen dem Nervensystem und dem Hormonsystem.

Das Mittelhirn ist eine Umschaltstelle. Erregungen sensorischer Nerven werden zum Großhirn geschickt oder auf motorische Nerven umgeleitet. So regelt es unter anderem die Augenbewegungen, die Irismuskulatur und die Ziliarmuskeln.
Der zweitgrößte Gehirnabschnitt ist das Kleinhirn. Seine Aufgabe besteht einerseits darin, Bewegungen zu koordinieren und den Körper im Gleichgewicht zu halten. Bewegt man beispielsweise zum Ergreifen eines Gegenstandes Ober- und Unterarm gleichzeitig, stimmt das Kleinhirn beide Teilbewegungen aufeinander ab, somit wird der Gegenstand relativ genau ergriffen. Ohne diese Tätigkeit des Kleinhirns würde der Arm ruckartige Bewegungen ausführen, die meistens über das Ziel hinausgingen.
Andererseits hat das Kleinhirn die Aufgabe, automatisierte Bewegungsabläufe zu speichern. Lernt man beispielsweise das Tanzen, so muss man die einzelnen Schritte relativ bewusst nacheinander ausführen. Hierbei regelt das Großhirn direkt die Muskulatur. Mit einiger Übung, also nach einiger Zeit des bewussten nacheinander-Ausführens der einzelnen Schritte, muss man sich nicht mehr auf jeden Schritt konzentrieren. Die Bewegungsfolgen werden nun vom Kleinhirn geregelt, das während der Lernphase die zugehörigen Impulsfolgen gespeichert hat.
Die Übergangsstelle zum Rückenmark wird als Nachhirn bezeichnet. Wichtige Funktionen sind die Regulation des Blutdruckes, der Atemmuskulatur und der Hustenreflexe. Über zwölf Paar Gehirnnerven steht es in Verbindung mit Sinnesorganen, Muskulatur und Drüsen im Kopf
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Das Gehirn - Bewusstsein

Postby easaman » 11 Mar 2012 13:59

Bewusstsein
In der Medizin bezeichnet man als Bewusstsein das Zusammenspiel aus dem Grad der Aufmerksamkeit (im Gegensatz zur Bewusstseinstrübung), der Orientierung, dem Denken, der Erinnerung und dem Handeln. Auch die so genannten „Schutzreflexe“ (also etwa Husten) und die Reaktion auf Schmerz, werden zum Bewusstsein gezählt.
In der Psychologie, Neuropsychologie und Neurologie unterscheidet man sieben hierarchisch aufgebaute Bewusstseinszustände:
Koma, nur wenige psychovegetative Reaktionen sind möglich
REM-Schlaf, verschieden hohe Erlebensgrade beim Träumen
Somnolenz, ein leichtes Hypnosestadium, nur Teile werden erinnert
Relaxation, Dösen ohne gezielte Aufmerksamkeit
Scanning, die Aufmerksamkeit ist schweifend
Vigilanz, syn. Daueraufmerksamkeit über längere Zeit in monotonen Situationen
Tenazität, Aufmerksamkeitsform mit höchster Anspannung und Verarbeitungsintensität; alle Aspekte der Aufmerksamkeitsformen (selektive Aufmerksamkeit, geteilte Aufmerksamkeit, Kontrollaufmerksamkeit) sind möglich.

Psychologie
Die Psychologie beschreibt im Detail, welche Reize in welchen Kontexten welche Bewusstseinszustände auslösen. Sie beschreibt auch, in welchem Verhältnis die Bewusstseinszustände untereinander stehen und in welcher Weise diese Verhalten verursachen. So untersucht etwa die Wahrnehmungspsychologie, wie Sinnesreizungen Bewusstseins- bzw. Wahrnehmungszustände erzeugen. Typische Fragen sind hier: Was nimmt eine Person wahr, wenn sie gleichzeitig visuelle und auditive Reize präsentiert bekommt? Wie viele Reize werden an der Peripherie bewusst, wenn die Aufmerksamkeit an das Zentrum gebunden wird?
Dabei spielt in der Psychologie die Unterscheidung zwischen bewussten und unbewussten Zuständen eine besondere Rolle. Nur ein kleiner Teil der Reize, die vom Gehirn verarbeitet werden, gelangen auch in das Bewusstsein.

Unterschied zwischen bewussten und unbewussten Gehirnaktivitäten
Libets Experimente zeigten, dass ein wichtiger Unterschied zwischen bewussten und unbewussten Erlebnissen die Dauer der Gehirnaktivitäten ist. Bei diesen Experimenten wurden den Versuchspersonen Reize auf die aufsteigende sensorische Bahn im Thalamus gegeben. Die Versuchspersonen sahen zwei Lampen, die jeweils eine Sekunde lang abwechselnd leuchteten. Die Versuchspersonen sollten sagen, welche der beiden Lampen leuchtete, als der Reiz verabreicht wurde. Wenn der Reiz kürzer als eine halbe Sekunde andauerte, nahmen sie den Reiz nicht bewusst wahr. Die Versuchspersonen wurden jedoch gebeten, auch wenn sie keinen Reiz bewusst wahrnahmen, zu raten, welche Lampe leuchtete, während der Reiz verabreicht wurde. Dabei zeigte sich, dass die Versuchspersonen, auch wenn sie den Reiz nicht bewusst wahrnahmen, sehr viel häufiger als die Zufallswahrscheinlichkeit (50 Prozent) richtig rieten. Wenn der Reiz 150 bis 260 Millisekunden anhielt, rieten die Versuchspersonen in 75 Prozent der Fälle richtig. Damit die Versuchsperson den Reiz bewusst wahrnahm, musste der Reiz 500 Millisekunden andauern.
Nach Libets Time-on-Theorie beginnen alle bewussten Gedanken, Gefühle und Handlungspläne unbewusst. D. h. alle schnellen Handlungen, z. B. beim Sprechen, beim Tennis usw. werden unbewusst vollzogen.
Die Dauer der Gehirnaktivitäten ist nicht das einzige Indiz für den Unterschied zwischen bewussten und unbewussten Erlebnissen. Die visuelle Wahrnehmung liefert über die eine Hälfte der Fasern des Sehnervs den bewussten Anteil der fovealen Wahrnehmung. Die andere Hälfte der Nervenfasern überträgt den Hintergrund, die periphere Wahrnehmung. Gleichzeitig werden – zusätzlich zu den visuellen Sinneseindrücken – auch noch Geräusche, Gerüche, Gefühle, Berührungen, innerkörperliche Eindrücke usw. (meist unbewusst) wahrgenommen
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