Makroarchitekturbearbeiten
Das menschliche Gehirn eines Erwachsenen wiegt durchschnittlich etwa 1,4 kg mit einer Größe (Volumen) von etwa 1130 cm3 bei Frauen und 1260 cm3 bei Männern, obwohl es wichtige individuelle Unterschiede gibt. Männer mit der gleichen Körpergröße und Körperoberfläche wie Frauen haben im Durchschnitt 100 Gramm schwerere Gehirne, obwohl diese Unterschiede in keiner Weise mit der Anzahl der Neuronen der grauen Substanz oder mit allgemeinen Maßen des kognitiven Systems zusammenhängen.
Neandertaler hatten im Erwachsenenalter ein größeres Gehirn als moderne Menschen.
Das Gehirn ist sehr weich und weist eine Konsistenz auf, die der von Weichgelatine oder einem konsistenten Tofu ähnelt. Obwohl sie als „graue Substanz“ bekannt ist, ist die Rinde rosa-beige und innen leicht weißlich. Im Alter von 20 Jahren hat ein Mann etwa 176.000 km myelinisierte Axone im Gehirn und eine Frau etwa 149.000 km.
Allgemeine Funktionenbearbeiten
Die Gehirnhälften bilden den größten Teil des menschlichen Gehirns (Telencephalon) und liegen über den anderen Strukturen des Schädels.
Die rechte und linke Hemisphäre sind ungefähr symmetrisch, die linke jedoch etwas größer. Sie sind durch die tiefe mediale Fissur getrennt. Sie sind von einer gewundenen kortikalen Schicht, der Großhirnrinde, bedeckt, die von grauer Substanz gebildet wird.
Unten die wichtigsten Komponenten des Hirnstamms.
Rechts das Kleinhirn (in rot).
Zu den subkortikalen Strukturen des menschlichen Gehirns gehören der Hippocampus, die Basalganglien und der Riechkolben.
Unterhalb des Telencephalons befindet sich der Hirnstamm. Hinter dem Hirnstamm befindet sich das Kleinhirn.
Cortezedit
Das dominierende Merkmal des menschlichen Gehirns ist die Kortikalisierung. Die Großhirnrinde, die äußere Schicht der grauen Substanz im Gehirn, kommt nur bei Säugetieren vor.
Subkortikale Strukturen zeigen Modifikationen, die die Tendenz zur Kortikalisierung widerspiegeln. Das Kleinhirn hat beispielsweise eine mittlere Zone, die hauptsächlich mit den subkortikalen motorischen Bereichen verbunden ist, und eine laterale Zone, die hauptsächlich mit der Kortikalis verbunden ist. Beim Menschen nimmt dieser laterale Bereich einen viel größeren Anteil des Kleinhirns ein als bei den meisten anderen Säugetierarten.
Die Großhirnrinde ist im Wesentlichen eine Schicht aus Nervengewebe und Nervenfasern, die so gefaltet ist, dass eine große Oberfläche in die Schädelgrenzen passt. Jede Gehirnhälfte hat eine Gesamtfläche von etwa 1200 cm2. Anatomen nennen jede Falte des Kortex eine Furche und den glatten, gewölbten Bereich zwischen den Furchen einen Gyrus. Die meisten menschlichen Gehirne zeigen ein ähnliches Faltmuster, aber es gibt einige Variationen in Form und Ort der Falten, die jedes Gehirn einzigartig machen. Das Muster ist jedoch konsistent genug, dass jede Hauptfalte einen Namen erhält, beispielsweise den „oberen frontalen Gyrus“ oder die“postzentrale Rille“. Merkmale der tiefen Faltung im menschlichen Gehirn, wie die laterale Rille und die Inselrinde, sind bei fast allen normalen Probanden vorhanden.
Lobesedit
Anatomen teilen konventionell jede Hemisphäre in sechs Lappen, den Frontallappen, den Parietallappen, den Okzipitallappen, den Temporallappen, den Insellappen und den limbischen Lappen. Die einzige bemerkenswerte Grenze zwischen dem Frontal- und Parietallappen befindet sich im zentralen Sulcus, einer tiefen Falte, die die Linie zwischen dem primären somatosensorischen Kortex und dem primären motorischen Kortex markiert.
Mikroarchitekturbearbeiten
Es wurde geschätzt, dass das menschliche Gehirn 80 Milliarden (1010) Neuronen enthält, von denen etwa 10 Milliarden (1010) pyramidale (en) kortikale Zellen sind. Diese Zellen übertragen die Signale über 1000 Billionen (1015) synaptische Verbindungen.
Das Gehirn steuert und reguliert die Aktionen und Reaktionen des Körpers. Es empfängt kontinuierlich sensorische Informationen, analysiert diese Daten schnell und reagiert dann, indem es Körperaktionen und -funktionen steuert. Der Neokortex ist das Zentrum des Denkens, Lernens und Gedächtnisses höherer Ordnung. Gehirn und Kleinhirn arbeiten zusammen, da ersteres Signale sendet, während das Kleinhirn diese Bewegung koordiniert.
Funktionale Teilungenbearbeiten
Cortex-Forscher unterteilen es in drei funktionale Kategorien. Die primären sensorischen Bereiche, die Signale von den sensorischen Nerven empfangen und sie durch Relaiskerne im Thalamus senden. Primäre sensorische Bereiche umfassen den visuellen Bereich des Okzipitallappens, den primären auditorischen Bereich im Temporallappen und im Inselkortex sowie den somatosensorischen Bereich im Parietallappen.
Die zweite Kategorie ist der primäre motorische Bereich, der Axone an die Motoneuronen des Hirnstamms und des Rückenmarks sendet. Dieser Bereich befindet sich auf der Rückseite des Frontallappens, direkt vor dem somatosensorischen Bereich.
Die dritte Kategorie besteht aus den verbleibenden Teilen des Kortex, die als Assoziationsbereiche bezeichnet werden. Die Menge an Assoziationsrinde nimmt im Vergleich zu den beiden anderen Kategorien dramatisch zu, wenn wir von einfachen Säugetieren zu komplexeren wie Schimpansen und Menschen übergehen. Diese Bereiche erhalten eingehende Informationen aus den sensorischen Bereichen und unteren Teilen des Gehirns und sind an dem komplexen Prozess beteiligt, den wir Wahrnehmung, Denken und Entscheidungsfindung nennen.
Citoarchitectureedit
Verschiedene Teile der Großhirnrinde sind an verschiedenen kognitiven und Verhaltensfunktionen beteiligt.
Der größte Teil des Cortex, der als Neokortex bezeichnet wird, besteht aus sechs Schichten. Aber nicht alle Schichten sind in allen Bereichen sichtbar, und selbst wenn eine Schicht vorhanden ist, können ihre Dicke und zelluläre Organisation variieren. Mehrere Anatomen haben Karten von kortikalen Bereichen konstruiert, basierend auf Variationen im Aussehen unter dem Mikroskop genannt Zytoarchitektur der Großhirnrinde. Eines der am häufigsten verwendeten Schemata heißt Brodmann Areas, das den Kortex in verschiedene Bereiche unterteilt und jedem eine Nummer zuweist; Zum Beispiel ist Brodmann Area 1 der primäre somatosensorische Kortex und Brodmann Area 17 ist der primäre visuelle Kortex.
Topographieedit
Viele von Brodmanns ausgedehnten Hirnarealen haben ihre eigene komplexe innere Struktur und sind in „topographischen Karten“ organisiert, wobei zusammenhängende Abschnitte des Kortex zusammenhängenden Bereichen im Körper entsprechen.
Motorischer Kortex Hauptartikel: Primärer motorischer Kortex
Im primären motorischen Kortex werden Bereiche, die jeden Körperteil innervieren, von einer bestimmten Zone abgeleitet, wobei benachbarte Körperteile durch benachbarte Zonen dargestellt werden. Diese „somatotope“ Darstellung ist jedoch nicht proportional verteilt: Der Kopf wird durch eine Region dargestellt, die etwa dreimal größer ist als die Fläche für den gesamten Rücken und Rumpf. Die motorischen Bereiche für Lippen, Finger und Zunge sind unter Berücksichtigung der proportionalen Größe der Körperteile, die sie darstellen, besonders groß.
Visueller Kortex
In visuellen Bereichen sind Karten retinotop(en), dh sie spiegeln die Topographie der Netzhaut, der inneren Schicht des Auges, wider. Die Darstellung ist ungleichmäßig: Die Fovea, der Bereich in der Mitte des Gesichtsfeldes, ist im Vergleich zur Peripherie stark überrepräsentiert. Visuelle Schaltkreise in der menschlichen Großhirnrinde enthalten mehrere Dutzend verschiedene retinotope Karten, von denen jede der Analyse des visuellen Informationsflusses auf eine bestimmte Weise gewidmet ist. Der primäre visuelle Kortex (Brodmann-Bereich 17), der Hauptempfänger von Informationen aus dem visuellen Bereich des Thalamus, enthält viele Neuronen, die sehr leicht durch Kanten mit einer bestimmten Ausrichtung aktiviert werden können, die sich durch einen bestimmten Punkt im Gesichtsfeld bewegen. Untere visuelle Bereiche erhalten Informationen wie Farbe, Bewegung und Form.
Auditorischer Kortex Bearbeiten
In auditorischen Bereichen ist die Hauptkarte tonotop (en). Die Geräusche werden durch subkortikale Hörbereiche analysiert, und diese Analyse spiegelt sich dann im primären Hörbereich des Kortex wider. Es gibt eine Reihe von tonotopischen kortikalen Karten, die jeweils der Analyse von Schall auf eine bestimmte Weise gewidmet sind.
Innerhalb einer topografischen Karte kann es manchmal feinere Ebenen der räumlichen Struktur geben. Im primären visuellen Kortex zum Beispiel, wo die Hauptorganisation retinotop ist und die Hauptantworten die Bewegung der Kanten sind, sind die Zellen, die auf die verschiedenen Kantenorientierungen reagieren, räumlich voneinander getrennt.
Lateralityedit
Jede Hemisphäre des Gehirns interagiert hauptsächlich mit einer Körperhälfte, die Verbindungen schneiden sich: die linke Seite des Gehirns interagiert mit der rechten Seite des Körpers und umgekehrt. Die motorischen Verbindungen vom Gehirn zum Rückenmark und die sensorischen Verbindungen vom Rückenmark zum Gehirn kreuzen beide die Mittellinie auf Höhe des Hirnstamms.
Visuelle Informationen folgen einer komplexeren Regel. Da jede Hälfte der Netzhaut Licht von der gegenüberliegenden Hälfte des Gesichtsfeldes empfängt, besteht die funktionelle Konsequenz darin, dass visuelle Informationen von der linken Seite der Welt zur rechten Seite des Gehirns gelangen und umgekehrt. So erhält die rechte Seite des Gehirns somatosensorische Informationen von der linken Seite des Körpers und visuelle Informationen von der linken Seite des Gesichtsfeldes, eine Anordnung, die vermutlich die visuell-motorische Muskelkoordination unterstützt.
Die beiden Gehirnhälften sind durch eine sehr große Nervenkorsage namens Corpus callosum verbunden, die die Mittellinie über dem Niveau des Thalamus kreuzt. Es gibt auch zwei sehr kleine Verbindungen, die vordere Kommissur(en) und die Kommissur des Hippocampus, sowie eine große Anzahl von subkortikalen Verbindungen, die die Mittellinie kreuzen. Der Corpus callosum ist jedoch der Hauptweg der Kommunikation zwischen den beiden Hemisphären. Er verbindet jeden Punkt des Kortex mit seinem äquivalenten Punkt in der gegenüberliegenden Hemisphäre und verbindet auch funktionell verwandte Punkte in verschiedenen kortikalen Bereichen.
In vielerlei Hinsicht sind die linke und rechte Seite des Gehirns funktional symmetrisch. Es gibt einige sehr wichtige Ausnahmen, die Sprache und räumliche Wahrnehmung betreffen. Bei den meisten Menschen ist die linke Hemisphäre „dominant“ für die Sprache: eine Verletzung, die einen Schlüsselbereich der Sprache in der linken Hemisphäre schädigt, kann dazu führen, dass die Person nicht in der Lage ist, Sprache zu sprechen oder zu verstehen, während gleichwertige Schäden in der rechten Hemisphäre nur eine geringfügige Beeinträchtigung der Sprachkenntnisse verursachen können.
Unser aktuelles Verständnis der Wechselwirkungen zwischen den beiden Hemisphären hat sich durch die Studie von „Patienten mit geteiltem Gehirn(en)“ verbessert, die einer chirurgischen Durchtrennung des Corpus callosum unterzogen wurden. Diese Patienten können sich in einigen Fällen fast wie zwei verschiedene Personen im selben Körper verhalten, wobei die rechte Hand eine Aktion ausführt und dann die linke Hand sie rückgängig macht.
Dass sich jede Hemisphäre darauf spezialisiert hat, Informationen anders zu verarbeiten, ist ein Vorteil, den uns die Evolution gegeben hat, um der komplexen Welt gerecht zu werden, in der wir leben, die oft eine linearere und sequentiellere Verarbeitung erfordert, die für die linke Hemisphäre verantwortlich ist, und andere eine ganzheitlichere und globalere Verarbeitung, die für die rechte Hemisphäre verantwortlich ist.Facundo Manes und Mateo Niro
Es ist zu beachten, dass die Unterschiede zwischen der rechten und der linken Hemisphäre in weiten Teilen der populären Literatur zu diesem Thema stark übertrieben sind. Die Existenz von Unterschieden ist fest etabliert, aber viele populäre Bücher gehen weit über Beweise hinaus, wenn es darum geht, Persönlichkeits- oder Intelligenzmerkmale der Dominanz der rechten oder linken Hemisphäre zuzuschreiben.