Gehirn: Fakten, Funktionen & Anatomie

Das menschliche Gehirn ist die Kommandozentrale für das menschliche Nervensystem. Es empfängt Signale von den Sinnesorganen des Körpers und gibt Informationen an die Muskeln aus. Das menschliche Gehirn hat die gleiche Grundstruktur wie andere Säugetiergehirne, ist jedoch im Verhältnis zur Körpergröße größer als jedes andere Gehirn.

Fakten über das menschliche Gehirn

• Das menschliche Gehirn ist das größte Gehirn aller Wirbeltiere im Verhältnis zur Körpergröße.
• Es wiegt etwa 3,3 lbs. (1,5 kg).,
• Der durchschnittliche Mann hat ein Gehirnvolumen von 1.274 Kubikzentimetern.
• Das durchschnittliche weibliche Gehirn hat ein Volumen von 1.131 cm3.
• Das Gehirn macht etwa 2 Prozent des Körpergewichts eines Menschen aus.
• Das Kleinhirn macht 85 Prozent des Gewichts des Gehirns aus.
• Es enthält etwa 86 Milliarden Nervenzellen (Neuronen) — die „graue Materie.“
• Es enthält Milliarden von Nervenfasern (Axone und Dendriten) — die „weiße Substanz.“
• Diese Neuronen sind durch Billionen von Verbindungen oder Synapsen verbunden.,

Anatomie des menschlichen Gehirns

Der größte Teil des menschlichen Gehirns ist das Großhirn, das laut Mayfield Clinic in zwei Hemisphären unterteilt ist. Darunter liegt der Hirnstamm und dahinter sitzt das Kleinhirn. Die äußerste Schicht des Großhirns ist die Großhirnrinde, die aus vier Lappen besteht: frontal, parietal, temporal und okzipital.

Wie alle Wirbeltiergehirne entwickelt sich das menschliche Gehirn aus drei Abschnitten, die als Vorderhirn, Mittelhirn und Hinterhirn bekannt sind. Jeder von ihnen enthält flüssigkeitsgefüllte Hohlräume, die Ventrikel genannt werden., Das Vorderhirn entwickelt sich zum Kleinhirn und zu den darunter liegenden Strukturen; das Mittelhirn wird Teil des Hirnstamms; und das Hinterhirn führt zu Regionen des Hirnstamms und des Kleinhirns.

Die Großhirnrinde ist im menschlichen Gehirn stark vergrößert und gilt als Sitz des komplexen Denkens. Die visuelle Verarbeitung findet im Okzipitallappen in der Nähe des Schädelrückens statt. Der Temporallappen verarbeitet Klang und Sprache und umfasst den Hippocampus und die Amygdala, die jeweils eine Rolle in Erinnerung und Emotion spielen., Der Parietallappen integriert Eingaben verschiedener Sinne und ist wichtig für die räumliche Orientierung und Navigation.

Der Hirnstamm verbindet sich mit dem Rückenmark und besteht aus der Medulla oblongata, Pons und dem Mittelhirn. Die Hauptfunktionen des Hirnstamms umfassen die Weitergabe von Informationen zwischen Gehirn und Körper; Versorgung einiger Hirnnerven mit Gesicht und Kopf; und kritische Funktionen bei der Kontrolle des Herzens, der Atmung und des Bewusstseins ausführen.

Zwischen Großhirn und Hirnstamm liegen Thalamus und Hypothalamus., Der Thalamus leitet sensorische und motorische Signale an den Kortex weiter und ist an der Regulierung von Bewusstsein, Schlaf und Wachsamkeit beteiligt. Der Hypothalamus verbindet das Nervensystem mit dem endokrinen System — wo Hormone produziert werden — über die Hypophyse.

Das Kleinhirn liegt unterhalb des Großhirns und hat wichtige Funktionen in der motorischen Steuerung. Es spielt eine Rolle in Koordination und Gleichgewicht und kann auch einige kognitive Funktionen haben.

Menschen vs. andere Tiere

Die Gesamtgröße des Gehirns korreliert nicht mit dem Intelligenzniveau., Zum Beispiel ist das Gehirn eines Pottwals mehr als fünfmal schwerer als das menschliche Gehirn, aber Menschen gelten als von höherer Intelligenz als Pottwale. Das genauere Maß dafür, wie intelligent ein Tier sein kann, ist das Verhältnis zwischen der Größe des Gehirns und der Körpergröße, so das Temporal Dynamics of Learning Center der University of California San Diego.

Bei Menschen zeigt die Gehirngröße jedoch nicht an, wie schlau jemand ist., Laut Christof Koch, Neurowissenschaftler und Präsident des Allen Institute for Brain Science in Seattle, haben einige Genies auf ihrem Gebiet ein überdurchschnittliches Gehirn, während andere überdurchschnittlich groß sind. Vergleichen Sie zum Beispiel die Gehirne zweier hochgelobter Schriftsteller. Das Gehirn des russischen Schriftstellers Ivan Turgenev wog 2,021 Gramm, während das Gehirn des Schriftstellers Anatole France nur 1,017 Gramm wog.

Menschen haben ein sehr hohes Gehirn-Gewicht-zu-Körper-Gewicht-Verhältnis, aber auch andere Tiere. Der Grund, warum die Intelligenz des Menschen zum Teil Neuronen und Falten ist., Menschen haben mehr Neuronen pro Volumeneinheit als andere Tiere, und der einzige Weg, dies mit der Schichtstruktur des Gehirns zu tun, besteht darin, Falten in der äußeren Schicht oder im Kortex zu bilden, sagte Eric Holland, Neurochirurg und Krebsbiologe am Fred Hutchinson Cancer Research Center und der Universität von Washington.

„Je komplizierter ein Gehirn wird, desto mehr Gyri und Sulci oder wackelige Hügel und Täler hat es“, sagte Holland Live Science. Andere intelligente Tiere, wie Affen und Delfine, haben auch diese Falten in ihrem Kortex, während Mäuse glatte Gehirne haben, sagte er.,

Menschen haben auch die größten Frontallappen eines Tieres, sagte Holland. Die Frontallappen sind mit übergeordneten Funktionen wie Selbstkontrolle, Planung, Logik und abstraktem Denken verbunden-im Grunde genommen „die Dinge, die uns besonders menschlich machen“, sagte er.

Linke Gehirnhälfte vs. rechte Gehirnhälfte

Das menschliche Gehirn ist in zwei Hemisphären unterteilt, die linke und die rechte, die durch ein Bündel von Nervenfasern verbunden sind, das Corpus callosum genannt wird. Die Hemisphären sind stark, wenn auch nicht vollständig symmetrisch., Die linke Gehirnhälfte steuert alle Muskeln auf der rechten Körperseite und die rechte Gehirnhälfte die linke. Eine Hemisphäre kann leicht dominant sein, wie bei Links-oder Rechtshändigkeit.

Die populären Begriffe über“ linke Gehirnhälfte „und“ rechte Gehirnhälfte “ sind Verallgemeinerungen, die nicht gut durch Beweise gestützt werden. Dennoch gibt es einige wichtige Unterschiede zwischen diesen Bereichen., Die linke Gehirnhälfte enthält Regionen, die an Sprache und Sprache beteiligt sind (Broca-Bereich bzw. Wernicke-Bereich genannt) und ist auch mit mathematischer Berechnung und Faktengewinnung verbunden, sagte Holland. Die rechte Gehirnhälfte spielt eine Rolle bei der visuellen und auditiven Verarbeitung, räumlichen Fähigkeiten und künstlerischen Fähigkeiten — instinktivere oder kreativere Dinge, sagte Holland — obwohl diese Funktionen beide Hemisphären betreffen. „Jeder benutzt beide Hälften die ganze Zeit“, sagte er.,

BRAIN Initiative

Im April 2013 kündigte Präsident Barack Obama eine wissenschaftliche große Herausforderung an, die als BRAIN Initiative bekannt ist, kurz für Gehirnforschung durch die Förderung innovativer Neurotechnologien. Die $ 100-Millionen-plus-Bemühungen zielten darauf ab, neue Technologien zu entwickeln, die ein dynamisches Bild des menschlichen Gehirns erzeugen, von der Ebene einzelner Zellen bis hin zu komplexen Schaltkreisen.

Wie andere große wissenschaftliche Bemühungen wie das Human Genome Project ist es, obwohl es teuer ist, normalerweise die Investition wert, sagte Holland., Wissenschaftler hoffen, dass das verstärkte Verständnis zu neuen Wegen führen wird, um Gehirnstörungen zu behandeln, zu heilen und zu verhindern.

Das Projekt umfasst Mitglieder mehrerer Regierungsbehörden, darunter die National Institutes of Health (NIH), die National Science Foundation (NSF) und die Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) sowie private Forschungsorganisationen, darunter das Allen Institute for Brain Science und das Howard Hughes Medical Institute in Chevy Chase, Maryland.

Im März 2013 skizzierten die Unterstützer des Projekts ihre Ziele in der Fachzeitschrift Science., Im September 2014 kündigte das NIH Zuschüsse in Höhe von 46 Millionen US-Dollar für die BRAIN Initiative an. Mitglieder der Industrie versprachen weitere 30 Millionen US-Dollar, um die Bemühungen zu unterstützen, und große Stiftungen und Universitäten stimmten ebenfalls zu, mehr als 240 Millionen US-Dollar ihrer eigenen Forschung auf die Ziele der BRAIN Initiative anzuwenden.

Als das Projekt angekündigt wurde, berief Präsident Obama eine Kommission ein, um die ethischen Fragen der Gehirnforschung zu bewerten. Im Mai 2014 veröffentlichte die Kommission die erste Hälfte ihres Berichts und forderte, die Ethik frühzeitig und explizit in die neurowissenschaftliche Forschung zu integrieren., Im März 2015 veröffentlichte die Kommission die zweite Hälfte des Berichts, der sich auf Fragen der kognitiven Verbesserung, der Einwilligung nach Aufklärung und der Verwendung von Neurowissenschaften im Rechtssystem konzentrierte.

Die Brain Initiative hat mehrere ihrer Ziele erreicht. Ab 2018 haben die National Institutes of Health (NIH) „mehr als 559 Millionen US-Dollar in die Forschung von mehr als 500 Wissenschaftlern investiert“, und der Kongress hat laut der Website der Initiative „fast 400 Millionen US-Dollar an NIH-Mitteln für das Geschäftsjahr 2018“ bereitgestellt., Die Forschungsfinanzierung erleichterte die Entwicklung neuer Tools für die Bildgebung des Gehirns und das Mapping des Gehirns und half bei der Schaffung des Netzwerks für die Zellzählung des Gehirns-ein Versuch, die „Teileliste“ des Gehirns zu katalogisieren.“Zusammen tragen diese Bemühungen zu wichtigen Fortschritten beim Verständnis des Gehirns bei.,Failure & Disease

This article was updated on Sept., 28, 2018, Live Science contributor Alina Bradford.