Ohne Gehirn geht nichts

Das Gehirn ist ein Organ besonderer Art: Es nicht nur für das reibungslose Funktionieren des Körpers unersetzlich, sondern auch für unser seelisches Erleben unerlässlich.

Wissenschaftliche Betreuung: Stephan Brandt

Veröffentlicht: 01.01.2017

Das Wichtigste in Kürze
  • Im Alltag arbeitet das Gehirn still und unbemerkt vor sich hin; wie unersetzlich das Organ mit seinen vielfältigen Fertigkeiten ist, wird meist erst deutlich, wenn Teile des Gehirns nicht mehr funktionieren.
  • Ganz basale Funktion haben die grauen Zellen im Hirnstamm, sie regeln viele Tätigkeiten des Körpers wie die Atmung, die Herzfrequenz und den Blutdruck. Fällt der Hirnstamm aus, kommen auch diese lebenswichtigen Aktivitäten des Körpers zum Erliegen.
  • Wichtig sind Teile des Hirnstamms auch für die Übergänge zwischen Wachen und Schlafen und damit auch für das Bewusstsein als Wachsein. Für ein höherstufiges Bewusstsein als Wissen um das eigene Selbst und die Umwelt bedarf es allerdings der Großhirnrinde.
  • Massive Schädigungen der Großhirnrinde können zu einem Wachkoma führen; sind eng umgrenzte Gebiete der Hirnrinde defekt, können Patienten beispielsweise Teile der räumlichen Wirklichkeit abhandenkommen oder für die Persönlichkeit wichtige biografische Erlebnisse.
  • Kommen sämtliche Tätigkeiten des Gehirns beim Hirntod zum Erliegen, ist auch kein Bewusstsein mehr vorhanden; auch der Körper kann ohne das Gehirn nicht weiter funktionieren.  

Hirnstamm

Hirnstamm/Truncus cerebri/brainstem

Der „Stamm“ des Gehirns, an dem alle anderen Gehirnstrukturen sozusagen „aufgehängt“ sind. Er umfasst – von unten nach oben – die Medulla oblongata, die Pons und das Mesencephalon. Nach unten geht er in das Rückenmark über.

Cortex

Großhirnrinde/Cortex cerebri/cerebral cortex

Der Cortex cerebri, kurz Cortex genannt, bezeichnet die äußerste Schicht des Großhirns. Sie ist 2,5 mm bis 5 mm dick und reich an Nervenzellen. Die Großhirnrinde ist stark gefaltet, vergleichbar einem Taschentuch in einem Becher. So entstehen zahlreiche Windungen (Gyri), Spalten (Fissurae) und Furchen (Sulci). Ausgefaltet beträgt die Oberfläche des Cortex ca 1.800 cm2.

Unheimliche Hirnstörungen

Nichts scheint so selbstverständlich wie die eigene Existenz und der eigene Körper. Doch diese Gewissheit wird brüchig, wenn das Nervensystem nicht normal funktioniert, wie etwa das unheimliche Phänomen des Cotard-Syndroms nahelegt. Viele Patienten mit Cotard-Syndrom sind fest davon überzeugt, tot zu sein. Andere bestreiten lediglich die Existenz ihres Körpers oder Teilen davon. Wie bei vielen seltenen Erkrankungen sind die neurologischen Ursachen nicht ganz klar. Zumindest einige Studien haben bei einem Teil der Betroffenen einen auffällig verminderten Stoffwechsel in Gebieten im Frontal- und Parietallappen gefunden.

Auch Patienten mit dem äußerst seltenen Alien Hand-Syndrom erleben Ihren Körper als etwas Fremdes. Meist ist es ihre eigene Hand, die ihnen als fremd erscheint und als etwas, das nicht zu ihrem Körper gehört. Die Alien-Hand erweist sich dabei als sehr widerspenstig. Die Betroffenen wollen beispielsweise mit der einen Hand etwas essen, während die andere Hand versucht, sie vom Essen abzuhalten. Das Alien-Hand-Syndrom zeigt sich vor allem bei Menschen nach einer Durchtrennung des Corpus-Callosum, dem Balken, aber auch nach Schlaganfällen.  

Parietallappen

Parietallappen/Lobus parietalis/parietal lobe

Wird auch Scheitellappen genannt und ist einer der vier großen Lappen der Großhirnrinde. Er liegt hinter dem Frontal– und oberhalb des Occipitallappens. In seinem vorderen Bereich finden somatosensorische Prozesse statt, im hinteren werden sensorische Informationen integriert, wodurch eine Handhabung von Objekten und die Orientierung im Raum ermöglicht werden.

Schlaganfall

Schlaganfall/Apoplexia cerebri/stroke

Bei einem Schlaganfall werden das Gehirn oder Teile davon zeitweilig nicht mehr richtig mit Blut versorgt. Dadurch kommt es zu einer Unterversorgung mit Sauerstoff und dem Energieträger Glukose. Häufigster Auslöser des Schlafanfalls ist eine Verengung der Arterien. Zu den häufigsten Symptomen zählen plötzliche Sehstörungen, Schwindel sowie Lähmungserscheinungen. Als Langzeitfolgen können verschiedene Arten von Gefühls– und Bewegungsstörungen auftreten. In Deutschland ging 2006 jeder dritte Todesfall auf einen Schlaganfall zurück.

Es arbeitet still und leise vor sich hin, unermüdlich, von der Geburt bis zum Tod: das Gehirn. Unserem Erleben entzieht es sich dabei weitgehend und bleibt uns daher seltsam fremd. Dabei macht kein anderer Teil des Körpers uns so sehr als denkende, fühlende und erlebende Wesen aus, wie die unspektakulär scheinenden 1300 Gramm an grauen Zellen und ihre Verbindungen. Ins Zentrum der Aufmerksamkeit rückt das walnussförmige Organ mit den wundersamen Fertigkeiten meist erst dann, wenn es seine Arbeit nicht mehr richtig tut. Der Ausfall anderer Organe lässt sich zur Not kompensieren. Bei Nierenversagen können Patienten eine Dialyse erhalten. Sogar das Herz kann man im Notfall ersetzen. Das Gehirn hingegen nicht. Nichts macht die Rolle des Gehirns deutlicher als sein eigenes Ende. Wenn die grauen Zellen ihr unablässiges Feuern eingestellt haben, regt sich nicht nur kein Bewusstsein mehr. Auch der Körper kann nicht überleben.

Seine lebenserhaltende Funktion offenbart sich schon an seinem unteren Ende, im Übergang vom Rückenmark. Hier findet sich der älteste Teil des Gehirns. Doch so betagt der Hirnstamm auch entwicklungsgeschichtlich ist, er ruht sich keineswegs aus. Wie der echte Stamm eines Baumes bildet auch der Hirnstamm die tragende Säule für das restliche Gehirn, mit dem er viele Verbindungen unterhält – und auch für den Körper. Schließlich kontrolliert er unablässig den Blutdruck, die Herzfrequenz und steuert die Atmung. Wird der Hirnstamm nicht mehr durchblutet, versagen mit ihm auch die lebensnotwendigen Körperfunktionen. Das Herz hört auf zu schlagen und die Atmung setzt aus.

Auch sonst gibt der Hirnstamm den Taktgeber. So ist etwa das retikuläre Aktivierungssystem, eine blumenstraußartig verästelte Struktur im Hirnstamm, am Aufwachen beteiligt. Insofern bildet dieses System auch die Basis für Bewusstsein im Sinne von Wachsein. „Ohne Gehirn verfügen wir über kein Bewusstsein“, sagt der Neurologe Thorsten Bartsch von der Uni Kiel. „Wir haben zwar keinen direkten Einblick, inwieweit das Gehirn selbst bewusst ist, ob es seinerseits über Erleben verfügt.“ Aber man könne durchaus bestimmte Bewusstseinszustände von Menschen mit Hirnzuständen korrelieren. „Relativ gut lassen sich wissenschaftlich Übergänge zwischen Wachen und Schlafen erfassen.“ Hier kommt unter anderem das retikuläre Aktivierungssystem im Hirnstamm ins Spiel.

Hirnstamm

Hirnstamm/Truncus cerebri/brainstem

Der „Stamm“ des Gehirns, an dem alle anderen Gehirnstrukturen sozusagen „aufgehängt“ sind. Er umfasst – von unten nach oben – die Medulla oblongata, die Pons und das Mesencephalon. Nach unten geht er in das Rückenmark über.

Großhirnrinde mit Betriebsgeheimnis

Doch Thorsten Bartsch macht auch deutlich: Die eigentliche Grundlage von Bewusstsein im Sinne eines Wissens um das eigene Selbst und der umgebenden Welt, ist an anderer Stelle zu suchen. Hierfür müssen wir uns weiter nach oben im Gehirn vortasten zu dem entwicklungsgeschichtlich jüngsten Teil, der Großhirnrinde.

Zugegeben, bislang hat das Gehirn sein Betriebsgeheimnis nicht preisgegeben, –  welche Rolle es genau bei der „Erzeugung“ von Bewusstsein spielt und ob es dabei Helfer wie etwa den Körper hat. Vom Käfer in der Schachtel, den noch keiner gesehen hat. Doch eines scheint klar zu sein: Verteilte Netzwerke in verschiedenen Hirnregionen der Großhirnrinde müssen zusammenspielen, damit wir die Welt bewusst erleben.

„Die Großhirnrinde ist für die Erzeugung von höherstufigem Bewusstsein notwendig“, bestätigt Thorsten Bartsch. Der Neurologe verweist auf neurologische Störungen wie das Wachkoma: „Wenn die Großhirnrinde etwa infolge eines Sauerstoffmangels gestört ist, fallen je nach dem genauen Ort der Schädigung Funktionen wie Sprache, Handlungsplanung, aber auch Bewusstsein aus.“ Die grundlegenden Tätigkeiten des Körpers hingegen laufen weiter.

Die Patienten verfügen noch über Reflexe und auch der Rhythmus von Wachen und Schlafen ist intakt. „Die Patienten können oftmals noch die Augen aufmachen – deshalb auch der Begriff Wachkoma; aber sie zeigen kein Bewusstsein.“ Bei diesen Patienten funktionieren eben noch der Hirnstamm, der Hypothalamus und sogar der Thalamus, aber eben nicht mehr die Großhirnrinde. 

Ein Teil der Welt geht verloren

Ist die Großhirnrinde in Mitleidenschaft gezogen, können zentrale Aspekte des Bewusstseins und unserer geistigen Fertigkeiten verlorengehen. Würde man einer Klinik mit einer neurologischen Abteilung einen Besuch abstatten, könnte man sich persönlich davon überzeugen. Man würde eventuell auf Patienten beim Mittagessen treffen, die von ihrem Teller nur die rechte Hälfte ihres Tellers aufessen und die linke Hälfte seltsam unberührt lassen – so, als existierte diese gar nicht. „Beim Neglect handelt es sich um eine Aufmerksamkeitsstörung, die in der Regel nach einer Schädigung des rechten Parietallappens auftritt“, sagt der Neurologe Carsten Finke von der Charité Berlin.

Der Parietallappen sorgt normalerweise dafür, dass wir uns räumlich orientieren und die Aufmerksamkeit von einem Punkt des Raumes auf einen anderen richten können. Da die Sinnesinformationen auf ihrem Weg zum Gehirn über die Sehnervkreuzung die Seite wechseln, betrifft die Aufmerksamkeitsstörung die entgegengesetzte Seite der geschädigten Hirnhälfte. Bei einem Schlaganfall in der rechten Hirnhemisphäre sind die Betroffenen daher nicht mehr in der Lage ihre Aufmerksamkeit auf die gegenüberliegende linke Seite zu richten. „Der Grund liegt vermutlich darin, dass Aufmerksamkeitsnetzwerke in der rechten und linken Hemisphäre aus der Balance geraten sind“, so Finke.

Aufmerksamkeit

Aufmerksamkeit/-/attention

Aufmerksamkeit dient uns als Werkzeug, innere und äußere Reize bewusst wahrzunehmen. Dies gelingt uns, indem wir unsere mentalen Ressourcen auf eine begrenzte Anzahl von Bewusstseinsinhalten konzentrieren. Während manche Stimuli automatisch unsere Aufmerksamkeit auf sich ziehen, können wir andere kontrolliert auswählen. Unbewusst verarbeitet das Gehirn immer auch Reize, die gerade nicht im Zentrum unserer Aufmerksamkeit stehen.

Lücken in der Biografie

Man könnte bei einem Besuch einer neurologischen Abteilung aber nicht nur auf Menschen treffen, denen ein Teil der räumlichen Welt verloren gegangen ist. Es gibt auch Patienten, denen die Zeit abhandengekommen ist. Dazu wandern wir bei den vier Lappen der Großhirnrinde etwas weiter nach unten vom Parietallappen zum Temporallappen.

Der mediale Temporallappen und hier vor allem der Hippocampus ist die zentrale Struktur für das episodische Gedächtnis, das auch unsere autobiografischen Erlebnisse speichert. Hier wird bildlich gesprochen die Geschichte unseres Lebens verfasst. Ist der Hippocampus beidseitig geschädigt, kommen keine neuen Einträge unserer Geschichte hinzu. Menschen mit einer solchen Schädigung können sich zudem nicht an vergangene Erlebnisse erinnern, die zeitlich nahe am Zeitpunkt der Schädigung liegen. „Das autobiografische Gedächtnis als Teil des episodischen Gedächtnissystems ist wichtig, damit wir unsere Identität als in sich stimmig über die Lebensjahre hinweg wahrnehmen können“, so Carsten Finke. „Es hilft uns, uns selbst als kontinuierlich wahrnehmen zu können.“ 

Wenn das nicht mehr funktioniert, lebt man nur noch im jeweiligen Augenblick. Der ehemalige Musiker Clive Wearing ist ein trauriges Beispiel für einen Menschen, der in einer solchen Gegenwartsblase gefangen ist. Er hat immer und immer wieder den einen Satz in sein Tagebuch geschrieben: „Jetzt bin ich wach“. Schließlich konnte er sich an den Satz kurze Zeit später nicht mehr erinnern, strich ihn durch und notierte wieder: „Jetzt bin ich aber wirklich wach.“ 

„Menschen wie Clive Wearing haben nicht mehr die Möglichkeit auf frühere Ereignisse und Phasen der Persönlichkeit zurückzugreifen“, so Carsten Finke. „Und damit fehlt ihnen auch die Möglichkeit sich gezielt zu verändern.“ Unser Bewusstsein, unsere Persönlichkeit und unser Ich sind äußerst fragil, hängen am seidenen Faden intakter Neurone.

Durchtrennt werden diese Fäden endgültig, wenn das Gehirn stirbt; wenn die Hirntätigkeit vollends zum Erliegen kommt etwa in Folge von schwersten Hirnschäden wie Traumen, Hirnblutungen oder nach einem vorübergehenden Herzstillstand. Das Gehirn überlebt nur wenige Minuten des Kreislaufstillstandes. Ohne die Sauerstoffversorgung sterben die Nervenzellenunweigerlich ab. Doch es gilt auch das Umgekehrte: Wenn die zuvor noch wild feuernden grauen Zellen am Lebensende schweigen, ist nicht nur kein Denken, Fühlen und subjektives Erleben mehr vorhanden.

Ohne die Hilfe künstlicher Beatmung kann auch der restliche Körper nicht weiter funktionieren, und stirbt. Nichts unterstreicht die Bedeutung des Gehirns so sehr wie sein Ende.

Parietallappen

Parietallappen/Lobus parietalis/parietal lobe

Wird auch Scheitellappen genannt und ist einer der vier großen Lappen der Großhirnrinde. Er liegt hinter dem Frontal– und oberhalb des Occipitallappens. In seinem vorderen Bereich finden somatosensorische Prozesse statt, im hinteren werden sensorische Informationen integriert, wodurch eine Handhabung von Objekten und die Orientierung im Raum ermöglicht werden.

Temporallappen

Temporallappen/Lobus temporalis/temporal lobe

Der Temporallappen ist einer der vier großen Lappen des Großhirns. Auf Höhe der Ohren gelegen erfüllt er zahlreiche Aufgaben – zum Temporallappen gehören der auditive Cortex genauso wie der Hippocampus und das Wernicke-​Sprachzentrum.

Hippocampus

Hippocampus/Hippocampus/hippocampual formatio

Der Hippocampus ist der größte Teil des Archicortex und ein Areal im Temporallappen. Er ist zudem ein wichtiger Teil des limbischen Systems. Funktional ist er an Gedächtnisprozessen, aber auch an räumlicher Orientierung beteiligt. Er umfasst das Subiculum, den Gyrus dentatus und das Ammonshorn mit seinen vier Feldern CA1-​CA4.

Veränderungen in der Struktur des Hippocampus durch Stress werden mit Schmerzchronifizierung in Zusammenhang gebracht. Der Hippocampus spielt auch eine wichtige Rolle bei der Verstärkung von Schmerz durch Angst.

Gedächtnis

Gedächtnis/-/memory

Gedächtnis ist ein Oberbegriff für alle Arten von Informationsspeicherung im Organismus. Dazu gehören neben dem reinen Behalten auch die Aufnahme der Information, deren Ordnung und der Abruf.

zum Weiterlesen:

  • Bewusstseinsstörungen und Enzephalopathien: Diagnose, Therapie, Prognose. Hans-Christian Hansen (Hrsg.) Berlin Heidelberg, 2013.
  • Sarva H. et al.: Pathophysiology and treatment of alien hand syndrome. Tremor Other Hyperkinet Mov (N Y). 2014 Dec 5;4:241. doi: 10.7916/D8VX0F48. eCollection 2014 
Votes with an average with

Autor

Wissenschaftliche Betreuung

Lizenzbestimmungen

Dieser Inhalt ist unter folgenden Nutzungsbedingungen verfügbar.

BY-NC: Namensnennung, nicht kommerziell