Zentrales Nervensystem - Anatomie, Aufbau und Ablauf

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Das Zentrale Nervensystem ist das bestorganisierte und mit das wichtigste System im menschlichen Körper. Doch was genau ist das zentrale Nervensystem eigentlich?

In diesem Artikel lernst du..

… was ein ZNS ist,
… wie dieses aufgeteilt ist
… und wie es funktioniert.

Inhalt

Was ist ein zentrales Nervensystem? – einfach erklärt

Das Zentrale Nervensystem ist ein Kontroll- und Steuerungssystem des Körpers, das alle Nerven und Nervenbahnen im Gehirn und Rückenmark umfasst. Alle anderen Nerven gehören dem peripheren Nervensystem.

Das zentrale Nervensystem sorgt außerdem dafür, dass Reize aufgenommen und verarbeitet werden können, die entweder von außen oder innen kommen, wie zum Beispiel Kälte oder Schmerzen.

Somit sendet das Nervensystem ein Signal an den Körper, damit entsprechend reagiert werden kann, um den Körper zu schützen.

Beispiel: Du siehst einen Freund von dir (es wird vom PNS aufgenommen und ans ZNS geleitet). Das ZNS sendet ein Signal an das PNS, damit die Muskulatur bewegt werden kann und du deinen Arm hochhebst, winkst und anschließend “Hallo”, sagst.

Zentrales Nervensystem: Anatomie

Zentrales Nervensystem wird in zwei Bereiche unterteilt: das Gehirn und Rückenmark

Zu dem zentralen Nervensystem gehören das Gehirn und Rückenmark. Diese sind sehr empfindlich und müssen daher sorgfältig geschützt werden. Das Gehirn wird durch die Schädelknochen und das Rückenmark durch die Wirbelsäule geschützt. Außerdem werden beide Organe durch drei verschiedenen Hautschichten geschützt, die zusätzlich vom Nervenwasser umhüllt sind und als Polster dienen.

Das Gewebe des ZNS hat keine einheitliche Struktur. Es besitzt eine weiße (Substantia alba) und graue Substanz (Substantia grisea). Die graue Substanz befindet sich im Rückenmark innen und im Gehirn außen.

Weiße und Graue Substanz-Verteilung im Gehirn und im Rückenmark

Diese besteht hauptsächlich aus Zellkörpern (Perikarya) und sorgt dafür, dass Reize aufgenommen und verarbeitet werden können, während die weiße Substanz aus Nervenzellfortsätzen (Axone) besteht und für die Impulsweiterleitung zuständig ist.

Zentrale und Periphere Nervensystem

Das Nervensystem wird in zwei Teile unterteilt: das zentrale und das periphere Nervensystem.

Das PNS schickt Reize und Informationen an das ZNS und verarbeitet diese und schickt passende Reaktionen und Befehle an das PNS zurück.

Das Zentrale Nervensystem befindet sich im Gehirn und im Rückenmark und das Periphere zieht sich über die restlichen, im gesamten Körper verteilten Nerven und Nervenbahnen (Hirnnerven, Spinalnerven, Ganglien und Rezeptoren).

Man kann sich das ZNS wie eine große Hauptstraßen vorstellen, wo ganz viele kleine Nebenstraßen des PNS abgehen.

Das PNS registriert Reize aus deiner Umgebung (Kälte) und leitet diese dann an das ZNS weiter. Diese Reize bezeichnet man als afferent sensible Informationen (Afferenzen).
Das ZNS nimmt diese Informationen auf und verarbeitet diese. In dem Fall sendet es motorische Befehle (Jacke anziehen). Die Signalweiterleitung vom ZNS ans PNS nennt man Efferenzen.

Bestandteile des zentralen Nervensystems

Wie bereits erwähnt, befindet sich das Zentralnervensystem im Gehirn und im Rückenmark.
Schauen wir uns das einmal genauer an:

Das Gehirn

Das Gehirn ist das Verarbeitungs– und Steuerungszentrum, welches letztendlich die Reize verarbeitet und über die Nerven Befehle und Reaktionen zurücksendet. Das Gehirn ermöglicht das Empfinden, Lernen und die Steuerung unterschiedlicher Körperfunktionen.

Das Gehirn und die Aufgaben werden jedoch in drei Bereiche unterteilt:

Großhirn

Das Großhirn macht den wesentlichen Teil des Gehirns aus und ist die oberste Instanz des ZNS. Es dient als Kommunikationszentrale aller Organe und verbindet, steuert und reguliert diese. Die weitergeleiteten Informationen des PNS kommen letztendlich im Großhirn an und werden entsprechend beurteilt. Das Großhirn antwortet in Form von Reiz, welches an das PNS geleitet wird, um eine Reaktion auszulösen.

Kleinhirn

Das Kleinhirn ist für die Kontrolle des Bewegungsablaufs verantwortlich. Es reguliert das Gleichgewichtsgefühl und sorgt für einen flüssigen Bewegungsablauf. Einfach gesagt: Es ist für die gesamte Motorik des Körpers zuständig.

Hirnstamm

Der Hirnstamm bildet den Übergang vom Gehirn zum Rückenmark und ist die Verbindungsstelle beider Organe. Dieses leitet Informationen, die vom Großhirn abgegeben wurden, zum Rückenmark. Die Funktion des Hirnstammes ist es, die wichtigsten Lebensfunktionen wie das Atmen oder die Regulierung und Steuerung der Herzfrequenz oder Blutdrucks.

Das Rückenmark

Abbild von einem Ausschnitt der Wirbelsäule mit dem Rückenmark

Das Rückenmark liegt im Spinalkanal, welches sich in der Wirbelsäule befindet. Dieses ist 45 cm lang und hat einen Durchmesser von einem Zentimeter.

Aufgabe des Rückenmarks ist es, Informationen ans Gehirn oder ans PNS weiterzuleiten.
Dieses besteht aus Nervenzellkörpern und -fasern und bildet zwei Nervenbahnen; aufsteigende sensible und absteigende motorische Nervenbahnen.

Die aufsteigenden sensiblen Nervenbahnen sind die Reize, die vom PNS aufgenommen wurden und ans Gehirn weitergeleitet werden sollen.

Die absteigenden motorischen Nervenbahnen sind Signale, die vom Gehirn ans PNS weitergeleitet werden, um beispielsweise eine Bewegung auszulösen.

Das Rückenmark fungiert somit als eine Kommunikationsstelle zwischen dem Gehirn und dem PNS.

Aufgaben des zentralen Nervensystems

Ablauf des zentralen Nervensystems

Der Vorgang und Ablauf des ZNS ist komplex und läuft blitzschnell ab, damit der Körper non-stop versorgt ist und dieser schnell auf Reize reagieren kann. Beispielsweise wenn wir unsere Hand auf die heiße Herdplatte legen.

Reizaufnahme

Alle Reize werden auf dieselbe Art und Weise aufgenommen, ob es sich um einen Schmerz, Temperatur oder Gedanken handelt.
Zuerst nimmt der Körper einen Reiz mit einem oder mehrerer Sinnesorgane mit den Sinneszellen (Rezeptoren) auf, die weiter an die Dendriten (dünne Nervenzellfortsätze) im Gehirn geleitet werden. Diese Informationen werden in Form von Signalen gespeichert, beispielsweise: “Vorsicht heiß!”. Die Signale werden Erregungsbildung genannt.
Diese Informationen werden dann vom PNS ans ZNS ins Gehirn über sensorische (afferente) Nervenbahnen geleitet, wo sie am Axonhügel ankommen.

Reizübertragung

Die elektrischen Potenziale (Reize) werden am Axonhügel empfangen. Nur wenn eine bestimmte Potenzialschwelle überschritten wird, kann der Axonhügel die Reize zum Axon freigeben.

Durch die Überschreitung der Potenzialschwelle erfolgt eine Spannungsänderung. Es öffnen sich die Natriumkanäle und die Natriumionen strömen ins Zellinnere (Depolarisation). Dies löst ein Aktionspotential aus.

Die Zellinnenseite wird durch das Natrium positiv geladen. Um den Ruhezustand und eine negative Ladung im Zellmembran wiederherzustellen, werden die Natriumkanäle nach der Reizübertragung geschlossen und stattdessen Kaliumkanäle geöffnet und Kalium freigesetzt.

Reizweiterleitung

Doch bevor es zu einer Reaktion kommen kann, muss der elektrische Impuls umgewandelt und an das Zielorgan beispielsweise an den Muskel, über die motorischen (efferenten) Nervenbahnen geleitet werden.
Am Ende des Axons (synaptischen Endknöpfchen) wird der elektrische Impuls in ein chemisches Signal umgewandelt. Die Neurotransmitter (chemische Botenstoffe) lösen dann kleine elektrischen Impulse von Zelle zu Zelle aus, um das chemische Signal letztendlich über die motorische Endplatte an die gewünschten Zellen mit dem Zielorgan zu überbringen.

Side Fact: Die Reizweiterleitung kann dabei eine Höchstgeschwindigkeit von bis zu etwa 150 m/s (= 540 km/h) erreichen.

Zentrales Nervensystem – Zusammengefasst

Das Nervensystem wird in das zentrale und in das periphere Nervensystem unterteilt.
Das ZNS umfasst das Gehirn und das Rückenmark, wobei die restlichen Nerven und Nervenbahnen dem PNS gehören.
Das PNS nimmt Reize entweder innerhalb oder außerhalb des Körpers auf und sendet diese anschließend ans ZNS zum Gehirn.
Das Großhirn verarbeitet diese Reize und sendet anschließend Signale über das Rückenmark und PNS zum Zielorgan, um eine Reaktion auszulösen.
Die Aufgaben des ZNS sind unter anderem die Steuerung der Prozesse im Körper, Kontrolle der Motorik, Verarbeitung und Weiterleitung von Reizen und das Abstimmen und Zusammenspiel von Organen oder Muskeln.

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