Das menschliche Nervensystem und die Sinnesorgane

Funktionsbezogene Prozesse

Es gibt drei Hauptgruppen von Prozessen: die Aufnahme von Reizen, die Entwicklung einer koordinierten Reaktion und die Umsetzung der Reaktion. Zur Durchführung dieser Funktionen verfügt der Mensch über: Rezeptoren (Sinnesorgane), Koordinationssysteme und Effektororgane.

Reiz (Stimulus)

Eine Veränderung in unserer Umwelt oder in uns selbst, die wir wahrnehmen und die eine Reaktion unseres Körpers hervorruft.

Empfang von Reizen

Unser Körper ist in der Lage, Reize aufzunehmen, weil wir Nervenrezeptoren haben. Diese reagieren spezifisch, wenn sie eine bestimmte Information erhalten, und senden ein elektrochemisches Signal aus.

Informationsverarbeitung und Koordination

Nervöse Koordination

Das Nervensystem leitet elektrochemische Impulse, die von den Rezeptoren erzeugt werden, interpretiert sie und entwickelt neue Antworten in Form von elektrochemischen Signalen.

Endokrine Koordination

Endokrine Organe sind Drüsen, die Substanzen (Hormone) in das Blut abgeben, wenn sie Nervenimpulse oder chemische Informationen aus dem inneren Milieu empfangen.

Rezeptoren und ihre Typen

• Interne Rezeptoren: Erfassen Veränderungen des inneren Milieus und sind im ganzen Körper verteilt.
• Externe Rezeptoren: Erfassen Reize aus der äußeren Umgebung.

Die Haut und der Tastsinn

Die Haut enthält eine große Anzahl verschiedener Rezeptoren. Jeder reagiert auf einen bestimmten Reiz. Die Rezeptoren der Haut sind sehr empfindlich und ermöglichen es uns, Formen und Texturen von Objekten auch ohne zu sehen zu erkennen.

Hautrezeptoren

• Thermorezeptoren: Erfassen Temperaturunterschiede zwischen der Umgebung und dem Körper selbst. Ihre Impulse erzeugen das Gefühl von Kälte und Wärme.
• Nozizeptoren: Reagieren auf Schädigungen, die die Haut erleidet. Die erzeugten Impulse verursachen die Schmerzempfindung.
• Mechanorezeptoren: Erkennen Änderungen des Drucks auf der Haut oder Haarbewegungen. Die erzeugten Impulse melden den Kontakt mit Objekten.

Die Nase und der Geruchssinn

Obwohl er bei uns weniger entwickelt ist, können wir dennoch über 10.000 verschiedene Gerüche unterscheiden. Der Geruch entsteht wie folgt:

1. Flüchtige Moleküle gelangen in die Nasenlöcher und lösen sich im Schleim der Nasenhöhle.
2. Sie werden durch Chemorezeptoren, die Riechzellen, an der Innenseite der oberen Nasenhöhle nachgewiesen.
3. Die angeregten Riechzellen erzeugen einen Nervenimpuls, der über Neuronen des Riechkolbens und den Riechnerv zum Gehirn geleitet wird.

Die Zunge und der Geschmackssinn

Wenn wir etwas in den Mund nehmen, erleben wir durch den Geschmackssinn eine Reihe von Empfindungen, die wir Geschmack nennen. Dies geschieht, weil sich auf der Oberfläche der Zunge Geschmackszellen befinden, die als Chemorezeptoren bekannt sind. Sie sind empfindlich auf Chemikalien, die sich im Speichel auflösen und sie erreichen.

Geschmacksrezeptoren

Die Geschmackszellen befinden sich innerhalb einer zwiebelförmigen Struktur, die Geschmacksknospe genannt wird. Die meisten sind in kleinen Erhebungen der Zunge untergebracht, die Geschmackspapillen genannt werden.

Das Ohr: Hören und Gleichgewicht

Das Ohr ist das Organ, das als Rezeptor für Hören und Gleichgewicht dient.

• Hören: Wir können Schwingungen, die durch die Luft übertragen werden, hören und aufnehmen.
• Gleichgewicht: Ermöglicht es uns, Beschleunigungen und die Position unseres Körpers wahrzunehmen.

Teile des Ohrs

• Das äußere Ohr: Es besteht aus der Ohrmuschel und dem Gehörgang.
• Das Mittelohr: Es besteht aus der Eustachischen Röhre (Ohrtrompete) und einer Kette von drei winzigen Knochen namens Hammer, Amboss und Steigbügel.
• Das Innenohr: Es besteht aus der Cochlea (Hörschnecke) und den Bogengängen.

Das Auge und das Sehen

Das Auge gibt uns den Sehsinn, mit dem wir Informationen von außen wie Licht, Farben und Bilder wahrnehmen können.

Lichtempfang und Fokussierung

Das Auge hat zwei Linsen. Die Hornhaut lenkt das Licht in die Pupille, die sich in der Mitte der Iris befindet. Die zweite Linse ist die Augenlinse, die ihre Form durch die Wirkung bestimmter Muskeln ändert, um Licht auf die Rückseite des Auges zu konzentrieren. Diese bilden ein umgekehrtes, aber scharfes Bild auf der Netzhaut.

Umwandlung in Nervenimpulse

Tausende von Sehzellen (Photorezeptoren), die Stäbchen und Zapfen genannt werden, senden einen Nervenimpuls an ein Netzwerk von Neuronen, das diesen verarbeitet und über den Sehnerv an das Gehirn sendet. Der Bereich der Netzhaut, wo der Sehnerv austritt, wird blinder Fleck genannt.

Teile des Auges

Das Auge ist von drei Schichten umgeben:

• Die Lederhaut (Sklera): Die äußerste Schicht; sie ist weiß, aber vorne ist sie klar und bildet die Hornhaut.
• Die Aderhaut (Choroidea): Die mittlere Schicht; sie hat viele Blutgefäße und eine dunkle Farbe.
• Die Netzhaut (Retina): Sie ist die innere Schicht und enthält die Photorezeptoren.

Nervöse Koordination

Das Nervensystem ist verantwortlich für den Empfang von Informationen aus den Rezeptororganen, deren Verarbeitung, die Koordination und das Senden von Antworten an die Effektororgane. Es besteht aus dem zentralen Nervensystem (ZNS) und dem peripheren Nervensystem (PNS).

Das zentrale Nervensystem (ZNS)

Der Teil des Nervensystems, der für die Verarbeitung und Koordinierung von Informationen zuständig ist. Es besteht aus dem Gehirn und dem Rückenmark.

Teile des ZNS

• Das Gehirn: Es befindet sich im Inneren des Kopfes und besteht aus drei Hauptteilen:
  • Das Großhirn: Ein in zwei Hemisphären gegliederter Körper, getrennt durch eine tiefe Längsfurche.
  • Das Kleinhirn: Ist ebenfalls in zwei Hemisphären geteilt und weist Windungen auf.
  • Der Hirnstamm: Verbindet das Gehirn mit dem Rückenmark.
• Das Rückenmark: Ein großer Nervenstrang, der mit dem Hirnstamm verbunden ist und sich durch das Innere der Wirbelsäule erstreckt. Es hat zwei Hauptfunktionen: Kommunikationskanal und Zentrum für Reflexe.

Schutz durch das Skelett

Das Gehirn ist im Inneren des Schädels eingeschlossen, und das Rückenmark verläuft durch das Innere der Wirbelsäule.

Hirnhäute (Meningen)

Es gibt drei Membranen (Hirnhäute), die die Organe des ZNS umgeben und schützen.

Das periphere Nervensystem (PNS)

Besteht aus Nerven (Nervensträngen), die das ZNS mit allen Teilen des Körpers verbinden. Diese Nerven sind Hirnnerven und Spinalnerven.

Das somatische Nervensystem

Verbindet das ZNS mit den Skelettmuskeln unseres Körpers (willkürliche Kontrolle) und den Hautrezeptoren.

Das autonome (vegetative) Nervensystem

Verbindet das ZNS mit vielen inneren Organen (unwillkürliche Kontrolle). Es besteht aus zwei Komponenten mit meist entgegengesetzter Wirkung: dem sympathischen und dem parasympathischen System.

Zellen des Nervensystems

Das Nervengewebe wird von Gliazellen und Neuronen gebildet.

Neuronen

Dies sind die grundlegenden Einheiten des Nervensystems, da sie für den Empfang und die Weiterleitung von Informationen (Nervenimpulsen) verantwortlich sind. Ein Neuron hat einen Zellkörper, Dendriten (zur Reizaufnahme) und ein Axon (zur Reizweiterleitung). Die Axone vieler Neuronen sind in Bündeln gruppiert, die Nervenfasern bilden. Diese sind wiederum gebündelt, um Nerven zu bilden.

Gliazellen

Unterstützende Zellen im Nervensystem. Die wichtigsten Typen sind: Astrozyten, Mikroglia-Zellen und Schwann-Zellen (im PNS) bzw. Oligodendrozyten (im ZNS).

Funktionsweise des Nervensystems

• Sensorische Neuronen: Leiten Impulse von den Sinnesorganen zum ZNS; sie bilden sensorische Nerven.
• Motorische Neuronen: Übertragen Nervenimpulse vom ZNS zu den Effektoren (Muskeln, Drüsen); sie bilden motorische Nerven.
• Interneurone: Befinden sich im ZNS und sind für die Verbindung und Verarbeitung zwischen sensorischen und motorischen Neuronen zuständig.

Arten von Aktionen

Je nach Beteiligung des Bewusstseins unterscheiden wir zwischen:

• Willkürliche Aktionen: Bewusst gesteuerte Handlungen, die im Großhirn initiiert werden.
• Reflexe: Unwillkürliche, schnelle Reaktionen auf einen Reiz, die oft auf Rückenmarksebene verschaltet werden.

Krankheiten der Sinne und des Nervensystems

Krankheiten des Hör- und Gleichgewichtssinns

• Hörverlust: Die Reduzierung oder der Verlust des Hörvermögens.
• Schwindel (Vertigo): Starker Schwindel, der auf einer Störung des Gleichgewichtssinns beruht.

Krankheiten des Sehens

• Augenverletzungen: Schäden am Auge, verursacht durch Infektionen oder Unfälle.
• Katarakt (Grauer Star): Eine Trübung der Augenlinse, die den Lichteinfall behindert.
• Refraktionsanomalien: Fehlsichtigkeiten wie Kurzsichtigkeit (Myopie) und Weitsichtigkeit (Hyperopie).

Krankheiten des Nervensystems

Organische Störungen

• Degenerative Erkrankungen: Z.B. Alzheimer, Parkinson (fortschreitender Verlust von Nervenzellen).
• Entwicklungsstörungen: Abnorme Entwicklung des Nervensystems.
• Traumata: Verletzungen des Gehirns oder Rückenmarks.

Psychische Störungen

Störungen, die Stimmung, Denken und Verhalten beeinflussen.

Beispiele für psychische Störungen

• Auswirkungen von chronischem Stress
• Depressionen
• Essstörungen (z.B. Anorexie, Bulimie)