Nervensysteme: Aufbau, Funktion und Entwicklung bei Wirbellosen und Wirbeltieren

Übertragung von Nervenimpulsen von Neuron zu Effektororganen

Die Übertragung von Nervenimpulsen erfolgt in ähnlicher Weise wie an der Synapse durch Neurotransmitter, die in die Effektororgane freigesetzt werden. Effektoren reagieren auf das Vorhandensein des Neurotransmitters, indem ein Muskel kontrahiert oder die Sekretion im Falle einer Drüse ausgelöst wird.

Wirbellosen-Nervensystem

In der evolutionären Skala nimmt die Komplexität des Nervensystems zu:

• Nervenströme werden oft durch unidirektionale Bahnen geleitet.
• Der Durchmesser der Nervenfasern vergrößert sich, was die Leitgeschwindigkeit erhöht.
• Die Anzahl der Nervenzellen steigt und bildet Konzentrationen (Knoten).
• Kephalisation tritt aufgrund der Konzentration von Neuronen im Kopf auf.
• Das Nervensystem befindet sich in einer ventralen Position.

Entwicklung in einigen Tiergruppen:

• Radialsymmetrie und Nesseltiere: Besitzen ein Netzwerk von gleichmäßig verteilten Nervenzellen, die über Synapsen verbunden sind. Jede Stimulation einer Nervenzelle wird in alle Richtungen übertragen, sodass der gesamte Körper auf die Impulse reagiert (diffuses Nervenplexus).
• Strudelwürmer: Haben bilaterale Symmetrie und ein Paar von Knoten in der vorderen Region (primitives Gehirn), von denen zwei Nervenstränge entlang des Körpers verlaufen. Von diesen Nervensträngen senden regelmäßig verteilte Neuronen Nervenäste zu anderen Geweben.
• Zwei Nervensysteme: Das zentrale und das periphere Nervensystem charakterisieren alle komplexeren Tiere im Laufe der Evolution. Das duale System hat den Vorteil, dass jeder Reiz eines bestimmten Körperteils eine individuelle Reaktion auslöst und nicht das gesamte Tier beeinflusst.
• Anneliden: Haben ventrale Lymphknotenketten und ein Paar von Knoten in jedem Segment. Die Lymphknotenketten erreichen den Rachen, bilden den periösophagealen Ring und verbinden sich wieder an der Spitze, was zu zerebralen Lymphknoten führt, die eine dorsale Position einnehmen.
• Weichtiere: Haben Konzentrationen von Knotenpunkten in verschiedenen Körperteilen wie Kopf, Fuß und Mantel. Kopffüßer wie Tintenfische und Kalmare haben ein komplexeres Nervensystem.
• Arthropoden: Es gibt eine Zusammenfassung von Knoten in der Kopfregion (Cephalisation) und eine große Entwicklung der Sinnesorgane.
• Echinodermen: Sind radiärsymmetrische Tiere mit einem primitiven Nervensystem. Es besteht aus einem perisophagialen Ring um den Rachen, der mit radialen Nervensträngen verbunden ist.

Wirbeltier-Nervensystem

Das Wirbeltier-Nervensystem ist dorsal angeordnet. Es entsteht während der Embryonalentwicklung aus einer Schicht des Embryos, dem Ektoderm, das durch Invagination das Neuralrohr bildet. Der vordere Teil erweitert sich und bildet das Gehirn, während der hintere Teil das Rückenmark bildet. Das Nervensystem wird in das periphere (PNS) und das zentrale Nervensystem (ZNS) unterteilt. Das ZNS ist das Zentrum für Integration, Steuerung und Koordination, während das PNS aus Verbindungen zu Rezeptoren und Effektoren besteht.

Enzephalopathie

Das Neuralrohr entwickelt sich in drei Hauptbereiche (Bläschen): Prosencephalon (Vorderhirn), Mesencephalon (Mittelhirn) und Rhombencephalon (Hinterhirn). Das Hinterhirn und das Vorderhirn teilen sich weiter in fünf sekundäre Bläschen auf.

Das Vorderhirn teilt sich in zwei Bereiche:

• Telencephalon: Ist der vorderste Teil und enthält ein Paar Riechlappen und das Großhirn. Bei Vögeln und Säugetieren ist es in zwei Seitenlappen (Hemisphären) unterteilt und erreicht beim Menschen seine maximale Entwicklung mit Gyri und Sulci. Die beiden Hemisphären sind durch eine Reihe von Fasern innerhalb des Corpus callosum verbunden. Die äußere Schicht wird als Hirnrinde bezeichnet. Ihre Aufgabe ist es, sensorische Informationen zu zentralisieren, willkürliche Bewegungen zu steuern sowie Gedächtnis und Intelligenz zu verarbeiten.
• Diencephalon: Besteht aus dem Thalamus, einer wichtigen Durchgangsstation für Informationen und der zentralen Interpretation vieler Sinnesreize, die an das Gehirn weitergeleitet werden, und dem Hypothalamus, der viele Funktionen im Körper reguliert. Er steuert Durstgefühl, Sexualtrieb, Schlaf usw. Der Hypothalamus ist über den Hypophysenstiel mit der Hypophyse verbunden, einer wichtigen Hormondrüse. Das Dach des Zwischenhirns ist der Epithalamus, der die Zirbeldrüse enthält.

Mittelhirn: Der zentrale Kern ist wichtiger in niederen Wirbeltieren. Er enthält die optischen Lappen, die, außer bei Säugetieren, die Sehzentren sind. Bei Säugetieren verliert dieser Bereich an Bedeutung, und es bilden sich die Colliculi dorsales, in denen optische und auditorische Fasern ankommen.

Hinterhirn: Ist in zwei Teile unterteilt:

• Metencephalon: Enthält das Zentrum für Gleichgewicht, Haltungsreflexe und motorische Koordination. Es bildet das Kleinhirn.
• Myelencephalon: Auch Medulla oblongata genannt, steuert automatisch viele lebenswichtige Aktivitäten der Eingeweide und enthält Nervenzentren, die Herzschlag, Atemfrequenz usw. regulieren.

Die linke Seite des Gehirns steuert die Aktivitäten und Informationen auf der rechten Körperseite und umgekehrt.