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7 Erstaunliche Tatsachen über das Gehirn

7 Erstaunliche Tatsachen über die Gehirn - Dummies

Das Gehirn ist erstaunlich, was es ist (eine Schaltzentrale von Milliarden von Neuronen), und wegen dem, was es tut (die Erinnerung und künstlerischen Fähigkeiten einiger savants fast trotzen). Hier sind sieben Attribute des menschlichen Gehirns, die, wenn man darüber nachdenkt, ziemlich erstaunlich sind.

Das Gehirn hat 100 Milliarden Zellen und eine Billiarde Synapsen

Ihr Gehirn besteht aus einer enormen Anzahl von Neuronen, in der Größenordnung von 100 Milliarden (plus möglicherweise 1 Billionen Gliazellen). Jedes dieser Neuronen bildet etwa 10 000 Verbindungen, genannt Synapsen, mit anderen Neuronen, was etwa eine Billiarde Verbindungen ergibt. In der Tat hat Ihr Gehirn genügend Neuronen und neuronale Verbindungen, die theoretisch jede Erfahrung in Ihrem Leben speichern könnten, einschließlich aller visuellen, auditiven, taktilen und anderen Empfindungen, die mit diesen Erfahrungen verbunden sind. Die Anzahl der verschiedenen Gehirnzustände, die auf diese Weise ausgedrückt werden, übersteigt bei weitem die Anzahl der Atome im bekannten Universum.

Die meisten Zellen in Ihrem Gehirn befinden sich im Neokortex und im Kleinhirn. Das Kleinhirn verwendet viele Zellen, um eine hohe Präzision bei der koordinierten Bewegung zu ermöglichen. Der Neocortex nutzt viele Zellen für eine hohe Präzision bei der sensorischen Diskriminierung und für die Planung komplexer Verhaltensweisen.

Bewusstsein befindet sich nicht in einem bestimmten Bereich des Gehirns

Viele Menschen verstehen nicht, wie das Gehirn funktioniert, weil es die populäre - aber falsche - Vorstellung gibt, dass bestimmte Funktionen nur in bestimmten Teilen des Gehirns vorkommen. Ein Teil des Gehirns soll Ihre Geschmacksfähigkeit beherbergen, ein anderer Ihre Fähigkeit zu sehen, ein anderer Ihre Fähigkeit, Ihre rechte Hand zu bewegen, und so weiter. Angesichts dieser Wahrnehmung ist es leicht zu erkennen, warum Menschen glauben, dass Bewusstsein in einem bestimmten Bereich liegt.

Das Gehirn hat kein Bewußtseinsneuron, und kein bestimmter Hirnbereich allein dient als Sitz des Bewußtseins. Noch ist das Bewußtsein nur eine Funktion der Gehirngröße; Sonst wären Elefanten bei Bewusstsein und Menschen nicht. Kein Ort im Gehirn empfängt die Ergebnisse der gesamten neuralen Verarbeitung im Rest des Gehirns, also gibt es keine "Spitze" in der neuralen Hierarchie, und nichts im Gehirn "schaut" auf Bilder, die in anderen Teilen des Gehirns gebildet werden.

Stattdessen sind mehrere Bereiche des Gehirns für das Bewusstsein notwendig. Zu den Bereichen des Gehirns, die für das Bewusstsein notwendig und aktiviert scheinen, gehören der Thalamus, der präfrontale Cortex und Teile des parietalen und medialen Temporallappens. Dennoch sind diese Bereiche nicht für das menschliche Gehirn einzigartig, obwohl der präfrontale Kortex beim Menschen größer ist (als Prozentsatz des Körpergewichts) als jedes andere Tier.Darüber hinaus führt eine Schädigung der Formatio reticularis im Hirnstamm zu Bewußtlosigkeit, aber dieser Hirnbereich existiert bei Wirbeltieren, die keine Säugetiere sind, wie Eidechsen und Frösche.

Das Gehirn hat keine Schmerzrezeptoren

Obwohl das Schmerzempfinden von Hirnarealen wie dem anterioren cingulären Cortex abhängt, hat das Hirngewebe selbst eigentlich keine Rezeptoren für Schmerzen. Das Gehirn "erfährt" den Schmerz, der von Rezeptoren an anderer Stelle im Körper, hauptsächlich in der Haut, berichtet wird.

Weil Gehirngewebe keine Schmerzrezeptoren hat, kann eine Operation am Gehirn mit dem Patienten voll wach durchgeführt werden (obwohl Beruhigungsmittel und Analgetika typischerweise gegeben werden, um Angstzustände zu verringern, und Lokalanästhetika werden für die frühe Phase der Operation verwendet, wo die Kopfhaut Haut wird geschnitten, um ein Stück des Schädels zu entfernen).

Wenn Sie Kopfschmerzen haben, dann ist es normalerweise nicht, weil etwas in Ihrem Gehirn schmerzt, sondern weil eine Schmerzmeldung von irgendwo in Ihrem Körper das Gehirn erreicht. Zum Beispiel können Sie Kopfschmerzen bekommen, weil Sie tatsächlich eine leichte Verdauungsstörung oder andere körperliche Schmerzen haben, von denen Sie nicht direkt wissen.

Dies bedeutet jedoch nicht, dass eine Hirnfunktionsstörung nicht als Schmerz empfunden werden kann. Migräne-Kopfschmerzen scheinen auf vorübergehende vaskuläre Probleme im Gehirn zurückzuführen zu sein, die zu einer abnorm hohen neuralen Aktivität führen, die als Schmerz empfunden wird, nicht weil Schmerzrezeptoren aktiviert sind, sondern weil ein unbekannter Gehirnkreislauf diese exzessive Aktivität als schmerzhaft interpretiert. Tumore und Schlaganfälle können eine übermäßige Gehirnaktivität auslösen, die das Gehirn ähnlich als schmerzhaft interpretiert. In einigen Fällen können Schmerzrezeptoren aktiviert, aber an die falsche Stelle (wie wenn trigeminale Schmerzrezeptoren aktiviert sind) verwiesen werden.

Ein weiteres Beispiel ist der Schmerz, der damit verbunden ist, direkt auf ein sehr helles Licht zu blicken. Es gibt keine Schmerzrezeptoren für helles Licht im Auge, aber das Gehirn interpretiert etwas über das Feuern von Ganglienzellen, die vom Auge zum Gehirn gehen, was darauf hinweist, dass das Lichtniveau hoch genug ist, um schädlich zu sein, und dass es als Schmerz empfunden wird.

Das Schneiden des größten Fasertrakts im Gehirn erzeugt wenige Nebenwirkungen

Der größte Fasertrakt im Nervensystem ist der Corpus Callosum, der die linke und rechte Gehirnhälfte verbindet. Dieser Fasertrakt enthält etwa 200 Millionen Axone (etwas mehr bei Frauen als bei Männern).

Dieser Trakt wurde mehrmals operativ durchtrennt, um zu verhindern, dass sich epileptische Anfälle von einer Hemisphäre zur anderen ausbreiten, verstärkt werden, sich ausbreiten und einen Ganzhirn- Grand mal -Anfall hervorrufen.

Als dieses Verfahren an einigen Patienten getestet wurde, waren die Ergebnisse bemerkenswert. Einige der Patienten erlitten eine signifikante Reduktion der Anfälle, und keiner der Patienten zeigte ein offensichtliches neurologisches Defizit nach der Operation.

Erwachsene verlieren mehrere hunderttausend Neuronen pro Tag ohne erkennbare Wirkung

Die Zahl der Neuronen steigt bei der Geburt bei Menschen an; dann gehen über die Lebensdauer etwa 10 Prozent davon verloren, was bedeutet, mehrere hunderttausend Neuronen pro Tag mehr oder weniger zu verlieren.Auch wenn einige behaupten, dass männliches Verhalten während der Krisen im mittleren Lebensalter ein Beweis für die negativen Auswirkungen ist, die der Verlust von so vielen Neuronen pro Tag haben kann, so ist doch die Tatsache, dass dieser Verlust die geistige Leistungsfähigkeit nicht so stark beeinträchtigt.

Der Verlust so vieler Neuronen, der beim normalen Altern auftritt, ohne irgendeinen offensichtlichen mentalen Kompromiss, ist ein Grund, warum die meisten Neurowissenschaftler nicht glauben, dass einzelne Neuronen einzelne Erinnerungen speichern. Wenn dies der Fall wäre, würde der Tod einzelner Neuronen zu einem plötzlichen, unwiederbringlichen Verlust spezifischer Erinnerungen führen, was nicht geschieht.

Stattdessen ist Information über viele Zellen und Synapsen verteilt. Wenn Neuronen im Gehirn sterben, schwächt es fast sicher, aber löscht keine Erinnerung, an der sie beteiligt waren. Andere Neuronen im Netzwerk kompensieren zweifellos den Speicher. Es kann sein, dass Senilität auftritt, wenn so viele Neuronen verloren gehen, dass nicht genug übrig bleibt, um den fortschreitenden neuralen Tod zu kompensieren.

Pfund für Pfund, das Gehirn braucht viel Energie

Das Gehirn hat die höchste Stoffwechselaktivität pro Masse in jedem Teil des Körpers. Es macht etwa 5 Prozent Ihrer Körpermasse aus, verbraucht aber etwa 20 Prozent seiner Energie. Dies bedeutet auch, dass etwa 20 Prozent des gesamten Blutflusses im Körper durch das Gehirn fließen, unterstützt durch Blutgefäße, deren Länge, einschließlich Kapillaren, Hunderte von Meilen beträgt.

Der hohe Energieverbrauch des Gehirns wurde bei der Bildgebung im Gehirn genutzt. Gehirnscan-Techniken wie fMRI (funktionelle Magnetresonanztomographie) erkennen tatsächlich entweder die erhöhte Durchblutung in hochaktiven Hirnarealen oder das Niveau der Blutoxygenierung in aktiven und weniger aktiven Bereichen.

Die hohe Stoffwechselanforderung, die von großen Gehirnen erzeugt wird, wurde verwendet, um zu argumentieren, dass Tiere mit großen Gehirnen, wie Delphinen, hochintelligent sein müssen, obwohl ihre Intelligenz sich grundlegend von menschlicher Intelligenz unterscheiden kann; andernfalls gäbe es keinen Fitnessvorteil, ein so großes Gehirn zu unterstützen, und die Kräfte der natürlichen Selektion hätten eher eine kleinere als eine größere Gehirngröße begünstigt.

Erwachsene Gehirne können neue Nervenzellen wachsen lassen

Die zentralen Nervensysteme von Säugetieren und Wirbeltieren, die keine Säugetiere sind, wie zum Beispiel Fische, regenerieren leicht beschädigte Hirnareale und -gänge nach einer Verletzung. Das ist bei Erwachsenen nicht der Fall. Insgesamt verlieren Menschen Neuronen, wenn sie älter werden. Zusätzlich, nach Gehirnverletzungen wie Schlaganfällen, auch wenn es eine gewisse Wiederherstellung der Funktion gibt, heilt der Bereich des beschädigten Gehirns nicht; es besteht immer noch aus Narbengewebe und leeren Räumen, die mit Flüssigkeit gefüllt sind.

Doch die Vorstellung, dass das erwachsene Gehirn fixiert und zur neuralen Regeneration unfähig ist, unterliegt tiefgreifenden Veränderungen. Im letzten Viertel des 20. Jahrhunderts begannen die Studienergebnisse zu zeigen, dass einige Regionen des erwachsenen menschlichen Gehirns manchmal neue Neuronen bilden. Besonders aufregend war die Entdeckung, dass eine der Regionen, in denen neue Neuronen hinzugefügt werden können, der Hippocampus ist, ein für die Bildung langfristiger Erinnerungen entscheidender Bereich des medialen Temporallappens, und dass das Wachstum neuer Neuronen im Hippocampus mit diesem Lernen verbunden ist.

Ein weiterer Ort, an dem neue Neuronen bei Erwachsenen wachsen, ist das olfaktorische System; speziell werden olfaktorische Rezeptoren ständig ersetzt. Die Forscher stellen die Hypothese auf, dass diese Rezeptoren beim Nachweis von Gerüchen Toxinen ausgesetzt sind und dass der Weg zur Aufrechterhaltung der Funktion darin besteht, sie routinemäßig zu ersetzen.

Jüngste Forschungen haben die Fähigkeiten von Stammzellen, die sich während der Entwicklung eines Organismus in die verschiedenen endgültigen Zelltypen teilen und differenzieren, explodiert. In jüngster Zeit wurden Techniken gefunden, um adulte, differenzierte Zellen in Stammzellen umzuwandeln, was die Möglichkeit bietet, die neurale Regeneration dort, wo sie benötigt werden könnte, pharmakologisch auszulösen.