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Bau des Gehirns

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Sabine Blumenthal
Bau des Gehirns
lernst du in der 9. Klasse - 10. Klasse

Beschreibung Bau des Gehirns

Der Aufbau des Gehirns – Biologie

Wusstest du, dass das menschliche Gehirn im Durchschnitt 1400 Gramm schwer ist und etwa 100 Milliarden Nervenzellen enthält? Sein Aufbau fasziniert die Wissenschaft seit jeher. In Ägypten gab es bereits 1500 v. Chr. Aufzeichnungen über den Aufbau des Gehirns. Im Folgenden wollen wir uns neben dem Aufbau auch die Entwicklung des Gehirns während der Embryogenese (Entwicklung des Embryos im Mutterleib) anschauen.

Zum besseren Verständnis solltest du bereits Vorwissen über Nervenzellen besitzen.

Lage und Schutz des Gehirns

Das Gehirn ist ein hochkomplexes Organ, welches unter anderem Sinneswahrnehmungen verarbeitet und Bewegungen koordiniert. Es gilt als Alleinstellungsmerkmal der Wirbeltiere. Jedoch besitzen auch einige Wirbellose wie die Tintenfische ein stark differenziertes Gehirn.
Anatomisch betrachtet ist das Gehirn ein Teil des zentralen Nervensystems und befindet sich im Kopf von Wirbeltieren, so auch beim Menschen.

Schutz des Gehirns

Das Gehirn ist ein lebenswichtiges, sensibles Organ, welches durch mehrere Schutzeinrichtungen vor mechanischen Einwirkungen wie Stößen und Schlägen sowie Krankheitserregern geschützt wird. Die äußerste Schutzschicht stellt der knöcherne Schädel dar. Dieser wird in Gesichts- und Hirnschädel unterteilt, wobei der größere Hirnschädel das Gehirn umgibt. Er dient vor allem als Schutz vor mechanischen Einwirkungen. Darunter schließen sich die drei Hirnhäute an, die zudem das Eindringen von Krankheitserregern verhindern.

  • Die harte Hirnhaut ist die äußerste Hirnhaut und schließt direkt an den Schädelknochen an.
  • Die Spinnengewebshaut ist die mittlere Hirnhaut. Ihr Bau unterscheidet sich von den anderen Hirnhäuten. Sie besteht aus Bindegewebe mit kollagenen Fasern. Diese Strukturen erscheinen wie Spinnenweben. Darunter befindet sich ein mit Gehirnflüssigkeit gefüllter Raum, in welchem das Gehirn schwimmt.
  • Die weiche Hirnhaut liegt direkt dem Gehirn an. Im Gegensatz zu den anderen Hirnhäuten bedeckt sie jede Furche des Gehirns.

Erkrankung der Hirnhäute

Obwohl das Gehirn durch Hirnhäute so gut vor Krankheitserregern geschützt ist, gibt es immer wieder Bakterien und Viren, die diese Barrieren durchdringen können. Sei es durch offene Kopfwunden, über den Blutkreislauf oder durch sich ausbreitende Infektionen aus Nasennebenhöhlen und Mittelohr. Die Erreger dringen in die Hirnhäute ein und verursachen dort eine Hirnhautentzündung (Meningitis). Sie kann sogar tödlich sein.

Aufbau und Funktionen des Gehirns

Das menschliche Gehirn unterscheidet sich in seinem Aufbau nicht wesentlich von den Gehirnen anderer Wirbeltiere. Die Gliederung des Gehirns erfolgt in fünf große Abschnitte:

  • das Großhirn,
  • das Zwischenhirn,
  • das Kleinhirn,
  • das Mittelhirn und
  • das verlängerte Rückenmark (Nachhirn).

Während der pränatalen (vorgeburtlichen) Entwicklung ist die Gliederung des Gehirns besonders gut zu erkennen. Für jeden Abschnitt des Gehirns existiert in der Gehirnanlage des Embryos je ein Hirnbläschen. Mit fortschreitender Entwicklung des Embryos vergrößern und differenzieren sich die Hirnbläschen. So bilden sich aus dem vordersten Bläschen die zwei Großhirnhälften.

Den Aufbau des Gehirns kann man im seitlichen Querschnitt besonders gut erkennen.

Gehirn Aufbau mit Beschriftung

Großhirn mit Balken
Das Großhirn nimmt den größten Anteil des Gehirns ein – circa 80 % des Gehirnvolumens. Wie schon beschrieben, besteht das Großhirn aus zwei Hälften (Hemisphären), welche durch den sogenannten Balken in der Mitte getrennt werden. Der Balken ist ein Strang aus Nervenfasern. Die äußerste Schicht des Großhirns ist die Großhirnrinde. Sie ist nur wenige Millimeter dick, jedoch der wichtigste Bestandteil des Großhirns. Hier sitzen die Zellkörper der Nervenzellen, auch als graue Substanz bezeichnet.
Aufgrund der starken Faltung und Furchung des Großhirns ist seine absolute Oberfläche enorm und nur so ist es möglich, 100 Milliarden Nervenzellen Platz zu geben.
Das Großhirn ist für die höheren Gehirnfunktionen wie Lernen, Denken und Verstehen zuständig. Es ist der entwicklungsgeschichtlich jüngste Teil des Gehirns.

Zwischenhirn
Das Zwischenhirn ist das oberste Regulationszentrum des vegetativen Nervensystems. Es überwacht somit alle lebenswichtigen Funktionen wie Atmung, Appetit- und Durstempfinden. Der wohl bekannteste Teil des Zwischenhirns ist der Hypothalamus mit der Hirnanhangsdrüse. Zusammen bilden sie das Steuerzentrum für die Tätigkeit der meisten Hormondrüsen.

Mittelhirn
Weiterhin besteht das Gehirn aus dem wesentlich kleineren Mittelhirn. Es verbindet das Zwischenhirn mit dem Kleinhirn. Zusammen mit dem verlängerten Rückenmark und der dazwischenliegenden Brücke bildet es den Hirnstamm. Eine wichtige Aufgabe des Mittelhirns ist die Steuerung des Schlafes.

Kleinhirn
Das Kleinhirn ist für alle motorischen Abläufe unseres Körpers (Koordination) verantwortlich. Es steuert insbesondere erlernte Bewegungsabläufe, wie beim Klavierspielen oder Tanzen.

Verlängertes Rückenmark
Das verlängerte Rückenmark wird auch als Nachhirn bezeichnet. Es ist ein Reflexzentrum und ist beispielsweise für Speichelfluss, Husten oder Erbrechen zuständig.

Zusammenfassung

Nun kennst du den Gehirn-Aufbau! In der folgenden Tabelle findest du als Zusammenfassung noch einmal alle Bestandteile des Gehirns und ihre wichtigsten Aufgaben.

Bestandteil Funktion
Großhirn ermöglicht Lernen, Denken
Zwischenhirn Verarbeitung von Empfindungen, Wahrnehmungen
Mittelhirn Schlafsteuerung
Kleinhirn Koordination
verlängertes Rückenmark Steuerung von Reflexen

Dieses Video

In diesem Video lernst du den Bau und die Funktion der Hirnhäute sowie die Gliederung des Gehirns kennen. Außerdem bekommst du einen Einblick in die Entwicklung des Gehirns während der Embryogenese. Zu dem Thema Aufbau des Gehirns stehen dir interaktive Übungsaufgaben und ein Arbeitsblatt zur Verfügung. Teste sogleich dein neu gewonnenes Wissen!

Transkript Bau des Gehirns

Hallo, da bin ich wieder, eure Sabine Blumental! Unser Gehirn spielt eine zentrale Rolle bei all unseren bewussten und auch unbewussten Wahrnehmungen und Handlungen. In diesem Video sehen wir uns deshalb den Aufbau unseres Gehirns mal etwas genauer an. Am Ende dieses Videos kennst du die Größe des Gehirns, seine Lage im Schädel, weißt etwas über die Schutzeinrichtungen und natürlich auch über die Gliederung des Gehirns. Damit du alles gut verstehst, wäre es vorteilhaft, wenn du dich schon mit Nervenzellen und Synapsen beschäftigt hättest. Hier siehst du den knöchernen Schädel eines Menschen. Er wird in der Regel in den Gesichts- und den Hirnschädel unterteilt. Wenn du genau hinschaust, dann fällt dir sicher auf, dass den größten Teil des Schädels der Hirnschädel ausmacht. Das kommt daher, dass in diesem Teil, gut geschützt von den Schädelknochen, unser empfindliches Gehirn liegt. Beim Erwachsenen wiegt es im Durchschnitt 1400 Gramm und enthält etwa 15 Milliarden Nervenzellen. Da unser Gehirn wie gesagt sehr empfindlich ist, gibt es einige Schutzeinrichtungen, die dieses lebenswichtige Organ vor schädlichen äußeren Einflüssen schützen. Den wichtigsten Schutz vor mechanischen Einwirkungen bieten natürlich die Schädelknochen. Ebenfalls Schutz vor mechanischen Einwirkungen, aber auch vor vielen Krankheitserregern, bieten die drei Hirnhäute. An dieser schematischen Darstellung kannst du sehen, dass unser Gehirn im Schädel stoßgedämpft gelagert ist. In diesem Ausschnitt von Schädel und Gehirn siehst du hier ganz außen die durchblutete Kopfhaut und direkt im Anschluss die Schädelknochen. Die nächste Schicht direkt unter den Schädelknochen bildet die harte Hirnhaut. Die nächste Schicht ist die Spinngewebshaut. Diese weißen Linien und Striche hier sollen die elastischen Fasern darstellen, mit denen die Spinngewebshaut an der harten Hirnhaut verankert ist. Die Spinngewebshaut sieht aus wie ein großporiger Schwamm und enthält in ihren Poren die Gehirnflüssigkeit, in der das Gehirn schwimmt. Die direkte Verbindung zwischen Gehirn und Spinngewebshaut bildet die weiche Hirnhaut, hier als rote Linie dargestellt. Direkt unter der weichen Hirnhaut befindet sich das Gehirn. Hier im Bild dargestellt mit der Hirnrinde, hier in Weiß. Die knöcherne Umhüllung, die Hirnhäute und die schwimmende Lagerung schützen unser Gehirn gleich mehrfach gegen Stöße, Schläge und Krankheitserreger. Trotzdem gibt es bestimmt Bakterien und Viren, die diese Barriere durchdringen können. Sie dringen in die Hirnhäute ein und verursachen dort eine Hirnhautentzündung. Die Ausscheidungsprodukte solcher Krankheitserreger sind für das Gehirn eine große Gefahr. Sie kann sogar tödlich sein. Wenn du Kopfschmerzen hast, dann ist dafür nicht dein Gehirn, sondern die Hirnhäute verantwortlich. Wie ist nun unser Gehirn im Einzelnen aufgebaut? Während der pränatalen, also der vorgeburtlichen Entwicklung, ist die Gliederung unseres Gehirns besonders gut zu erkennen. So besteht die Gehirnanlage im zweiten Schwangerschaftsmonat zunächst aus drei Hirnbläschen, die hier durch verschiedene Farben gekennzeichnet sind. Du erkennst das Vorderhirn, das Mittelhirn und das Hinterhirn. Etwas später entstehen durch nochmalige Teilung der Bläschen für das Mittel- und Hinterhirn schließlich insgesamt fünf Hirnbläschen. Und aus jedem dieser Hirnbläschen entwickelt sich eine der fünf Gehirnabschnitte, die übrigens alle Wirbeltiere besitzen. In der weiteren Embryonalentwicklung stülpt das vorderste Bläschen zwei Seitenbläschen aus. Die Embryonalentwicklung geht weiter und die beiden Seitenbläschen des Vorderhirns vergrößern sich nun sehr stark. Sie bilden Falten und werden zum Großhirn. Die anderen Bläschen entwickeln sich zu Zwischenhirn, Mittelhirn, Kleinhirn und verlängertem Mark, oder auch Nachhirn. Zwischen Mittelhirn und verlängertem Mark kannst du die Brücke erkennen. Mittelhirn, Brücke und verlängertes Mark bilden zusammen den Hirnstamm. Zwischen den beiden Seitenbläschen entwickelt sich der Balken. Das ist ein Strang aus Nervenfasern, der die Teile des Großhirns miteinander verbindet. Auch im seitlichen Schnitt durch ein voll ausgewickeltes Gehirn kann man die fünf Abschnitte unseres Gehirns gut erkennen. Der mächtigste Abschnitt unseres Gehirns ist das Großhirn. Es nimmt circa 80% des Gehirnvolumens ein. Das Großhirn ist in zwei Hälften geteilt. Diese Hälften sind über den Balken, einem sehr dicken Nervenstrang, miteinander verbunden. Weil das Großhirn eben so groß ist, überdeckt es die anderen Gehirnabschnitte. Die äußere Schicht des Großhirns heißt Großhirnrinde. Das ist eine zwei bis vier Millimeter dicke Schicht, die eine Fläche von mehr als zwanzig Quadratdezimetern hat. Nun fragst du dich vielleicht „Mh, zwanzig Quadratdezimeter. Wie groß ist das überhaupt?“. Zeichnen wir dazu doch mal ein Rechteck. Und zwar ein Rechteck, das fünfzig Zentimeter lang ist und vierzig Zentimeter breit. Aus dem Mathematikunterricht weißt du, wie man die Fläche eines solchen Rechtecks berechnet. Genau, Länge mal Breite. Du musst also vierzig Zentimeter mit fünfzig Zentimetern multiplizieren und erhältst zweitausend Quadratzentimeter. Und das sind genau zwanzig Quadratdezimeter. Nun hast du eine ungefähre Vorstellung von der Größe unserer Großhirnrinde. Tja, das ist doch ganz schön groß, was? Und nun ist auch klar, warum die Großhirnrinde so stark gefaltet ist. Anders würde sie nämlich gar nicht in unseren Schädel passen. Die große Fläche ist jedoch nötig, um den etwa 15 Milliarden Nervenzellen Platz zu geben, aus denen die Großhirnrinde aufgebaut ist. Hier in grün dargestellt siehst du den Balken. Er verbindet die beiden Großhirnhälften. Der Balken ist ein sehr dicker Strang von langen Nervenfasern. Viel kleinere Teile unseres Gehirns sind das Zwischenhirn und das Kleinhirn. Am Übergang zum Rückenmark befindet sich das Mittelhirn und das verlängerte Mark. Diese beiden Teile werden von der Brücke verbunden. Alle drei Teile zusammen bilden den Hirnstamm. Und zum Schluss gibt es wie immer eine kurze Zusammenfassung: Du hast heute gelernt, dass unser Gehirn ein sehr empfindliches Organ ist. Schädelknochen und drei Hirnhäute als Schutzeinrichtungen schützen es vor äußeren Einflüssen. Unser Gehirn ist in fünf Abschnitte gegliedert: das Großhirn mit dem Balken als Verbindung zwischen den Großhirnhälften, das Zwischenhirn, das Kleinhirn, das Mittelhirn und das verlängerte Rückenmark. Das Mittelhirn und das verlängerte Rückenmark bilden mit der dazwischenliegenden Brücke zusammen den Hirnstamm. Das Gehirn eines Erwachsenen ist im Durchschnitt 1400 Gramm schwer und enthält etwa 15 Milliarden Nervenzellen. So, das war's mal wieder. Tschüss, bis zum nächsten Mal!

12 Kommentare

12 Kommentare
  1. Auch ich bin über die 15 Milliarden Nervenzellen gestolpert, wie bereits Sebastian vor mehr als einem Jahr. Schade, dass der Fehler noch nicht behoben wurde.

    Von S. Fehrensen, vor 3 Monaten
  2. Danke schön die Informationen Haben mir sehr weiter geholfen
    verstehe aber nicht warum da steht 9 Klasse ich bin in der 7 Klasse und wir haben das Thema aber der in halt war sehr gut

    Von Yogisana, vor 6 Monaten
  3. Hallo Sebastian O.,
    der Fehler wurde vermerkt und wird baldmöglichst korrigiert. Vielen Dank für den Hinweis!
    Liebe Grüße aus der Redaktion

    Von Tatjana Elbing, vor fast 2 Jahren
  4. Warum erzählt Mann in diesem Video dass das Gehirn 15 Milliarden Nervenzellen hat??? Jeder weiß doch dass es 86 Milliarden Nervenzellen besitzt? Warum werden hier Videos mit falschen Informationen rein getan? Wenn Mann schon dafür Geld bezahlt sollte Mann hier in diesen Videos auch was lernen oder nicht?

    Von Sebastian O., vor fast 2 Jahren
  5. Sehr schön! Danke :)

    Von Eva A., vor mehr als 3 Jahren
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Bau des Gehirns Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Bau des Gehirns kannst du es wiederholen und üben.
  • Stelle dar, was du über das Gehirn weißt.

    Tipps

    In der Regel wird der Schädel in zwei Teile unterteilt.

    Lösung

    Das Gehirn wiegt in etwa 1400 g, also 1,4 kg. Es besteht aus 5 Abschnitten. Dabei macht das Großhirn etwa 80 % des Gesamtvolumens aus.
    Der Hirnstamm besteht aus dem Mittelhirn, der Brücke und dem verlängerten Mark. Die Brücke stellt die Verbindung zwischen Mittelhirn und verlängertem Mark dar.
    Der Schädel, in dem das Gehirn liegt, wird in Gesichtsschädel und Hirnschädel unterteilt.
    Der Balken, welcher die beiden Großhirnhälften verbindet, ist ein dicker Strang aus Nervenfasern.

  • Nenne die Schichten, durch die das Gehirn geschützt wird.

    Tipps

    Die zweite Schutzschicht kannst du dir brechen, wenn du auf den Kopf fällst.

    Lösung

    Zur Sicherheit des Gehirns wird dieses von mehreren Schichten geschützt.
    Von Außen nach Innen sind dies:

    • die durchblutete Kopfhaut
    • der Schädelknochen
    • die harte Hirnhaut
    • die Spinngewebshaut mit der Gehirnflüssigkeit
    • die weiche Hirnhaut
    • die Hirnrinde

  • Fasse zusammen, was du über die Abschnitte des Gehirns weißt.

    Tipps

    Der Hirnstamm besteht aus drei Teilen.

    Lösung

    Der Hirnstamm besteht aus dem Mittelhirn, der Brücke und dem verlängerten Mark. Er ist für die Steuerung essentieller Lebensfunktionen zuständig wie zum Beispiel die Atmung oder das Herz-Kreislaufsystem. Außerdem stellt er die Schnittstelle zum Rückenmark dar.
    Das Großhirn hingegen besteht aus zwei Großhirnhälften, welche über den Balken miteinander verbunden sind. Es stellt dem größten Teil des Gehirns dar und ist für Reizaufnahme und -verarbeitung zuständig. Außerdem ist es das Zentrum für viele Denkprozesse wie logisches Denken, Rechnen und Sprache. Das Großhirn entsteht bei der pränatalen Entwicklung aus dem Vorderhirnbläschen.
    Das Zwischenhirn spielt eine wichtige Rolle bei der Produktion und Regulation von Hormonen.
    Das Kleinhirn hat einen bedeutenden Anteil bei der Verarbeitung und Koordination von Bewegungsabläufen.

  • Leite aus der Relation von Gehirnmasse zur Körpermasse eine wichtige Erkenntnis ab.

    Tipps

    Die physikalische Masse bezeichnet, wie schwer etwas ist. In der Umgangssprache nutzt man das Gewicht als Synonym.

    Die Masse des Gehirns hängt mit der Körpermasse zusammen.

    In den ersten Monaten nach der Geburt verdoppelt sich die Masse des Gehirns.

    Lösung

    Das Gehirn eines Neugeborenen wiegt in etwa 400 g. In den ersten Monaten nach der Geburt verdoppelt sich dessen Masse und erreicht bis zu 800 g. Als Erwachsener hat der Mensch schließlich eine absolute Gehirnmasse von rund 1100 - 1600 g.
    Das Gehirn einer Frau wiegt durchschnittlich über 100 g weniger als das eines Mannes. Allerdings sind Frauen auch oft kleiner, weniger muskulös und somit leichter als Männer. Bezogen auf die Körpergröße besitzen Frauen und Männer kaum einen Unterschied bei der Masse ihres Hirns. Man sollte also niemals von der absoluten Hirnmasse auf die Intelligenz schließen, sondern die Gehirnmasse immer in Relation zur Körpermasse sehen (relative Gehirnmasse).
    Ein 74 000 kg schwerer Blauwal hat eine Hirnmasse von etwa 7 kg. Setzt man nun seine Hirnmasse in Beziehung mit seiner Körpermasse so fallen auf ein 1 kg Körpermasse nicht einmal 0,1 g Hirngewebe. Dies entspräche bei einem Menschen mit 70 kg Körpermasse, einer Gehirnmasse von nur 7 g.

  • Skizziere die Bedeutung der aufgeführten Begriffe.

    Tipps

    Pränatal“ bedeutet „vor der Geburt“.

    Lösung

    Die Spinngewebshaut ist ein großporiger Schwamm mit der Gehirnflüssigkeit.
    Sie ist durch elastische Fasern an der harten Hirnhaut befestigt.
    Die weiche Hirnhaut stellt die direkte Verbindung zwischen Gehirn und Spinngewebshaut dar.
    Die harte Hirnhaut liegt also nicht direkt auf der weichen Hirnhaut.
    Der Hirnstamm besteht aus drei Teilen, dem Mittelhirn, dem verlängerten Mark und dem Balken.
    Der Balken verbindet dabei die zwei Großhirnhälften miteinander.
    Bei der pränatalen, also vorgeburtlichen, Entwicklung entstehen aus den Hirnbläschen die späteren Gehirnabschnitte.

  • Beschreibe die pränatale Gehirnentwicklung.

    Tipps

    Das Rautenhirn ist eine andere Bezeichnung für das Hinterhirn.

    Das Vorderhirn bildet zwei Gehirnabschnitte aus.

    Die Amygdala dient der emotionalen Bewertung von Reizen und unmittelbaren motorischen Reaktion.

    Der Hypothalamus reguliert unter anderem die Körpertemperatur.

    Lösung

    Bei der pränatalen Entwicklung besteht das Gehirn anfangs noch aus drei Hirnbläschen. Diese werden als Vorderhirn, Mittelhirn und Rautenhirn (Hinterhirn) bezeichnet. Aus den drei Hirnbläschen entwickeln sich zunächst fünf Hirnbläschen. Aus diesen entstehen wiederum die fertigen 5 Gehirnabschnitte.
    Dabei entwickeln sich aus den Vorderhirnbläschen nach Ausbildung von Seitenbläschen die beiden Großhirnhälften, als auch das Zwischenhirn.
    Aus dem Mittelhirnbläschen entsteht wie der Name schon sagt, das Mittelhirn.
    Aus dem Hinterhirn, oft auch als Rautenhirn bezeichnet, entwickeln sich die Brücke mit dem Kleinhirn und das verlängerte Mark, auch als Nachhirn bezeichnet.
    Die Amygdala und der Hypothalamus sitzen im Endhirn, welches ein Synonym für das Großhirn ist.

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