Читать книгу Gehirn Und Pandemie: Eine Aktuelle Betrachtungsweise - Juan Moisés De La Serna Tuya - Страница 9

Um sich dem Thema Gehirn zu nähern, muss man verstehen, aus welchen Teilen es sich zusammensetzt und wie es funktioniert. Daher muss als Erstes darauf hingewiesen und erklärt werden, dass es Begriffe gibt, die umgangssprachlich ähnlich verwendet werden, anatomisch aber nicht, so dass wir gewöhnlich undifferenziert vom Kopf, vom Gehirn oder vom Enzephalon sprechen, was für jedes andere Gebiet angemessen und richtig ist, aber innerhalb der Neurowissenschaften muss man sie unterscheiden. Das Gehirn ist unterteilt in Hirnstamm, Kleinhirn, Zwischenhirn und Großhirn, die zusammen mit dem Rückenmark das zentrale Nervensystem bilden. Das periphere Nervensystem wird von den Nerven gebildet, die dem Hirnstamm entspringen.

Der Hirnstamm besteht aus drei Teilen: dem Rückenmark (wo Funktionen wie Atmung, Gefäßdurchmesser und Herzschlag reguliert werden; zusätzlich zu Schluckauf, Husten und Erbrechen); Pons (welche an der Regulierung der Atmung beteiligt ist); und dem Mittelhirn (welches die Substantia nigra enthält und an der Regulierung der Muskelaktivität beteiligt ist). Zehn Nervenpaare oder Hirnnerven treten aus dem Rumpf aus und innervieren Strukturen im Kopf. Die retikuläre Formation ihrerseits gewährleistet Aufmerksamkeit und Wachsamkeit.

Das Kleinhirn ist für die fein- und grobmotorische Koordination sowie für die Beteiligung an Körperhaltung, Gleichgewicht und Muskeltonus verantwortlich.

Das Zwischenhirn wird in Thalamus (verantwortlich für die Integration von Information, Bewusstsein, Lernen, emotionaler Kontrolle und Gedächtnis) und Hypothalamus (reguliert Verhalten und Emotionen, Körpertemperatur, Durst und Hunger, zirkadiane Zyklen und Bewusstseinszustände, Sekretion der hypophysären Hormone und das autonome Nervensystem) unterteilt.

Im Gehirn werden neben vielen anderen kognitive Funktionen, bewusste Entscheidungen, relationales Lernen oder Sprache entwickelt.

Was die Entwicklung der Lokalisierung von Funktionen betrifft, so ist die Hirnaktivität bei Kindern weniger lokalisiert, während sie bei Erwachsenen zwischen den beiden Hemisphären verteilt ist, da die Erfahrung nach und nach die Bereiche und Schaltkreise spezialisiert, die für die Verarbeitung bestimmter Arten von Informationen oder für die Ausführung bestimmter Funktionen bestimmt sind.

Die Bereiche, die mit den Empfindungen zu tun haben, sind die ersten, die reifen, gefolgt von denen der Bewegungskontrolle und schließlich der Planung und Koordination des Systems.

Ausgehend von den “sichtbaren” Strukturen entstand im 19. Jahrhundert eine Bewegung, die sogenannte Phrenologie, die versuchte, die Wölbungen auf dem Schädel mit bestimmten Persönlichkeitsmerkmalen, in Verbindung zu bringen.

In ähnlicher Weise führte die Geschichte des Lokalisationismus zu der Idee, dass die Größe des Kopfes mit dieser Funktion in Verbindung gebracht wurde, wobei man verstand, dass die Kapazität umso größer ist, je größer das Schädelvolumen ist. Eine Theorie, mit der sich auch die vergleichende Psychologie befasste, ein Zweig, der sich der Analyse der Ähnlichkeiten und Unterschiede von Menschen mit anderen lebenden Spezies widmet.

So wurde verstanden, dass diejenigen Arten mit einem größeren Schädel besser vorbereitet und an ihre Umgebung angepasst sein sollten, u.a. aufgrund einer Erleichterung der Aufmerksamkeits-, Wahrnehmungs- oder mnemischen Prozesse.

Dies schien sich dem äußeren Anschein nach zu bestätigen, und zwar aufgrund der Evolution der Knochenreste der Vorfahren des Menschen, die eindeutig auf eine Vergrößerung des Schädels, vom Australopithecus bis zum Homo Sapiens, bei der sogenannten Enzephalisierung hindeuteten. (Cofran, 2019).

Extrapoliert man diese Vision auf die Tierwelt, so hat sich herausgestellt, dass die Spezies mit einem grösseren Schädel als der Mensch über grössere Kapazitäten oder Fähigkeiten verfügen sollte, wie dies bei Tieren wie dem Elefanten der Fall ist, der als das Landsäugetier gilt, das unter Berücksichtigung des Enzephalisierungskoeffizienten über das grösste Gehirn verfügt (@errezam, 2020) (sieheAbbildung 5).

Abbildung 5 Tweet Enzephalisierungs-Koeffizient

Eine Theorie, die teilweise validiert wurde, dank neuer nicht-invasiver Techniken, die von den Neurowissenschaften eingesetzt werden, unter anderem durch die Aufzeichnung der elektrischen Aktivität des Gehirns, durch Bilder mit Diffusionstensor oder durch funktionelle Magnetresonanz.

So wurde beobachtet, dass die Bedeutung nicht so sehr in der Grösse des Schädels oder des Gehirns liegt, sondern in der Dichte der Hirnrinde, die auch als graue Substanz bezeichnet wird, d.h. je grösser die Anzahl der Hirnneuronen, desto grösser die Intelligenz, was durch die Anwendung der Voxel-basierten Morphometrie Technik bewiesen wird (Frangou, Chitins, & Williams, 2004).

In dieser Untersuchung wurde die Beziehung zwischen der Dichte der grauen Substanz und der intellektuellen Kapazität bei Jugendlichen analysiert, wobei eine signifikante positive Korrelation im orbitofrontalen Kortex, im cingulären Kortex, dem Kleinhirn und dem Thalamus gefunden wurde, während im Nucleus caudatus eine negative Korrelation gefunden wurde.

Nachdem die verschiedenen Teile des menschlichen Gehirns vorgestellt worden sind, muss geklärt werden, dass all dies zum so genannten Nervensystem gehört, dessen Entwicklung im Mutterleib beginnt und das zum Zeitpunkt der Geburt noch nicht vollständig ausgebildet ist und Jahre benötigt, um das Erwachsenenstadium zu erreichen.

Zu unterscheiden ist auch der umgangssprachlich verwendete Begriff für den Kopf, der sich auf den Gehirnbehälter beziehen würde, d.h. er wird durch die Schädelknochen und durch die im Liquor schwimmenden Hirnhäute (Dura mater, Arachnoidea und Pia mater) geschützt:

die graue Substanz (Großhirnrinde), die von Neuronalkörpern und Dendriten gebildet wird und in der die Integration von Information und höheren kognitiven Funktionen stattfindet, und die die Form von Kernen, Cortex und retikulärer Formation annimmt.

die weiße Substanz, die von myelinischen Nervenfasern gebildet wird, die verschiedene neuronale Bereiche miteinander verbinden und dabei die Form von Bahnen, Faszikeln und Kommissuren annehmen.

die Kerne, im Inneren der weißen Substanz.

Anatomisch gesehen wird die Großhirnrinde durch die zentrale Furche geteilt, so dass auf der einen Seite die rechte und auf der anderen Seite die linke Hemisphäre übrig bleibt, und unter beiden befindet sich das Zwischenhirn, d.h. die inneren Strukturen (Thalamus, Subthalamus, Hypothalamus, metatalischer Epithalamus und dritter Ventrikel), die mit dem Hirnstamm (Mittelhirn, Pons und Rückenmark) verbunden sind. Die Hemisphären können in vier Lappen unterteilt werden, den Frontal-, Parietal-, Temporal- und Okzipitallappen.

Der Frontallappen, der sich im vorderen Teil des Gehirns befindet, ist der Ort, an dem “alle” Informationen empfangen werden. Von dort aus werden die Informationen verarbeitet und beantwortet, und er ist mit exekutiven Funktionen verbunden, d.h. mit der Fähigkeit, Informationen zu organisieren, Entscheidungen zu treffen und diese zu überwachen.

Der Parietallappen, der sich hinter dem Frontallappen, über dem Temporallappen und vor dem Okzipitallappen befindet, ist das Zentrum der Sinnesinformation, spielt eine herausragende Rolle in der Sprache, und seine Verletzung kann Sprach- und Bewegungsschwierigkeiten verursachen.

Der Temporallappen, der sich unter dem Okzipitallappen befindet, ist an Sprachprozessen beteiligt, die mit der auditorischen Verarbeitung zusammenhängen, und nimmt auch an den Prozessen der Konsolidierung des Langzeitgedächtnisses teil.

Der Hinterhauptslappen, der sich im hinteren Teil des Gehirns befindet, ist der Ort, an dem sich das visuelle Verarbeitungszentrum befindet, wo alle vom Sehen wahrgenommenen Informationen über die Sehnerven ankommen, die für die Unterscheidung von geschriebenen mathematischen Symbolen wesentlich sind.

Hinsichtlich der Lokalisierung von Aspekten wie Aufmerksamkeit, Sprache oder Gedächtnis ist anzumerken, dass an jedem von ihnen unterschiedliche Strukturen beteiligt sind, wobei die Verletzung eines der Lappen den vollständigen oder teilweisen Verlust dieser Funktion verursacht.

Damit wurde die lokalisationistische Theorie, die jahrzehntelang das Studium der Neurowissenschaften bestimmte (Arias, 2018), endgültig aufgegeben. Diese Theorie versuchte, jeder Hirnregion eine bestimmte psychologische Funktion zuzuordnen, so dass die Verletzung des Gehirns die Person daran hinderte, diese Funktion auszuüben.

Inzwischen ist bekannt, dass es eine gewisse örtliche Spezialisierung gibt, aber wenn die Regionen, die “traditionell” eine solche Verarbeitung vornehmen, aus welchen Gründen auch immer, nicht richtig funktionieren, werden diese Funktionen in der Regel von den annektierten Regionen übernommen. Man kann also sagen, dass die kognitiven Funktionen im Gehirn verteilt sind, und obwohl es spezialisierte Zentren für die Verarbeitung bestimmter Informationen gibt, ob auditiv, visuell, propriozeptiv … alle Funktionen werden später verteilt, um die Gedächtnisspuren zu bilden.

Nachdem die Strukturen und Funktionen des Gehirns kommentiert wurden, ist darauf hinzuweisen, dass diese Wissenschaft vor der technologischen Entwicklung, die den heutigen Wissensstand ermöglicht hat, und unter Berücksichtigung der damaligen Einschränkungen mit der Untersuchung postmortaler Fälle begann, bei denen die geschädigten sichtbaren Strukturen von Menschen, die im Laufe ihres Lebens irgendeine Art von kognitiven oder verhaltensbedingten Mängeln oder Problemen aufwiesen, analysiert wurden.

So ist einer der bekanntesten Fälle in der Geschichte der Fall von Phineas Gage (Damasio, 2018), der einen Arbeitsunfall in der Mine erlitt, bei dem ihm eine Stange, mit der er arbeitete, den Schädel durchbohrte. Von da an änderte sich sein Verhalten, er war sprunghaft, unberechenbar und sogar rücksichtslos (@Neuro100cias, 2018) (siehe Abbildung 6).

Abbildung 6 Tweet über Phineas Gage

Die postmortale Studie erlaubte es uns, die betroffenen Bereiche, insbesondere den linken Frontallappen, zu erforschen, was es uns ermöglichte, die ersten Hypothesen über die Rolle des Frontallappens bei der Impulskontrolle, dem Urteilsvermögen sowie seiner Beteiligung an Aufgaben der Planung, Koordination, Ausführung und verhaltensbezogene Überwachung aufzustellen.

Gegenwärtig erlauben uns die Fortschritte in der Technik, die Arbeit des Gehirns bei bestimmten Funktionen in Echtzeit zu beobachten, was es ermöglicht hat, nicht nur die beteiligten Hirnareale, sondern auch die Kommunikationswege zwischen kortikalen und subkortikalen Bereichen bestimmter Prozesse zu kennen, unabhängig davon, ob sie eher physiologischer oder kognitiver Art sind, angewandt auf das Gebiet der Medizin, erlaubt es uns, das Gehirn der Patienten mit dem “normalen” Gehirn zu vergleichen und so festzustellen, wo das “Problem” jeweils liegt, was besonders zum Zeitpunkt der Operation wichtig ist, wenn andere Behandlungen nicht die erwartete Wirksamkeit zur Lösung des “Problems” zeigen.

Heutzutage werden wissenschaftliche Erkenntnisse mit Techniken wie der funktionellen Magnetresonanz oder dem Elektroenzephalogramm gewonnen, d.h. mit nicht-invasiven Techniken, die über das, was im Kopf passiert, informieren, ohne dass man den Kopf “öffnen” oder auf die postmortale Analyse “warten” muss.