Funktionsweise des menschlichen Gehirns

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Bestandteile des menschlichen Gehirns

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Kortex

Der Kortex (auch Neo-Kortex) = Großhirn, Sitz der Logik, des Verstandes, der motorischen Assoziationsfelder und der Projektionsfelder. Es ist das Zentrum aller Sinnesempfindungen .

Hypothalamus

Der Hypothalamus ist Teil des limbischen Systems, welches sich aus Hypothalamus, Thalamus, Hippocampus und Amygdala zusammensetzt (Sitz der Gefühle, Emotionen), des Zwischenhirns. Er ist das höchste Zentrum des autonomen (vegetativen) Nervensystems. Hier vollzieht sich die Koordination und Intergration aller vegetativen Körperfunktionen sowie des Hormonhaushaltes (Kohlehydratstoffwechsel, Wasser- und Salzhaushalt, Wärmegleichgewicht und Sexualfunktionen). Weiterhin befinden sich im Hypothalamus die Zentren der motivationalen Bekräftigung wie zum Bsp. Hunger oder Sexualität. Indirekt werden über die Kerne der Medula auch Herzschlag und Atmung beeinflußt. Dem gesamten limbischen System kommt ein großer Teil der vegetativen Steuerfunktionen zu. Zwei Anhänge des Hypothalamus nach oben die Zirbeldrüse und nach unten die Hypophyse (endogene Drüsen) steuern zum Bsp. Wachstum, Geschlechtsreife und Blutdruck (siehe unten) in wechselseitiger Zusammenarbeit mit dem Zwischenhirn.

Hypophyse

Kommt aus dem griechischen (Wuchs, Bildung), auch genannt Hirnanhangdrüse. Sie ist etwa bohnengroß und eine endogene (innen) Drüse. Die Hypophyse ist direkt mit dem Hypothalamus verbunden und stellt eine funktionelle Einheit dar. Diese Einheit ist die zentrale Nahtstelle / Schaltstelle zwischen den neuronalen und hormonellen Regelprozessen. Die Hypophyse ist zweigeteilt in den Hypophysen Vorder- und Hinterlappen. Sechs bedeutsame Hormone ( Wachstumshormon / STH, follikelstimulierende Hormon / FHS, luteinisierendes Hormon / LH, Prolaktin / HPr, Thyrotropin / TSH und das Adrenokorticotropin / ACTH) werden von Vorderlappen zwei bedeutsame (Oxitocin und Vasopressin gebildet im Hypothalamus) vom Hinterlappen gespeichert und abgegeben. Diese Tätigkeit selbst wird vom Hypothalamus gesteuert. Die Freisetzung der Hormone wirkt wiederrum auf Freisetzung anderer Hormone und regen die Funktion peripher Drüsen ( z.B. Milchdrüse) an. Auch der Zyklus der Frau, (Östrogene, Progesteron,) der Testes des Mannes (Testosteron) wird hierüber gesteuert. Thalamus = Teil des limbischen Systems (Sitz der Gefühle, Emotionen) Kommt aus dem griechischen und bedeutet Gemach, Höhle. Er ist das dorsorsale Kerngebiet des Zwischenhirns. In ihm sammeln sich alle sensorische Bahnen wo sie das letzte mal vor den Projektionsfeldern der Großhirnrinde umgeschaltet werden, emotional eingefärbt werden. ehe sie dann im Großhirn zum Erlebnis (Ärger, Wärme, etc) werden. Aber auch die elektrische Aktivität des Großhirns und damit die Aufmerksamkeits- und Wachheitsfunktionen werden vom Thalamus gesteuert.

Kleinhirn

Dient der Koordination aller Bewegungen und Aufrechterhaltung des statischen Gleichgewichts mit Hilfe der Informationen von statischen Organ. (Ohr) Brücke, Mittelhirn, Nachhirn und Medula oblongata (verlängertes Mark) leiten zum Rückenmark über und bilden den Hirnstamm. Die Medula ist dabei für ständig wiederkehrende Prozesse wie Herzschlag und Atmung verantwortlich. Das Nachhirn hat die Aufgabe, wie ein Wächter für das Gehirn zu fungieren. Es aktiviert den Kortex damit der neue Reize aufnehmen kann und hält diesen sogar des Nachts wach. Die Brücke stellt die Verbindung das und hat mit Träumen und Aufwachen aus dem Schlaf zu tun.

Rückenmark

Teil des zentralen Nervensystems

Präfrontaler Kortex

Er beinhaltet den Frontallappen, der sich wiederum in den linken und rechten unterteilt. Verantwortlich sind beide für kognitive Aktivitäten wie Planung, Entscheidungsfindung, Zielsetzung und Verbindung von Gegenwart und Zukunft durch planvolles und zweckmäßiges Handeln. Er steht über die Dopaminbahnen im enger Kommunikation mit dem limbischen System. Schädigungen am präfrontalen Kortex können verheerende psychische Auswirkungen haben. Nucleus accumbens = Teil des limbischen Systems. Schaltstelle im Belohnungssystem, Dopaminsystem. Spielt eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung jeglicher Süchte.

Hippocampus

Teile des Hippocampus zählen mit zum limbischen System. Kommt aus dem griechisch-lateinischem (Hippo) Pferd. Fabeltier, Seepferdchen. Er erstreckt sich von de Innenseite des Schläfenlappens bis in das Unterhorn des Seitenventrikels und kann somit unter anderem als Teil der neocorticalen Assoziationsrinde aufgefaßt werden. Er ist allerdings zugleich und entscheidender Teil des limbischen Systems. Hier spielt er eine zentrale Rolle bei der Gedächtniskonsolidierung. Speziell ist er verantwortlich für die Umcodierung und Übertragung von Informationen aus dem Kurzzeit- in das Langzeitgedächtnis und das Behalten räumlicher Orientierungen. Er steht in sehr enger Verbindung zwischen Gedächtnis, Streßbewältigung (eine erhörte längerfristige Freisetzung von Glukocortikoiden führt zur Zerstörung hippcampaler Neuronen), Alter und Schlaf da der Hippocampus bei voller Funktion einen bremsenden Einfluß auf die Ausschüttung des Corticotropin Releasing Hormons (CRH) (Stereßfreigabehormon des Hyphotalamus, gibt dann (ACTH), hat und dieser folglich im Alter bei fehlendem Tiefschlaf weniger gebremst wird. Dies hat zur Folge weniger Schlaf und unruhiger Schlaf.

Amygdala

Sie ist der entscheidende Wächter bei der Kontrolle der Emotionen und hat entscheidenden Einfluß auf das emotionale Gedächtnis. Wird auch als Mandelkern bezeichnet.

Das limbische System als Sitz der Gefühle

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Gleichgültig ob uns Sinneswahrnehmungen, Verhaltensweisen, Erlebnisse oder Drogen Glücksgefühle vermitteln ohne die neuronalen Belohnungssysteme in unserem Gehirn läuft nichts. Deren Existenz entdeckten bereits 1954 die amerikanischen Neurowissenschaftlerjames Olds und Peter Milner.

Sie setzten eine kleine Elektroden in das Gehirn von Ratten, welches sie darüber elektrisch reizten. Den Tieren war die Stimulation so angenehm, dass sie sich ständig an den Orten aufhielten, an denen die Wissenschaftler die Stimulation üblicherweise einschalteten. Sie lernten sehr schnell, einen Hebel zu drücken, um sich ihr Glücks- Stimulationen selbst zu verabreichen. Schon bald fanden die Ratten heraus das je öfters sie den Schalter drücken sie mehr und mehr der Portion Glück bekommen.

Das Suchtgedächtnis war gefunden.

Die Wissenschaftler gingen allerdings noch zwei Schritte weiter. Zum einen legten sie ein Gitter, welches mit Strom geladen war, zwischen Ratte und ihrem Glücksknopf zum auslösen der Stimulation. Jede normale Ratte verweigerte, egal was man ihr anbot, den Weg über das Gitter, denn die Stromstösse durch das Gitter waren aüsserst schmerzhaft. Nicht so die Ratte mit der Elektrode im Belohnungssystem. Sie nahm ohne weiteres die Tortour der schmerzhaften Stromstösse, die durch das Gitter beim hinüberlaufen ausgelöst worden, in Kauf um an ihren geliebten Schalter zu kommen und sich die erforderliche Portion Glück zu verabreichen.

Im dritten Schritt gingen die Wissenschaftler noch ein Stück weiter und pflanzten eine solche Elektrode einer weiblichen Versuchsperson in das Belohnungszentrum ein. Natürlich mit ihrem Einverständnis. Diese Patientin war schwerst depressiv und wurde mehr oder weniger von den Ärzten aufgegeben. Zumindest war ihr in üblicher Weise nicht zu helfen. Welch Wunder, bereits bei der ersten Reizung fing die Patientin an zu lachen. Doch ähnlich wie die Ratten verlangten nun auch die Patientin eine immer häufigere und längere Reizung und wurde aggressiv sobald sie diese nicht bekam.

Im wesentlichen besteht das Belohnungssystem aus drei Elementen. (siehe Grafik)

  • dem so genannten Nucleus accumbens, einem Teil des für Emotionen zuständigen limbischen Systems,
  • dem ventralen tegmentalen Areal im Mittelhirn sowie
  • den hinter der Stirn liegenden (präfrontalen) Regionen der Großhirnrinde.

Der Nucleus accumbens

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Der Nukleus accumbens ist Teil des limbischen Systems und spielt bei der Emotionsverarbeitung eine Schlüsselrolle. Man könnte ihn auch als zentrale Schaltstelle des Belohnungssystems bezeichnen. Er enthält Nervenzellen, die den Überträgerstoff Dopamin zur Signalübermittlung verwenden. Diese Substanz ist vor allem dafür verantwortlich, dass man immer wieder Situationen anstrebt, die Glücksgefühle hervorrufen. Damit stellt Dopamin eine Art chemischen Hauptschalter des Begehrens und ein wichtiges Element bei der Entstehung von Sucht dar:

Suchtstoffe wie Kokain setzen im Belohnungssystem vermehrt Dopamin frei.

Das Dopamidensystem erhält alledings Schützenhilfe von anderen Botenstoffen, den körpereigenen Opioiden und den Cannabinoiden. Sowohl Opiatdrogen wie Opium oder Morphium als auch körpereigene Opioide wie etwa Endorphine binden im Nucleus accumbens an so genannte Opiatrezeptoren. In der Großhirnrinde vermitteln Opioide Genussgefühle bis hin zum Rausch. Untersuchungen an Bungee-Springern ergaben, dass das Glücksgefühl während und unmittelbar nach dem Sprung mit einem 200fachen Anstieg von Beta-Endorphinen einhergeht. Auch Suchtstoffe wie Kokain beeinflussen die körpereigenen Opioide. Die Drogen führen über die zusätzliche Dopaminfreisetzung in einem zweiten Schritt zu mehr Endorphinen im Belohnungssystem.

Das körpereigene Cannabinoidsystem wurde erst vor wenigen Jahren entdeckt. Cannabinoide sind die wirksamen Substanzen (THC) im Haschisch und Marihuana. Sie docken an spezifische Rezeptormoleküle an und führen so zur vermehrten Freisetzung von Dopamin im Belohnungssystem. Wie die Opiatrezeptoren binden auch die Cannabinoidrezeptoren körpereigene Substanzen. Es handelt sich dabei um so genannte Anandamide, das sind ungesättigte Fettsäuren, die aus den Zellmembranen der Neuronen freigesetzt werden. Erst kürzlich entdeckten Giovanni Marsicano und Beat Lutz vom Max-Planck-Institut für Psychiatrie in München, dass diese Stoffe beim Vergessen von traumatischen Erlebnissen eine entscheidende Rolle spielen.

Insofern ist es nicht verwunderlich das zum Bsp. in Holland Traumatherapien mit unterstützendem THC-Konsum durchgeführt werden. Wie die verschiedenen Neurotransmittersysteme im zentralen Nervensystem allerdings ineinander greifen und Glücksgefühle hervorrufen, ist jedoch noch weitgehend unbekannt.

Sucht, egal welche führt also zu Gewöhnung und im Umkehrschluss zu Entzugserscheinungen. Dies ist nicht nur deutlich zu sehen bei der Einnahme von chemischen Drogen, sondern auch in einer Borderline-Beziehung. Und hier nicht nur beim Partner sondern auch bei der Borderlinepersönlichkeit selbst. Es besteht kein Unterschied, dem dem Belohnungssystem ist es egal welche Droge es verpasst bekommt, zu Einnahme von chemischen Drogen.

Nach der Einnahme chemischer Drogen ist das Glück meist nur von kurzer Dauer. Kaum lässt die Wirkung der Substanz nach, sinkt die Stimmung rapide. Der Konsument fühlt sich dann niedergeschlagen, tieftraurig, erleidet seelische Schmerzen was zum erneuten Griff zur Droge führt. Bei langjährigem Drogenmissbrauch stumpfen jedoch die neuronalen Schaltkreise des Belohnungssystems mehr und mehr ab, so das immer höhere Dosen genommen werden müssen um die gewünschten euphorische Wirkung erzielen.

Irgendwann dient die Drogeneinnahme nur noch dazu, die oft schweren physischen, wie auch psychischen Entzugssymptome zu vermeiden.

Gleiches gilt bezogen auf die Borderline-Beziehung. Irgendwann ist der Partner an dem Punkt das er versucht diese "Droge", genannt Borderliner, die ihn tötet, sich einzuverleiben um den quälenden psychischen (die auch körperlich wahrgenommen werden) Schmerzen zu entgehen.

Das neuronale Netzwerk, seine Neuronen und Synapsen

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Was passiert nun, wenn wir uns erinnern, zum Beispiel an das Gesicht des Ex-Partners?

Ein spezielles Gesicht entspricht im Gehirn einer ganz bestimmten Kombination vieler Nervenzellen, einer Netzwerkstruktur, die, allein durch ein Signal (Trigger), das heißt jemand der ähnlich geht, riecht, aussieht, welches nicht bewußt aufgenommen werden muß, gemeinsam feuern. Hier ein Ausschnitt als Beispiel. Dieses Ausschnitt im Netzwerk nun feuert nun in erhöhtem Maße und löst eine ganze Kaskade von Empfindungen, Bildern und Reaktionen aus. Warum das so ist, ist ziemlich einfach zu erklären. Dieses Netzwerk, welches jetzt feuert, ist mit bestimmten Empfindungen, welche im limbischen System abgespeichert sind, gekoppelt. Weiterhin in den Projektionsfeldern des Großhirns usw. Nachdem nun dieser Abschnitt gefeuert hat werden über das limbische System Hormone und weiterer Neurotransmitter aktiviert die dann über den Symphatikus und Parasymphatikus körperliche Reaktionen aktivieren. (Schwitzen, Angst, Zittern, erhöhte Herzfrequenz, etc.).

Durch die gemeinsame elektrische Aktivität entsteht ein Muster im Gehirn, das den Expartner repräsentiert. So gibt es für alle Objekte, Zahlen, Gesichter Sachverhalte ein spezielles Muster von Nervenzellen, die gemeinsam aktiv sind.

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Eine biologische Nervenzelle besteht aus dem eigentlichen Zellkörper (Soma), den Dendriten, das sind kurze Leitungen (um 0.4 mm), über die Reize in die Nervenzelle gelangen können, dem Axon, das ist die Leitung (mm-Bruchteil bis mehrere Meter lang), über die Zellaktivität an andere Zellen weitergeleitet wird, und schließlich den Synapsen, das sind die Kontaktstellen zwischen Axonen und Dendriten bzw. Soma. Da Dendriten und Axon stark verästeln, entstehen die hohen Verbindungszahlen biologischer Nervensysteme. Wird das Soma über einen gewissen Schwellwert hinaus über die Dendriten angeregt, so erzeugt die Zelle einen kurzzeitigen elektrischen Impuls (Spike), der vom Axon an andere Zellen übertragen wird. Da die biologische Information nicht in der Amplitude der Spikes sondern in deren Frequenz codiert ist, können diese Spikes ohne weiteren Verstärkungsmechanismus auf alle Verzweigungen des Axons weitergeleitet werden. Die Synapsen sind chemische Kontakte, die auf einen Spike mit der Ausschüttung gewisser Ionen (Neurotransmitter) reagieren, die dann wiederum Potentialänderungen (und damit Spikes) in den Dendriten erzeugen. Die neue Spikefrequenz ist dann in Abhängigkeit von der Stärke des Kontaktes (Synapsengewicht) proportional zur ankommenden Spikefrequenz. Dabei können die Spikes zur Anregung des Somas beitragen (exzitatorische Synapsen) oder im Gegenteil hemmend wirken (inhibitorische Synapsen).

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An diesem Bsp. sehen Sie stärkere Dendriten und Axone und weniger stärkere. Wie dargestellt heißt die Verbindung zwischen beiden Neuronen Synapse (siehe unten). Jeder Dendrit, jedes Endköpfchen ist auf etwas bestimmtes programmiert. Einfach ausgedrückt ist es wohl kaum so, daß Sie an Ihren Expartner denken wenn Sie einen Elefanten sehen, es sei den er wackelt genauso mit den Ohren. Im Zusammenspiel gewisser Neuronen ergibt sich also das Bild und die Reaktion. Wie einfach Ihr neuronales Netzwerk zu überlisten ist möchte ich Ihnen an folgendem Bsp. verdeutlichen. Schließen Sie die Augen, natürlich erst nachdem Sie gelesen haben, sagen Sie 10x laut vor sich hin " Ich denke jetzt nicht an ein großes Tier mit langem Rüssel und großen sich bewegenden Ohren" Öffnen Sie die Augen. Was haben sie gesehen? Eine Maus? Ihren Expartner? Nein!! Einen Elefanten. Dies weil Neuronennetzwerke angesprochen wurden die nicht auf Maus, oder Expartner programmiert sind, sondern auf das Bild des Elefanten. Das gleiche Spiel kann man natürlich auch rückwärts machen. Hier liegt übrigens auch der Haken das Sie nur sehen können was Sie zulassen, bzw. was Ihnen Ihr Gehirn vorgibt. Da es in diesen Seiten hauptsächlich um 3 Störungsgruppen geht nehmen wir dieses Bsp. zur Hand. Wenn Sie also einem Trigger in die Arme laufen und Ihre neuronalen Netzwerke anfangen zu feuern, kann es bis zu 4 Sekunden dauern, (unter Umständen Minuten, da Ihr Großhirn erst einmal blockiert wird vom limbischen System, da biochemische Reaktionen ausgelöst werden) bis Ihr Großhirn mal durchgerechnet hat das es nicht Ihr Expartner ist. Nun verhält sich dieser Vorgang nicht nur bei Ihnen so sondern eben auch zum Bsp. bei der Borderlinepersönlichkeit, bzw. Borderline-Störung. Ihre Netzwerke werden durch Trigger genauso aktiviert und so reicht eine Situation aus um seine Kindheit, Vergangenheit, wieder aufleben zu lassen. Weiterhin ist dies der Grund warum Sie nach einer Borderline-Beziehung mehr oder weniger geschädigt sind und es Ihnen so schwer fällt Gewesenes zu vergessen. Kleinste Auslöser reichen aus um Ihre neuronalen, auf Borderline programmierten, Netzwerke feuern zu lassen.

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Im nachfolgendem Bild sehen Sie die Verbindung zweier Neuronen den sogenannten Synapsen. Die Verbindung ist nicht statisch. Übertragen werden Signale von einem Neuron zum anderen mit Hilfe von sogenannten Neurotransmittern zum Bsp. Acetylcholin, Serotonin, Dopamin, Adrenalin, Noradrenalin, etc. Diese werden von den synaptischen Bläschen in den synaptischen Spalt ausgeschüttet und vom nachfolgenden Neuron über das subsynaptische / postsynaptische Membran aufgenommen. Sie docken dort an entsprechende Rezeptoren an und lösen wiederum eine elektrisch Aktivität aus.

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Nicht benötigte Transmitter werden vom ausschüttendem Endköpfchen wieder aufgenommen um für die nächste Aktivität zur Verfügung zu stehen. Im unteren Bild Acetylcholin. Drogen, wie zum Bsp. Ecstasy (biochemische Wirkung,Kokain, Heroin etc. setzen nun vermehrt gewisse Transmitter, wie Serotonin, Dopamin, Noradrenalin in den synaptischen Spalt frei und erzeugen so eine erhöhte Aktivität nachgeschalteter Neuronen und Netzwerke, zum Bsp. im Belohnungsystem (limbisches System) was wiederum Glücksgefühlen entspricht (synaptischer Lernvorgang). Dieser synaptische Lernvorgang ist entscheidend bei der Entstehung jeglicher Sücht, denn der "Stoff" muß vermehrt zugeführt werden um die erforderliche Ausschüttung im synaptischen Spalt zu erreichen. Irgendwann verlernen allerdings die Synapsen (Endköpfchen) ohne ein gewisses Hilfsmittel, sei es Droge oder Verhaltensweise, die entsprechende Menge an Transmittern zu Verfügung zu stellen. Gleiches passiert aber auch in Ihrem Gehirn wenn die Borderlinepersönlichkeit die Beziehung nach Trennung wieder aufnimmt. Dies ist die Droge die Ihnen verpaßt wird. Das Wechselspiel zwischen "Ihnen geht es gut versus Ihnen geht es schlecht" ist ein neuronaler biochemischer Wechselvorgang der nur solange gehen kann bis Ihnen die Synapsen im wahrsten Sinne des Wortes durchknallen. (Psychose, Depression, Suizid). Sogenannte Serotonin-wieder-aufnahme-Hemmer (SSRI), MAO-Hemmer (Monoaminoxidase), NSRI und anderer greifen in den synaptischen Spalt ein und verzögern die Wiederaufnahme gewisser Transmitter (Serotonin, Noradrenalin, Dopamin). Diese stehen somit länger zur Verfügung und wirken so zum Bsp. der Depression entgegen.

Synaptischer spalt.gif Synapse3.jpg

Siehe auch

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