Question to the brain
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Warum sitzt das Gehirn im Kopf?
Published: 02.07.2016
Ich denke, dass unser Gehirn nicht im Fuß sitzen kann. Aber warum sitzt es eigentlich in unserem Kopf?
The editor's reply is:
Prof. Stefanie Kürten, Leiterin AG Neuroimmunologie am Institut für Anatomie und Zellbiologie der Universität Würzburg: Diese Lokalisation ist das sinnvolle Ergebnis der Evolution. Der Kopf ist der einzige Hohlraum im Körper, der von Knochen umgrenzt ist. Damit hat das Gehirn eine Schädelkapsel, die Schädelkalotte. In erster Linie dient sie dem Schutz dieses Organs.
Aber damit nicht genug: Auch wegen der unmittelbaren Nähe zu den wichtigsten Sinnesorganen wie Augen, Ohren und Nase, die für Schutz und Fluchtvorbereitung relevant sind, sitzt das Hirn im Schädel – und nicht etwa an den Füßen. Damit sind die kürzesten Leitungswege vom Nervengewebe auf engem Raum gesichert: Unsere Sinnesorgane sind mit dem Denkorgan verschaltet, damit dem Menschen Eindrücke bewusst werden können.
Das Auge muss oben sitzen, damit wir überhaupt eine Übersicht haben, was außen passiert. Der Nervus opticus ist hier für die Reizweiterleitung zuständig. Dieser führt zum Cortex, wo die neuronalen Bahnen weiterverschaltet werden. Diese Bahn ist im Gegensatz zur Strecke Kopf-Fuß nur wenige Zentimeter lang. Das gleiche gilt auch für die Hörbahn: Es gibt einen kleinen Hörnerv, den man innen an der Schädelbasis findet. Der Weg dahin ist auch sehr kurz. Diese beiden Sinneswahrnehmungen sind heute übrigens am höchsten ausgeprägt: Wir verlassen uns mehr auf Augen und Ohren als auf unseren Geruchssinn, wie das früher der Fall war.
Grundsätzlich ist eine Nervenzelle aus einem Zellkörper und einem Axon aufgebaut, der deren Leitgeschwindigkeit hauptsächlich ausmacht. Das klappt natürlich auch, wenn die Augen im Fuß wären, aber das Problem ist die Geschwindigkeit: Bei Sinnesorganen muss die Bewegungsleitung extrem schnell ablaufen, damit wir sofort reagieren können. Die Bahnen vom Organ bis zum Gehirn müssen also kurz sein.
Für die Motorik sieht das ein wenig anders aus: Die schnellsten Fasern, die teilweise unsere Bewegungsreflexe koordinieren, leiten mit einer Geschwindigkeit von etwa 120 Meter pro Sekunde. Der Beginn der Motorik sitzt im Cortex, also oben im Hirn, und führt bis zur kleinen Zehe. Hier sind Axome teilweise über einen Meter lang. Bis ich die Bewegung ausführe, vergehen einige Millisekunden – was noch relativ schnell ist. Für die evolutionär bedingten, primitiven Schutzreflexe ist das aber immer noch zu langsam.
Ein weiterer Vorteil vom Gehirn im Kopf: Die kurzen Bahnen sind dort weniger anfällig für Schädigungen. Säße es im Fuß, könnten bei Unfällen beispielsweise Nerven entlang der Wirbelsäule verletzt werden, was dann zum Verlust von Informationen führen würde.
Letztlich ist der Kopf durch seine Gelenke sehr gut beweglich. Sie können das selbst einmal testen: Bewegen Sie Ihren Kopf in alle Richtungen und wiederholen Sie die gleiche Übung mit Ihrem Fuß. Sie stellen fest: Der Kopf ist beweglicher als der Fuß. Dadurch hat der Mensch die Umgebung besser im Blick und kann zügiger auf Gefahren reagieren.
Aufgezeichnet von Martina Gauder
Auge
Augapfel/Bulbus oculi/eye bulb
Das Auge ist das Sinnesorgan zur Wahrnehmung von Lichtreizen – von elektromagnetischer Strahlung eines bestimmten Frequenzbereiches. Das für den Menschen sichtbare Licht liegt im Bereich zwischen 380 und 780 Nanometer.
Hörbahn
Hörbahn/-/auditory pathway
Als Hörbahn werden die Nervenfasern bezeichnet, die die akustische Information vom Innenohr zum primären auditorischen Cortex leiten. Beim Menschen besteht die Hörbahn aus fünf Schaltstellen: Spiralganglion, den Hörkernen im Hirnstamm, dem Colliculus inferior, dem Corpus geniculatum mediale des Thalamus und dem primären auditorischen Cortex.
Auge
Augapfel/Bulbus oculi/eye bulb
Das Auge ist das Sinnesorgan zur Wahrnehmung von Lichtreizen – von elektromagnetischer Strahlung eines bestimmten Frequenzbereiches. Das für den Menschen sichtbare Licht liegt im Bereich zwischen 380 und 780 Nanometer.
Neuron
Neuron/-/neuron
Das Neuron ist eine Zelle des Körpers, die auf Signalübertragung spezialisiert ist. Sie wird charakterisiert durch den Empfang und die Weiterleitung elektrischer oder chemischer Signale.
Soma
Soma/-/cell body
Der Zellkörper, auch Soma genannt, ist das Stoffwechselzentrum der Zelle. Er trägt neben den Zellorganellen – zum Beispiel die Mitochondrien – auch den Zellkern mit den Erbanlagen. Vom Zellkörper gehen die Dendriten und das Axon (langer faserartiger Fortsatz von Nervenzellen) ab.
Axon
Axon/-/axon
Das Axon ist der Fortsatz der Nervenzelle, der für die Weiterleitung eines Nervenimpulses zur nächsten Zelle zuständig ist. Ein Axon kann sich vielfach verzweigen, und so eine Vielzahl nachgeschalteter Nervenzellen erreichen. Seine Länge kann mehr als einen Meter betragen. Das Axon endet in einer oder mehreren Synapse(n).