"Das Gehirn und die Nervenzellen" Der Mensch gilt als das intelligenteste Lebewesen. Er unterscheidet sich von allen anderen Lebewesen in einem wesentlichen Merkmal, denn der Mensch kann schneller und auch effektiver lernen als jedes andere Lebewesen dieser Erde. Grund dafür ist, dass unser Gehirn speziell für das Lernen optimiert ist. Das Gehirn Das Gehirn lernt immer, ein Leben lang, denn es ist dafür ausgelegt neue Informationen aufzunehmen, zu verarbeiten und abzuspeichern. Die Informationen können dann auch wieder abgerufen werden. Wir können also nie nicht lernen. Der Lernvorgang ist mit ständigen Änderungen im Gehirn verbunden. Da der Prozess sehr aufwendig ist, verbraucht unser Gehirn ganze 20% der gesamten vom Körper produzierten ATP-Menge – und das alles bei gerade mal einem Gewicht von durchschnittlich 1,4kg (etwa 2% der Körpermasse). Dazu kommen 50% der Glucose im Blut. Ohne Sauerstoff läuft im Gehirn auch nichts. Schon eine unterbrochene Sauerstoffzufuhr von 3 Minuten kann bleibende Schäden hinterlassen. Die Nervenzellen machen das Gehirn aus. Das Gehirn besteht demnach aus unvorstellbar vielen Nervenzellen, die Neuronen genannt werden (vom griechischen „neuron“ = Nerv). Alleine im Großhirn befinden sich 20 Milliarden Neuronen, also 20.000.000.000. Wenn euch das schon viel vorkommt: im Kleinhirn sind es sogar 100 Milliarden. Ein einzelnes Neuron spielt schon eine wichtige Rolle bei Prozessen im Gehirn. Es ist aber auch Bestandteil eines riesigen Netzwerks, da jede Nervenzelle mit anderen Nervenzellen verbunden ist. Der Bau einer Nervenzelle Der Körper der Nervenzelle ist nach dem griechischen Wort für Körper benannt, nämlich Soma Vom Soma ausgehend gibt es viele verzweigte Fortsätze an der Oberfläche, die sogenannten Dendriten Diese sind nach dem griechischen „dendron“ benannt, was Baum bedeutet. Das kommt daher, weil die Fortsätze den Astgabeln eines Baumes gleichen. Die Dendriten haben die Aufgabe der Oberflächenvergrößerung für die Zelle, außerdem nehmen sie Informationen von anderen Neuronen oder Sinneszellen auf. Ein weiterer Bestandteil der Nervenzelle ist das Axon bzw. die Nervenfaser. Das ist ein besonders langer Fortsatz der Zelle, welcher vom Zellkörper wegführt. Das Axon übermittelt am Axonursprung (dem sogenannten Axonhügel) Impulse an nachfolgende Neuronen. Obwohl Axone so dünn sind, dass sie nur unter dem Mikroskop erkennbar sind, sind manche von ihnen sogar bis zu einem Meter lang. Am Ende des Axons verzweigt es sich. Bei Wirbeltieren, also auch beim Menschen, sind viele Axone von einer Lipidhülle umgeben, die sich Myelinscheide nennt. Diese Hülle kommt von den Gliazellen und lässt sich etwa mit einer Isolation aus Kunststoff bei Elektrokabeln gleichsetzen. Etwa alle 2 Millimeter unterbricht ein Schnürring diese Myelinscheide. Hier hat das Axon Kontakt zur Gewebeflüssigkeit. Nervenzellen mit einer solchen Myelinscheide können Signale etwa 50 mal schneller weiterleiten. Die sogenannten Endknöpfchen führen zur Membran des Soma oder zu den Dendriten der nachfolgenden Zellen, Neuronen, Muskelzellen und Drüsenzellen. Die kleinen Auswüchse auf der Membran der Dendriten sind vorhanden, damit die Nervenzelle mit den Endknöpfchen Kontakt aufnehmen kann. Noch ein Bestandteil der Nervenzellen sind die Synapsen Diese sind Kontaktstellen zwischen den verschiedenen Nervenzellen. An dieser Stelle werden die Informationen von Neuron zu Neuron übertragen. Damit das Neuron funktioniert, benötigt es kontrollierte Ionenbewegungen durch die Membran. Jedes Neuron hat daher noch Ionenkanäle und Ionenpumpen. Die Ionenpumpen arbeiten solange Energie zur Verfügung steht. Sie erzeugen eine ungleiche Ionenverteilung, welche wichtig für die elektrochemischen Vorgänge an der Nervenzelle ist. Die Ionenkanäle bestehen genau wie die Ionenpumpen als großen Proteinen. Diese verlaufen allerdings quer durch die Membran. Sie haben Poren, welche mit Wasser gefüllt sind. Dadurch können bestimmte Ionen je nach Konzentrationsgefälle hindurch.