Gehirn

Wie wirkt Alkohol im Gehirn?
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VERÖFFENTLICHT AM 04.10.2020 |

Wie wirkt Alkohol im Gehirn?

Die chemische Substanz, die für die Wirkung alkoholischer Getränke verantwortlich ist, ist Ethanol. Es wird nach dem Verzehr zügig ins Blut aufgenommen und verteilt sich schnell im gesamten Körper. Dabei kann es ungehindert die sogenannte Blut-Hirn-Schranke durchqueren. Dabei handelt es sich um eine Art Sicherheitsvorrichtung, die dafür sorgt, dass Schadstoffe oder Keime nicht so schnell ins Hirn gelangen.

Im Gehirn angekommen stört das Ethanol relativ unspezifisch die normalen Abläufe und bringt die Biochemie aus dem Gleichgewicht. Interessanterweise scheinen die Zellen des Kleinhirns besonders empfindlich auf Ethanol zu reagieren. Das Kleinhirn ist zuständig für die Koordination von Bewegung und automatisierte Bewegungsabläufe, wie gehen, sprechen oder Fahrrad fahren. Störungen in der Funktion des Kleinhirns führen somit nicht nur zu schlechter Koordination beim Laufen und Reden sondern auch zu Problemen mit der Feinjustierung der Augenmuskulatur.

In der Tat treten Störungen der Sehkraft zumeist als erstes auf und sind für die Fahruntüchtigkeit auch schon bei geringen Mengen Alkohol verantwortlich. Da die Sicht nicht mehr koordiniert auf „scharf“ gestellt werden kann, kompensiert das Gehirn die eingeschränkte Wahrnehmung durch einen Tunnelblick, bei dem nur noch Informationen aus dem Zentrum der Wahrnehmung verarbeitet werden.

Das Ausmaß der Störungen durch Ethanol im Gehirn ist dosisabhängig. Das heißt, je mehr Alkohol im Gehirn ankommt, desto mehr Regionen sind von Störungen betroffen und desto schwerwiegender sind die Koordinationsstörungen. Aber sie sind nicht das einzige Merkmal eines Alkoholrausches.

Neben dem Kleinhirn wirkt Ethanol auch im Belohnungssystem des Gehirns sehr stark und löst dort zunächst eine Ausschüttung von Glückshormonen (Endorphinen) aus. Dadurch wirkt Alkohol enthemmend, schmerzlindernd und macht albern und fröhlich. Dabei kann es schnell zu Selbstüberschätzungen kommen. In der Wirkung von Ethanol auf das Belohnungssystem liegt die Grundlage für das hohe Suchtpotential von Alkohol und für seine gesellschaftliche Akzeptanz.

Mit steigendem Alkoholpegel werden allerdings immer mehr hemmende Systeme im Gehirn aktiviert, wodurch die fröhliche und enthemmte Stimmung kippt und einer Müdigkeit weicht. Diese Hemmung wird mit weiter steigendem Alkoholpegel lebensbedrohlich und kann schließlich zu einem Kreislaufkollaps und Atemstillstand führen.
Wie entsteht im Gehirn die Persönlichkeit?
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VERÖFFENTLICHT AM 04.10.2020 |

Wie entsteht im Gehirn die Persönlichkeit?

Die Persönlichkeit eines Menschen ist komplex und immer einzigartig. Sie hängt ab von angeborenen Charaktereigenschaften, individuellen Erfahrungen und der Sicht auf sich selbst und die Welt. Dabei liegt sie allerdings viel weniger im Bereich der willentlichen Steuerung, als es den meisten Menschen lieb wäre.

Besonders ein Bereich des Gehirns spielt eine entscheidende Rolle in der Ausprägung von Persönlichkeit und Charakter: Der präfrontale Cortex. Das ist der Bereich des Großhirns, der direkt hinter der Stirn liegt. Er wird umgangssprachlich oft als „Sitz des Gewissens“ bezeichnet und zeichnet sich tatsächlich dadurch aus, dass hier Prozesse stattfinden, die quasi einen Abgleich der eigenen Wünsche mit Regeln oder gesellschaftlichen Werten vollführen. Hier werden Wahrnehmung, Gedächtnisinhalte, Emotionen und das Faktenwissen um Regeln miteinander abgeglichen, um Handlungsstrategien zu entwickeln und nach persönlicher Sichtweise passend auf eine bestimmte Situation zu reagieren. Der Präfrontale Cortex reift während Kindheit und Jugend sehr langsam und ist als letztes Hirnareal mit etwa 21 Jahren voll entwickelt. Deswegen werden zum Beispiel vor Gericht Heranwachsende anders für ihre Taten verantwortlich gemacht als ältere Personen.

Sehr interessant sind die Folgen von Verletzungen in diesem Bereich des Gehirns. Ein berühmter Fall war der Unfall eines Eisenbahnarbeiters in den USA des 19. Jahrhunderts. Phineas Gage wurde am 13.9.1848 bei Sprengarbeiten durch eine ein Meter lange Metallstange verletzt, die sich durch seine Wange hoch in den Stirnlappen bohrte und oben wieder aus dem Kopf austrat. Trotz der massiven Verletzung konnte er innerhalb weniger Wochen genesen und war weder motorisch noch intellektuell eingeschränkt. Doch sein Charakter änderte sich drastisch. Der vormals ruhige und besonnene Mann wurde impulsiv und unzuverlässig. Er schien die Fähigkeit verloren zu haben, die Folgen seines Handelns zu sehen oder Regeln anzuerkennen. Heute ist diese Art von Verletzung als Frontalhirnsyndrom bekannt.

Auch viele psychologische Störungen, wie Probleme mit der Impulskontrolle, Depressionen oder Schizophrenie gehen oft mit Funktionsstörungen im präfrontalen Cortex einher.
Was macht Stress mit uns?
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VERÖFFENTLICHT AM 13.09.2020 |

Was macht Stress mit uns?

Stress ist zunächst eine natürliche Reaktion des Körpers auf eine Gefahrensituation bei der die Stresshormone Adrenalin und Cortisol ausgeschüttet werden. In einer solchen Situation wird der Herzschlag beschleunigt, die Bereitstellung von Zucker aktiviert, die Muskulatur vermehrt durchblutet und die Bronchien werden geweitet. Diese Veränderungen führen dazu, dass die körperlichen Leistungen in kürzester Zeit maximiert werden. Gleichzeitig steigert sich die Aktivität in bestimmten Bereichen des Gehirns, was dazu führt, dass die Aufmerksamkeit und Konzentrationsfähigkeit verbessert sind. Blitzschnell muss nun die richtige Handlungsstrategie abgewägt und ausgeführt werden. Wissenschaftler sprechen von einem Kampf-oder-Flucht-Verhalten. Unabhängig davon, für welche Variante sich letztlich entschieden wird, gilt es die Stresssituation schnell und unbeschadet zu überwinden. Wenn das geklappt hat, schüttet der Körper Glückshormone aus, die die Stresshormone neutralisieren und so eine Phase der Erholung einleiten. Der Herzschlag beruhigt sich, die Aufmerksamkeit ist weniger fokussiert, Muskeln und Geist entspannen.

Dieser kurze Stress, auch Eustress oder positiver Stress genannt, sichert seit Anbeginn der Menschheit das Überleben und hat keine negativen Folgen. In der heutigen Zeit sind jedoch viele Menschen von Dauerstress belastet. Die Stresssituation ist nicht mehr der kurz auftauchende Säbelzahntiger, sondern vielleicht der Job, Schule oder die Familie. Dabei handelt es sich um Stressfaktoren, die nicht so schnell überwunden werden, sondern erst einmal bleiben. Dieser negative Stress, auch Distress genannt, zeichnet sich dadurch aus, dass die Stresshormone dauerhaft auf einem hohen Level bleiben. Dabei wirken sie sich deutlich negativ aus und zwar umso mehr, je länger der Stress anhält.

Die Folgen:
* Gehirn → eher negative Wahrnehmung, Gedächtnisprobleme, gesteigerte Angst, Depression
* Muskulatur → Verkrampfungen, Nacken- und Kopfschmerzen
* Herz → erhöhtes Infarktrisiko
* Magen-Darm-Trakt → Magenschleimhaut- oder Darmentzündung
* Gehör → Dauerpfeifen (Tinitus)
* Blutzucker → erhöhtes Diabetesrisiko
* Auge → Erhöhung des Augeninnendrucks, grüner Star
Kurze Stresssituationen sind also vollkommen in Ordnung. Dauerstress, vor allen Dingen über Jahre, sollte unbedingt vermieden werden. Hier hilft es nur mutig zu sein und Dinge zu ändern, die permanent Stress verursachen.
Was passiert im Gehirn, wenn wir älter werden?
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VERÖFFENTLICHT AM 13.09.2020 |

Was passiert im Gehirn, wenn wir älter werden?

Im Laufe des Lebens sammeln sich im Körper unterschiedliche Schädigungen, die zu Verschleiß und Funktionsverlusten führen. Diese Schädigungen können von außen erfolgen, wie zum Beispiel durch UV-Strahlung, Umweltgifte oder Krankheitserreger, oder von innen, zum Beispiel durch oxidativen Stress oder häufige Zellteilung. Sie sind die Grundlage des Alterungsprozesses.

Der Körper hat unterschiedliche Strategien entwickelt, um gegen diesen Verfall vorzugehen. So kann sich Haut nach einem Sonnenbrand schnell neu bilden und erholen. Selbst Organe, wie die Leber, können Zellen austauschen und so Schädigungen zum Teil wieder rückgängig machen. Im Gehirn ist das allerdings nicht möglich.

Bis auf wenige Ausnahmen findet im Gehirn keine Bildung von neuen Nervenzellen statt. Das bedeutet, dass Zellen die durch Schädigung verloren gehen, nicht ersetzt werden. So kommt es dazu dass die Zahl an Nervenzellen im menschlichen Gehirn mit zunehmendem Alter immer mehr abnimmt, wodurch das Gehirn langsam aber stetig schrumpft. Die Folgen, die sich dann im Alter zeigen, sind eine Abnahme der Auffassungsgabe, schlechtere Sinneswahrnehmung, Störungen der Feinmotorik oder Probleme mit dem Gedächtnis.

Aber es gibt eine gute Nachricht: Das Gehirn ist zwar nicht in der Lage, Zellen zu ersetzten, doch kann der Zellverlust durch die bleibenden Nervenzellen sehr gut kompensiert werden. Dies wird dadurch erreicht, dass sie mit zusätzlichen Verbindungen komplexere Netzwerke bilden. Dafür ist es wichtig zu wissen, dass das Gehirn ähnlich wie ein Muskel arbeitet. Je mehr es genutzt wird, desto besser kann es neu vernetzen.

Damit Schädigungen des Gehirns, die ganz natürlich im Zuge des Alterungsprozesses auftreten, ausgeglichen werden können bedarf es eines aktiven Lebens. Interessiert bleiben, Leidenschaften haben, Lesen, Gespräche oder Sport sind nicht weniger wichtig wie eine gesunde Ernährung oder die Reduktion von Stress.

Die berühmte Nonnenstudie aus Kentucky konnte zeigen, dass die Gehirne von verstorbenen Nonnen klein und eingefallen waren, dennoch waren die Frauen zu Lebzeiten noch geistig fit und agil. Durch ihren aktiven Lebenswandel konnten sie den Zellverlust kompensieren.
Was passiert im Gehirn, wenn wir schlafen?
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VERÖFFENTLICHT AM 13.09.2020 |

Was passiert im Gehirn, wenn wir schlafen?

Im Schlaf durchläuft das Gehirn mehrere Schlafphasen, die sich durch eine charakteristische Hirnaktivität unterscheiden lassen. Diese kann mit Hilfe eines Elektroenzephalogramms (EEG) von außen über angeklebte Elektroden gemessen werden.

Direkt nach dem Einschlafen fällt der Mensch relativ zügig in eine tiefe Schlafphase, den sogenannten non-REM-Schlaf. In dieser Phase fährt der gesamte Körper auf Sparflamme. Die Körpertemperatur fällt, Herzschlag und Atmung sind verlangsamt und das Gehirn zeigt eine langsame und gleichförmige Aktivität, die sogenannten Deltawellen. Diese Schlafphase ist die Zeit der Regeneration und spielt nicht nur für das Gehirn eine wichtige Rolle, sondern zum Beispiel auch für das Immunsystem. In dieser Phase ist es am schwierigsten jemanden aufzuwecken.

Nach einiger Zeit steigt die Aktivität im Gehirn und der Körper durchläuft eine leichtere Schlafphase als Übergang zum REM-Schlaf. Der REM-Schlaf ist nach den charakteristischen schnellen Augenbewegungen benannt (rapid eye movement) und ist die Zeit der Träume. Abgesehen von den Augen ist die gesamte Körpermuskulatur in dieser Schlafphase erschlafft. Bewegung, die im Schlaf stattfindet, erfolgt somit immer außerhalb des REM-Schlafes. Die Blockade der Muskulatur ist ein Schutzmechanismus, da die sehr starke Hirnaktivität in dieser Phase ansonsten bewirken würde, dass wir uns viel zu sehr bewegen. In dieser Phase wird das Gehirn aufgeräumt, neue Verbindungen geknüpft oder alte gekappt. Ein Aufwachen ist hier sehr leicht und ist oft begleitet von detaillierten Erinnerungen an einen Traum oder eine plötzlichen Idee zur Lösung eines Problems.

Nach dem REM-Schlaf gleitet der Mensch langsam wieder in die Tiefschlafphase. So durchläuft er mehrmals pro Nacht alle Schlafphasen. Sie verlaufen jedoch nicht gleichmäßig. In der ersten Nachthälfte überwiegt der Tiefschlaf, in der zweiten der REM-Schlaf. Den Großteil des Schlafes verbringt er in der Übergangsphase dazwischen. Mit zunehmendem Alter findet weniger Tiefschlaf und mehr REM-Schlaf statt. Aus diesem Grunde wachen ältere Menschen in der Nacht deutlich öfter auf und sind am Tage müde.
Wie funktioniert das Gedächtnis?
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VERÖFFENTLICHT AM 13.09.2020 |

Wie funktioniert das Gedächtnis?

Das Gedächtnis basiert auf der Eigenschaft des Gehirns, in seinen kleinsten Strukturen sehr flexibel und anpassungsfähig zu sein. Auf diese Weise können jederzeit neue Erinnerungen gespeichert und alte wieder gelöscht werden. Das Geheimnis liegt in der Kommunikation zwischen den Nervenzellen.

Das menschliche Gehirn besteht aus ca. 100 Milliarden Nervenzellen, deren einzige Aufgabe darin besteht miteinander zu kommunizieren. Hierzu steht jede einzelne Nervenzelle wiederum in Kontakt mit bis zu 10.000 anderen Nervenzellen, so dass ein gigantisches Netzwerk aus miteinander kommunizierenden Zellen entsteht.

An den Kontaktstellen, den sogenannten Synapsen, werden Botenstoffe ausgeschüttet, die dafür sorgen, dass ein elektrisches Signal weitergeleitet wird. Dieses elektrische Signal verkörpert im Gehirn Aktivität. Dabei sind die Kontaktstellen alles andere als starr. Synapsen sind hochflexibel. Sie werden permanent neu gebildet und abgebaut. Werden sie genutzt, dann festigen sie sich. Werden sie nicht genutzt, dann sind sie schnell wieder Geschichte. Wissenschaftler nennen diese Eigenschaft der flexiblen Veränderung im Gehirn „Plastizität“. Sie ist der Ursprung unseres Gedächtnisses.

Wenn wir z.B. einkaufen gehen und dort eine uns fremde Kassiererin sehen, können wir uns für einen kurzen Moment ihr Gesicht merken. Im Gehirn verknüpfen sich Nervenzellen neu und merken sich eine Kombination aus Informationen, wie „Supermarktkasse“, „Frau“, „braune Haare“ oder ähnliches. Wird nun genau diese Kombination wieder aktiviert, z.B. wenn wir das nächste Mal einkaufen und diese Kassiererin treffen, dann erkennen wir sie nicht nur wieder, sondern die entsprechenden Verbindungen werden gefestigt. Dadurch festigt sich auch die Erinnerung und wir erkennen die Kassiererin immer besser, vielleicht sogar außerhalb des Supermarktes. Wenn wir allerdings die Kassiererin niemals wieder sehen, dann werden die neu entstandenen Synapsen nicht mehr gemeinsam verwendet. Sie verkümmern mit der Zeit und bilden sich schließlich ganz zurück. Wir haben die Frau vergessen.

Das Gedächtnis funktioniert somit ähnlich, wie ein Muskel. Durch stetes Training wird es besser. Im englischsprachigen Raum gibt es hierzu die Phrase „use it or lose it“.