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Entwicklung, Aufbau und Funktionsweise des menschlichen Gehirns und Konsequenzen für das Lernen

Inhaltsverzeichnis
Einleitung
Entwicklung des menschlichen Gehirns
Aufbau und Funktionen des menschlichen Gehirns
Allgemein
Die Knochen des Gehirnschädels
Das Großhirn
Das Kleinhirn
Das Zwischenhirn
Der Hirnstamm
Die Großhirnrinde
Das zentrale Nervensystem
Die Hirnhäute
Die Ventrikel
Die Hirnflüssigkeit
Blutkreislauf
Das limbische System
Lernkonsequenzen
Schlussfolgerung

1. Einleitung
Auf den folgenden Seiten werde ich mich mit dem menschlichen Gehirn beschäftigen. Als erstes werde ich die Entwicklung des Gehirns darstellen, und zwar vom Embryo bis zur Geburt und dann werde ich noch leicht auf die Entwicklung vom Kind bis ins hohe Alter eingehen. Dieses unterscheidet sich aber nicht mehr so stark von der Entwicklung im Mutterleib. Als nächstes werde ich den Aufbau des Gehirns erläutern und jeweils zu den verschiedenen Bereichen und Organteilen die Funktionen erklären. Dabei werde ich aber nur die wichtigsten Bereiche des Gehirns erläutern, da es unzählig viele Abschnitte gibt, die sonst den vorgegebenen Rahmen sprengen würden. Zum Teil lassen sich diese auch durch die wichtigen Abschnitte erschließen. Die Biologiebücher über das menschliche Gehirn sind nicht umsonst ein paar hundert Seiten dick, um jede kleine Einzelheit mit deren Bedeutung erklären zu können. Darauf folgen dann die Konsequenzen für das Lernen, was stark mit dem Gehirn und deren Funktionen zusammenhängt. Als letztes folgt dann noch die Schlussfolgerung, die ein zusammenfassendes Fazit und meine Bewertung beinhalten wird über das gewählte Thema.
Als Schwerpunkte habe ich mir soweit keinen bestimmten Punkt gewählt, da ich zu allen drei Bereichen viel Informationsmaterial gefunden habe und alles sehr wichtig ist und in einem gewissen Zusammenhang steht. Doch wenn ich sagen muss was ich persönlich am Wichtigsten finde sind es der Aufbau mit den Funktionsweisen und die Lernkonsequenzen, da die eigentliche Entwicklung bei mir soweit im Hauptansatz bereits ein paar Jahre vorbei ist und das jetzt und hier für mich entscheidender ist. Außerdem ist die Entwicklung eh die Basis für das weitere Lernen. Die Entwicklung ist damit eh ein Teil der im Groben auch mit dem Aufbau und deren Funktion zusammenhängt, was sie trotzdem nicht uninteressant machen soll, da wir ja alle auch mal älter werden, was auch eine Rolle spielen wird.
Das Thema habe ich mir deshalb ausgewählt, weil ich gerne etwas machen wollte, was mit dem menschlichen Verhalten zu tun hat, da es mich sehr interessiert. Nach einigen Diskussionen haben wir uns dann auf das Lernverhalten geeinigt. Um dies in einen biologischen Zusammenhang zu bringen, eignete sich das menschliche Gehirn am Besten, was dabei auch sehr entscheidend ist. Aber darauf gehe ich später ein.
2. Entwicklung des Menschlichen Gehirns
Das menschliche Gehirn erlebt eine starke Entwicklung vom Embryo bis zum erwachsenen Menschen. Anfangen tut alles schon unmittelbar nachdem das Spermium in die Eizelle eingedrungen ist. Die Zygote teilt sich des Öfteren und nach zwei Wochen stülpt sich der Haufen der vervielfältigten Zellen nach Innen. Hierbei dringen die Zellen von der äußeren Oberfläche der Kugel in das Innere der Kugel. Durch diese Bewegung werden die Gene in den Zellen aktiviert, welche später das Nervensystem bilden werden. Dieser Ballon verlängert sich und formt sich zu einem Neuralrohr. Das eine Ende bildet das Gehirn und das andere das Rückenmark. Die Zellteilung setzt sich nun fort und nach 8 Wochen sind die ersten drei Teile des Gehirns entwickelt. Die ersten Monate finden regelrechte Überproduktionen der Zellen statt. Die Zellen übernehmen verschiedene Aufgaben. Sie wandern zu einem bestimmten Ort und sie verknüpfen sich mit den benachbarten Neuronen (Nervenzellen). Wenn sie das letztere nicht machen, dann gehen sie zugrunde. Kleine eigenständige und entwickelte Kolonien greifen sich andere Neuronenverbände. Hierdurch entsteht eine riesige Anzahl von Neuronen und diese wandern zu den verschiedenen Gehirnregionen. Meistens zu der sich entwickelten Hirnrinde und manche auf Nebenwegen zu anderen Verbänden und haben dort die Tätigkeit als Botschafter zwischen den beiden Orten. Diese Wanderung ist ausschlaggebend für die Gehirnfunktion, d.h. ob sie gestört ist oder normal.
Ernährt werden die Neuronen während ihrer Reise von den Gliazellen (Neuroglia). Außerdem bilden sie ein Stützgerüst, welches als Schutz dient und an denen die Neuronen entlangwandern. Die Gliazellen haben unterschiedliche Aufgaben. Sie kontrollieren den Stoffwechsel, die Funktion der Neuronen und umhüllen die Axonen mit einer fetthaltigen Substanz und kontrollieren deren Informationsweiterleitung.
Die Neuronen und die Gliazellen sind die wichtigsten Zelltypen aus denen das Gehirn besteht. Im achten Schwangerschaftsmonat ist das Gehirn schon fast vollständig ausgebildet, aber es hat doppelt so viele Neuronen wie das Gehirn eines erwachsenen Menschen. Doch mit zunehmendem Alter werden die nicht benötigten Neuronen gekappt und sie sterben ab. Die anderen Neuronen, welche trainiert und benutzt werden, werden stärker und knüpfen weitere Verbindungen. Wenn die Neuronen an ihrem Bestimmungsort angekommen sind, dann wachsen dort Dendriten und Axonen, welche sich mit jeweils anderen Dendriten und Axonen verknüpfen. Zwischen ihnen bleiben kleine Zwischenräume frei. Diese nennt man den synaptischen Spalt. Durch das Hin- und Herschicken chemischer Botschaften (= Neurotransmitter), können die Axonen und Dendriten miteinander kommunizieren. Ein einziges Neuron kann mittels 100 000 Synapsen kommunizieren. Wo die Axonen Verbindungen aufnehmen, wird durch chemische Signale übermittelt und dies ist entscheidend für das Weiterbestehen der Neuronenverbindungen und dessen Überleben oder Tod. Aber es gibt nicht genug Nährstoffe für alle Axonen, aufgrund der hohen Neuronen-Überproduktion. Ein Teil der Axonen stirbt genauso wie die Neuronen, da nur eine begrenzte Anzahl an Platz vorhanden ist.
Für die Feinabstimmung der neuronalen Geflechte gibt es also zwei aufeinander folgende Kappungsprozesse. Den Verlust von ganzen Neuronen und den Verlust von Verästelungen und Synapsen. Doch dies ist nur ein Verlust der falschen und schwachen Verbindungen und Neuronen, was wichtig ist um eine korrekte Funktion des Gehirns zu erreichen.
Nach der Geburt eines Kindes wollen die Verknüpfungen Aufgaben zugewiesen werden. Dies geschieht durch zunehmende Anforderungen aus der Außenwelt. Zum Beispiel reden, einen Ball werfen oder sich an etwas erinnern. Durch die Anforderungen aus der Umwelt entstehen neue Verbindungen und Verästelungen. Ungenutzte Hirnzellen sterben ab. Dieses Vorgehen des Absterbens geschieht ein ganzes Leben lang immer und immer wieder. Die Zellen können sich im Alter nicht mehr regenerieren, im Gegensatz zu anderen Körperzellen. Der quantitative zelluläre Aufbau ist somit nach der frühkindlichen Zeit beendet. Die Entwicklung des menschlichen Gehirnnetzes ist also von der genetischen Ausstattung, der Umwelt, der Summe der Erfahrungen und der damit verbundenen Aktivität abhängig.
( Die Entwicklungsstadien des Fötalhirns
Das Gewicht des menschlichen Gehirns verhält sich so, dass es in den ersten embryonalen Monaten nur wenige Gramm beträgt, im dritten Monat 4g, im siebten Monat über 100g und nach der Geburt schon 300g. Dieses Gewicht verdoppelt sich in den ersten neun Lebensmonaten. Im Alter von fünf Jahren, kann das Gehirn schon das endgültige Gehirngewicht betragen, welches zwischen 1, 3kg und 1,4kg liegt.
Das menschliche Gehirn wird mit dem Alter immer wertvoller, da es Erfahrungen speichert. Im Hypothalamus befindet sich die sogenannte „biologische Uhr“. Dies wird dadurch begründet, dass die neurosekretischen Neuronen dieses Hirnabschnitts einem schnellen Verbrauch unterliegen und nicht erneuert werden können. Die Sinneszellen werden im Alter ebenfalls immer schwächer. Die Sehkraft oder das Hörvermögen lassen immer mehr nach. Hierbei handelt es sich um Degenerationserscheinungen, welche die Sinneszellen selbst betreffen oder deren zentralen Verbindungen. In Verbindung damit stehen aber auch Schädigungen aus der Umwelt, welche bei jedem Menschen unterschiedlich stark sind.
Das Gedächtnis ist ebenfalls betroffen durch den Alterungsprozess. Das Gedächtnis speichernde Material in den Nervenzellen ist verbraucht oder deren Herstellung ist erschöpft. Jedoch ist die Größe des Gedächtnisses eine Quantitätsfrage der Nervenzellen, die bei jedem Menschen verschieden ist. Besonders groß ist der Wunsch im zunehmenden Alter vorhanden, die Kontinuität seiner Lebenserinnerungen zu erhalten. Doch dies zwingt den Menschen mehr Kontinuität in den noch erhaltenen Nervenzellen zu finden, wodurch eine Speicherung neuer Informationen immer schwieriger wird.
Die Hirnforschung ist im Bezug auf die Entwicklung des Gehirns noch lange nicht abgeschlossen. Bei der Untersuchung des Alterungsprozesses werden gerne Hirnverletzungen oder Hirnerkrankungen als Erklärung herangezogen, aber ein wichtiger Fortschritt kann nur von der Neurochemie und von einer genauen elektronenmikroskopischen Untersuchung kommen, was hoffentlich in Zukunft gelingen wird.
3. Aufbau und Funktion des menschlichen Gehirns

Allgemein:
Das menschliche Gehirn wiegt in etwa 1400g. Die Größe des Gehirns hat nichts mit der Größe der Intelligenz zu tun. Die Hauptkomponente des Gehirns besteht aus 80% aus Wasser, der Rest besteht aus fettähnlichen Substanzen und Eiweißverbindungen. Die fettähnlichen Substanzen werden auch als Lipide bezeichnet und enthalten unter anderem auch Phosphor oder sind eng mit Kohlehydraten verbunden. Sie bilden die Hüllensubstanzen für die Nervenfasern und sind ein schnell leitendes Verbindungssystem im Großhirn und Rückenmark. So ermöglichen sie ein schnelles Arbeiten. In den Eiweißverbindungen liegen die Neuronen (Nervenzelle).

Die Knochen des Gehirnschädels:
Der Gehirnschädel ist aus vier Teilen zusammengesetzt. Der Temporalplatte (über den Ohren), der Ocipitalplatte (am Hinterkopf), der Parietalplatte (Oberkopf) und der Frontalplatte (über der Stirn). Diese zusammengesetzten Platten besitzen mehrere Öffnungen, durch welche die Arterien und Venen hindurch dringen.
Der Gehirnschädel schützt das Gehirn vor schweren Verletzungen.

Das Großhirn:
Das Großhirn besteht hauptsächlich aus den zwei Großhirnhälften, welche äußerlich durch eine Längsfurche geteilt sind. Diese Verbindung dient dem Informationsaustausch zwischen den beiden Hälften. Seine Oberfläche besteht aus Windungen, welche in verschiedene Lappen unterteilt sind (Frontal-, Parietal-, Temporal- und Okzipitallappen). Das Großhirn ist der am höchsten entwickelte Bereich im ganzen Gehirn und er beinhaltet vor allem das Denken und die Wahrnehmung. Die beiden Teile des Großhirns sind in der Lage unterschiedliche Funktionen wahrzunehmen.
Die linke Gehirnhälfte ist zuständig für: Sprache, Lesen, Rechnen, Zeit, digitales denken, Organisation, Logik, Planung, Details, Analyse, Regeln und Gedächtnis für Wörter und Sprache.
Die rechte Gehirnhälfte ist zuständig für: visuelles Denken, Intuition, Körpersprache, Emotionen, Zusammenhänge, Kunst-Tanz-Musik, Raumempfinden und Gedächtnis für Personen und Erlebnisse.
Im Zentrum dieser beiden Teile werden die Bewegungsmuster des Menschen gesteuert. Ein Flügel der Großhirnhälfte kontrolliert jeweils die Wahrnehmung und
Motorik der gegenüberliegenden Körperhälfte. Die Sehnerven z. B.
wechseln bei der Sehnervenkreuzung. Die Informationen aus der rechten
Gesichtshälfte werden in die linke Seite des Gehirns projiziert, und die
Informationen aus der linken Gesichtshälfte in die rechte Seite.
An den beiden unterschiedlichen Großhirnteilen kann man außerdem erkennen, welcher Mensch musikalisch ist und welcher im Rechnen gut veranlagt ist. Das kommt darauf an, welcher Großhirnteil aktiver ist. Menschen mit stärkerer Ausprägung in der rechten Hälfte haben ihre Schwerpunkte neben der Funktion der Wahrnehmung im intuitiven, fantasievollen, ganzheitlichen Denken. Sie werden stark angesprochen durch Formen, Muster und Farben, wobei eine Visualisierung wichtig ist.
Menschen mit Schwerpunkten in der linken Hälfte gehen meist sehr logisch und linear vor, können mit Symbolen sehr gut umgehen und grenzen Details und Fakten gerne ab. Sprache, wie das Reden und das Zuhören, benutzen sie sehr gerne, doch dabei sind sie sehr auf die Richtigkeit fixiert.
Das Kleinhirn: Es ist nur in etwa ein Zehntel des ganzen menschlichen Gehirns Das Kleinhirn dient der Aufrechterhaltung des Gleichgewichts, der Auswertung der Daten und koordiniert die gesamten Muskelbewegungen.

Zwischenhirn:
Das Zwischenhirn besteht aus 4 Teilen und zwar aus dem Thalamus, dem Hypothalamus, dem Subthalamus und dem Epithalamus. Der Thalamus ist etwa eigroß die zentrale Schaltstation der sensorischen und motorischen Funktionen und des vegetativen Nervensystems . Das heißt er nimmt zum Beispiel Signale auf, welche auf die Haut treffen und als schmerzlich empfunden werden über die verschalteten Neuronen.
Der Hypothalamus ist zusammen mit der Hypophyse die Zentrale des Hormonsystems und die Schaltstelle zu den anderen Gehirnzentren. Der Hypothalamus ist durch einen Stiel mit der Hypophyse verbunden, deren Hinterlappen eine Anschwellung dieses Stieles ist. In dem Stiel durchlaufen viele Faserbahnen, welche nervös-elektronische Impulse übertragen und Eiweißsubstanzen in Form von Neurosekreten bilden. Diese Doppelfunktion ist sehr bemerkenswert. Der Hypothalamus besteht aus vielen Gruppen kleinerer Nervenzellen. Diese regulieren die Körpertemperatur, Blutbeschaffenheit und den Wasserhaushalt durch Bestimmung der Harnmenge. Durch die Regulierung und Bestimmung des Flüssigkeithaushalts werden auch die Körperreaktionen reguliert. Zum Beispiel erhält bei einem Angegriffenen durch Steigung des Blutdrucks die Skelettmuskulatur mehr Blut und Zucker angeboten und damit wächst die Verteidigungskraft. Der Subthalamus kontrolliert den pH-Wert, die Temperatur und den Blutdruck. Die Epiphyse ist zuständig für die biologische Uhr.

Hirnstamm:
Der Hirnstamm wird aus dem verlängerten Rückenmark, der Brücke (Pons), dem Mittelhirn und dem Nachhirn gebildet. Das Mittelhirn enthält unter anderem die Funktion die Augen zu koordinieren. Das Nachhirn kontrolliert grundlegende Funktionen wie die Blutzirkulation, den Herzschlag oder die Lungenaktivität. Im verlängerten Rückenmark entspringen 12 paarige wichtige Gehirnnerven, mit verschiedenen Funktionen. Dazu zählen der Riechnerv, der Sehnerv, der Augenmuskelnerv, der Rollnerv, der Drillingsnerv (enthält den Augennerv, den Ober- und Unterkiefernerv), der seitliche Augenmuskelnerv, der Gesichtsnerv, der Hör- und Gleichgewichtsnerv, der Zungen-Schlund-Nerv, der Eingeweidenerv, der Beinnerv und der Zungenmuskelnerv.

Die Großhirnrinde:
Sie umschließt das komplette Großhirn und aufgrund der vielen Falten und Windungen ergibt sich eine Oberfläche von ca. 1,5m². Sie Rinde ist in etwa 3mm dick und enthält an die 14 Milliarden Zellkörper der Nervenzellen und 50*10hoch9 Gliazellen. Die Großhirnrinde besteht aus sechs verschiedenen Schichten, welche man als Ganzes als graue Substanz bezeichnet. Die sechs Schichten unterscheiden sich durch die in ihnen enthaltenen Formen der Nervenzellen. Nach innen schließt sich die Großhirnmark als weiße Substanz an und sie wird von den Fortsätzen der Nervenzellen gebildet.

Das zentrale Nervensystem:
Die Nervenzellen sind im Prinzip der wichtigste Baustein des menschlichen Gehirns. Aus ihnen entsteht ein komplexes neuronales Netzwerk, durch die Verbindungen und den Informationsaustausch. Da die Funktionsweise bereits im Teil der Entwicklung des menschlichen Gehirns erklärt wurde, folgen nun nur noch mal Erläuterungen der einzelnen Bestandteile des Nervensystems.
Neuronen: Dies sind Nervenzellen, in denen kleine Informationsdetails gespeichert werden. Sie bestehen aus einem Zellkörper und verschiedenen Fortsätzen wie dem Axon oder den Dendriten. Die Verknüpfung der Neuronen untereinander ( oder mit dem zugehörigen Organ erfolgt durch Synapsen. Neuronen senden oder erhalten Botschaften von anderen Neuronen. Manche Neuronen senden beständig Impulse aus, andere Neuronen reagieren erst, wenn sie mehr als 100 gleichzeitig eingehende Impulse erhalten. Die Nervenzelle selbst gleicht einem mit Salzlösung gefülltem Beutel, in dem ein großer Kern schwimmt. Um den Kern liegen gut organisierte Proteine und Lipoproteinmembrane und um diese liegen Mitochondrien. Das menschliche Gehirn enthält über 100 Milliarden Neuronen, die über 100 Billionen Verknüpfungen eingehen.
Dendriten: Die Dendriten sind kleine Bäumchen die an den Neuronen hängen. Hiermit nimmt das Neuron ankommende Impulse anderer Neuronen auf. Wenn ein Neuron verschiedene eingehende Signale über die Dendriten empfängt, gerät es in einen Erregungszustand und wird sich entscheiden (oder auch nicht), selbst einen elektrischen Impuls abzugeben, die es über sein Axon an andere Neuronen weiterleitet.
Axonen: Es ist der Fortsatz eines Neurons und wird auch Nervenfaser genannt. Axonen sind zur besseren elektrischen Isolation oft von einer Myelinscheide umgeben.
Synapsen: Über die chemischen Synapsen findet die komplexe Kommunikation der Neuronen statt. Von der sendenden Zelle werden bei Eintreffen eines Impulses Neutransmitter (chemische Botenstoffe) ausgeschüttet. Diese werden von Rezeptoren auf der empfangenen Zelle aufgenommen, welche in ihr wiederum ein hemmendes oder erregendes Signal auslösen.
Gliazellen: Sie stützen und ernähren die Neuronen.

Die Hirnhäute:
Die harte Hirnhaut ist die äußerste Hirnhaut und dient als Schutz. Die weiche Gehirnhaut übernimmt die Versorgung mit Nährstoffen aus der Gehirnflüssigkeit. Die Spinngewebshaut liegt zwischen der harten und weichen Hirnhaut. Sie enthält die Blutgefäße und der Zwischenraum ist mit Hirnflüssigkeit gefüllt.

Ventrikel:
Ventrikel sind Hohlräume im Gehirn, in denen sich die Hirnflüssigkeit befindet. Die Gesamtmenge der Hirnflüssigkeit in den Ventrikel beträgt 125-150 ml. Pro Tag werden 400-500 ml produziert.

Die Hirnflüssigkeit (Liquor):
Sie ist wasserklar und besteht hauptsächlich aus H2O, NaCl, ein wenig Protein, K und Glucose. Ihre Funktionen sind der mechanische Schutz vor Stößen, Reduktion des Drucks auf das Gehirn, die Ausscheidung von Abfallstoffen ins Blut und das Medium für Hormone.

Blutkreislauf:
Das Gehirn empfängt vier große Schlagadern. Zwei sind die inneren Äste der Halsschlagader und zwei ziehen sich entlang der Halswirbelsäule zum Gehirn. Die vier großen Arterien sind miteinander durch ein an der Unterfläche des Gehirns liegendes Ringgefäß verbunden. Über diese Adern erfolgt die Ernährung der nervösen Tätigkeiten. Versorgt wird das Gehirn im Wesentlichen über die Blutbahn von der Leber. Außerdem dienen die Adern der Sauerstoffversorgung. Das Gehirn empfängt pro Minute Ÿ Liter Blut und belegt damit etwa 14% der Pumparbeit des Herzens. Das Minutenvolumen des Gehirns bleibt im Gegensatz zu den anderen Körperorganen relativ konstant, egal bei welcher Funktionsbeanspruchung.

Das limbische System:
Das limbische System besteht aus mehreren Hirnregionen, welche zusammen um den Hirnstamm einen Ring bilden. In diesem System arbeiten verschiedene Neurotransmitter zusammen, wie Glutamat, Acetylcholin, Dopamine, GABA und Serotin. Ebenso viele Neuromodulatoren und Hormone wie die Substanz P, Opidate, Östrogen und Androgene. Das Limbische System ist durch Chemikalien leicht zu beeinflussen. Eine Reihe von Drogen und Psychopharmaka hat hier ihren Wirkungsort. Im Limbischen System liegen die wesentlichen Kontrollzentren des emotionalen Verhaltens. Der Hippocampus spielt eine zentrale Rolle bei der Bildung und Verarbeitung von Erinnerungen. Der Hypothalamus kontrolliert unter anderem die Hypophyse und damit die Hormonlage des Körpers. Die Amygdala (Mandelkern) ist für die Stabilisierung der Gemütslage, für Aggression und Sozialverhalten die entscheidende Schaltstelle im Gehirn. Somit ist das limbische System das Zentrum für Gefühle und durch die Verarbeitung von Reizen von innen nach außen zuständig für das emotionale Verhalten. Außerdem ist es mit anderen Zentren am Gedächtnis beteiligt.
4. Lernkonsequenzen

Einleitung:
Als aller erstes sei zu sagen, dass die Hirnforschung im Bereich auf das Lernen und die Gedächtnisspeicherung noch nicht so weit ist, wie die allgemeine Hirnforschung im Bezug auf Struktur und Funktionen. Doch der grundsätzliche Mechanismus des Lernens ist bekannt und wird in den nächsten Jahren noch auf die genauen Details hin untersucht.
Durch das Lernen erfolgt eine Vernetzung, die dann ermöglicht, dass z.B. eine einzige aufgenommene Information von einer großen Zahl von Nervenzellen gemeinsam abgespeichert und jederzeit abrufbereit gehalten wird.

Die Funktionsweise des Lernens:
Den Weg von der Information bis ins Gehirn fängt an, indem ein sinnlich wahrnehmender Reiz den Menschen erreicht. Dies kann ein sichtbarer, ein hörbarer, ein Reiz über den Tastsinn, ein geruchlicher oder ein geschmacklicher Reiz sein.
Die verbundenen Neuronen werden durch den Reiz stimuliert und die stark aktiven Neuronen stärken ihre Verbindungen untereinander. Nachdem der Reiz verschwunden ist, fallen die Neuronen in ihren schwach aktivierten Zustand zurück. Sie erregen sich nur noch über ihre gegenseitigen Verbindungen. Werden sehr viele unterschiedliche Reize aufgenommen, die sich zum teil eventuell wegen der Ähnlichkeit noch schneiden, überladen sich die Neuronen und somit vermischen sich die Reize. Es können dabei Informationen verloren gehen. Um die erkannten Informationen zu einem späteren Zeitpunkt wieder herzustellen, muss das Gehirn die Neuronen erneut stimulieren. Doch hierfür müssen genug Neuronen aktiviert werden, sonst kann man sich nicht dran erinnern. In diesem Bezug gibt es drei verschiedene Stufen der Aufnahme der Reize. Der Reiz trifft auf eine Sinneszelle und diese gibt ihn in Form eines elektrischen Impulses an eine Nervenzelle und ihre Nervenfaserendung (Synapse) weiter (=Ultrakurzzeitgedächtnis). Nun kreist der Impuls zwischen den Synapsen verschiedener Nervenzellen (=Kurzzeitgedächtnis). Beim weiteren „Herumkreisen“ in den Nervenzellen hinterlässt der Impuls charakteristische molekulare Spuren. Diese prägen sich chemisch im Gehirn ein. Dabei befestigen sich die noch nicht fest zusammen geschalteten Nervenbahnen und es entstehen solide Verbindungen. Sie werden Engramme genannt und bilden unser Langzeitgedächtnis. Die Umwandlung in eine Langzeiterinnerung geschieht erst, wenn die Information von der Hirnrinde an den Hippocampus geschickt wird.
In dem Langzeitgedächtnis werden nur die wesentlichen Inhalte gespeichert. Vielfältige Details gehen unterwegs verloren. Offenbar geschieht die Übertragung in das Langzeitgedächtnis mit nur einer sehr geringen Bandbreite. Diese Umformung des Inhalts des Gedächtnisses hat einen Verlust an Informationen und ist mit einem Zeit und Energieaufwand verbunden. Der große Unterschied ist also, dass die Reize beim Kurzzeitgedächtnis nur ans Aktivierungen von Neuronen gespeichert werden und beim Langzeitgedächtnis als Verbindungen zwischen den Neuronen. Jede einzelne neue Erfahrung bewirkt, dass bei der neuronalen Entladung jeweils bestimmte Synapsen verstärkt und andere abgeschwächt werden. Sobald die Neuronen in der Kette ihre Bindungen stärken, ziehen sie auch benachbarte Neuronen hinzu. Jedes mal wenn die Aktivität wiederholt wird, werden die Bindungen ein wenig stärker und mehr Neuronen beteiligen sich, so dass ein richtiges Netzwerk entsteht. Dieses hat dann die Fertigkeit das Wort, das Ereignis oder die Farbe in Erinnerung zu rufen. Doch nicht nur das konsequente Lernen mit seinen Vorraussetzungen bleibt lange im Gehirn. Auch Situationen, die man als schockierend oder erschreckend oder als besonders schön empfindet verankern sich besser als Gehirn, da hierbei unmittelbar fast alle Neuronen aus dem gesamten Gehirn herangezogen werden. Bei solchen Ereignissen können sich die Menschen zum Großteil noch an ihre Kleidung erinnern die sie dabei trugen oder das Wetter was zu dem Zeitpunkt war. Und ein weiterer Aspekt ist noch, dass man besser und erfolgreicher lernt, wenn man eine Belohnung dafür bekommt. Bei dieser Art des Lernens werden Nachbarneuronen hinzugezogen um bei der Wahrnehmung und des Merkens zu helfen. Der Mensch ist motivierter, sich an das Ereignis zu erinnern und das wird durch neuronale Beweise untermauert. Will der Mensch später eine Information aus dem Langzeitgedächtnis haben, muss sich eine bestimmte Kombination vieler Neuronen aktivieren und so entsteht ein Muster im Gehirn. Für jede Information, ob Objekte, Zahlen oder Gesichter, gibt es je ein spezielles Muster der Neuronen und deren Verbindungen. Doch bei neuen Impulsen, welche in das Langzeitgedächtnis gehen sollen, reicht nicht das bloße Wiederholen dieser Informationen. Sie müssen mit bereits Bekannten in Verbindung gesetzt werden. Viele verstreute Einzelheiten werden dabei mit vorhandenen Einzelheiten zu neuen Einheiten gepackt. Zum Beispiel lernt ein Kind erst einzeln was Bäume, Sträucher und Moos ist, bevor es den Zusammenhang erkennt, dass es ein Wald ist wenn alle Informationen zusammen treffen. Gewonnen werden diese neuen Informationen durch vergleichen, verbinden, miteinbeziehen, zurückführen und den Aufbau des Ordnungs- und Beziehungssystems der vorhandenen Verbindungen. Die linke Gehirnhälfte wird meistens für die akademischen Tätigkeiten benutzt und die rechte Hälfte für die gefühlsbetonten Vorgänge des Erfassens. Werden die linke und die rechte Seite beide gezielt trainiert, kann sich der Lernstoff stärker einprägen. Nun sind die Informationen vom Verstand und vom Gefühl verankert.

Lerntypen:
Seit 1975 unterscheidet man durch die Untersuchungen von Frederic Vester zwischen vier verschiedenen Lerntypen. Dem auditiven, dem visuellen, dem haptischen und dem kognitiven Lerntypen. Es gibt auch noch weitere kleinere Ler ntypen, doch diese vier sind die wichtigsten. Der auditive Typ lernt durch Hören und Sprechen. Erkennen tut man es daran, dass er seine Lippen bewegt beim Lernen oder den Lernstoff laut vor sich hersagt. Diese Typen können Liedertexte oder Hörspielkassetten nach kurzer zeit wiedergeben, sie hören aufmerksam zu, können sehr gut etwas nacherzählen und auch gut kombinieren. Der visuelle Typ lernt durch das, was er sieht. Es macht häufig Notizen oder fertigt gerne Skizzen an. Sein Verhalten prägt sich dadurch aus, dass er sich auf das verlässt was er sieht, er hat ein gutes Erinnerungsvermögen an Details, arbeitet immer genau und ordentlich und er liest oder puzzelt gerne. Außerdem sind seine Sprache und Träume meist sehr bilderreich, farbig und sie enthalten viele Details. Der haptische Typ lernt durch sein eigenes Tun, selbständiges anfassen und nachvollzogene Handlungen. An theoretischen Lösungen ist er nicht interessiert. Der kognitive Typ ist im Gegensatz zu den anderen dreien nicht der Typ, der über die Wahrnehmungskanäle lernt, sondern er bezieht sich auf den Verstehungsprozess. Er erkennt etwas selbständig, denkt drüber nach und zieht eine Schlussfolgerung. Doch diese Lerntypen kommen eigentlich nie in reiner Form vor, sondern als Mischtypen. Doch aus den Merkmalen dieser Lerntypen kann man zumindest erkennen, welches der dominanteste Lerntyp eines Menschen ist, was hilfreich sein kann. Wichtig und Vorraussetzung ist aber ein Vorwissen durch richtige Verknüpfungen der Neuronen um Schlussfolgerungen ziehen zu können. Ein weiterer Aspekt für effektives Lernen ist die Lernbereitschaft, welche nicht erzwungen werden kann. Wenn jemand an der Erkenntnis nicht interessiert ist oder nicht dazu in der Lage ist, seine Aufmerksamkeit auf die Informationen zu richten, kann kein Nutzen entstehen. Aus den Lerntypen abgeleitete Strategien können nützlich sein wenn es darum geht auswendig zu lernen, weil man dann weiß wie man am Besten lernt.

5. Schlussfolgerung
Wie man an den letzten Seiten erkennen konnte, ist das menschliche Gehirn ein sehr komplexes Gebilde. Es besteht aus sehr vielen Bauteilen, die hier noch nicht mal alle bis ins Detail genannt werden konnten, und habe jeweils ihre ganz speziellen Funktionen, die das menschliche Gehirn so einzigartig machen. Alle Teile arbeiten zusammen, jedes mit seinen eigenen Spezialitäten, und das macht die gesamte Funktionsweise des menschlichen Gehirns so bedeutend. Im Gegensatz zu unseren Vorfahren oder Tieren haben die Menschen durch ihr Gehirn spezielle Fertigkeiten, da sie nur bei den Menschen so ausgeprägt sind. Die Gehirne der Tiere haben nirgends so eine ausgeprägte Funktionsweise wie beim Menschen. Abgesehen von ihren besonderen Instinkten haben sie dem menschlichen Gehirn nichts voraus. Allein die Entwicklung des menschlichen Gehirns im Bezug auf den Aufbau der Neuronen mit deren Verbindungen ist ein feines und intelligentes Vorgehen, was sich wie die weitere Entwicklung noch mehr fortsetzt. Jeder kleine Teil weiß genau was zu tun ist um die Funktionsweise zu erhalten und teils zu verbessern bzw. zu vergrößern. Um dies auch gut nutzen zu können, ist das Lernverhalten ein entscheidender Aspekt. Um alle Kapazitäten Nutzen zu können, ist es hilfreich das Prinzip des Lernens zu verstehen und des Weiteren sich in den entsprechenden Lerntyp einzuordnen.
Für mich persönlich war die ganze Zeit während der Facharbeit sehr aufschlussreich und interessant, weil ich nicht gedacht hätte dass der ganze Aufbau mit den Funktionen so detailreich sein wird. Das alles hat mich sehr fasziniert und ich habe erkannt wie komplex das menschliche Gehirn ist. Für mich grenzt das ganze fast an ein Wunder, dass so etwas existiert und so funktioniert. Besonders schwierig stelle ich mir das Erforschen des neuronalen Netzwerkes vor, da es alles sehr winzig ist. Alleine dies zu untersuchen und dann noch Schlüsse für die Funktionen zu ziehen im Weiteren auf das menschliche Verhalten war bestimmt kompliziert und von langer Dauer. Für mich war außerdem auch das persönliche Einordnen in einen Lerntypen interessant. Ich konnte mir aus zwei verschieden Typen meine eigenen Eigenarten heraussuchen und daraus schließen, wie ich in Zukunft besser lernen kann. Vor allem für Schüler und Studenten dürfte das Lernverhalten mit deren Typen interessant sein. Es gibt aber auch viele Hirnerkrankungen und Missbildungen, auf die ich Aber leider nicht mehr eingehen konnte. Aber gerade um solche Gefährdungen, durch Unfälle, Erbkrankheiten und ähnliches zu vermeiden, sind Wissenschaftler, Chemiker und Biologen noch viele weitere Jahre daran beschäftigt, um dieses zu verbessern, indem sie das menschliche Gehirn noch weiter erforschen. Auch heutzutage kommen immer wieder neue Details und Entdeckungen über die Funktionsweisen ans Licht. In einigen Jahren werden wir noch viel mehr über das menschliche Gehirn wissen, um daraus noch mehr Schlüsse für das menschliche Verhalten und Krankheiten ziehen zu können.
Literaturverzeichnis

Literatur:
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Ratey, John J. – Das menschliche Gehirn, Walter Verlag

Internet:
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Vgl. Ratey, John J.: Das menschliche Gehirn. Eine Gebrauchsanweisung. Düsseldorf und Zürich 2001. S. 32
Vgl. Ratey, John J.: Das menschliche Gehirn. Eine Gebrauchsanweisung. Düsseldorf und Zürich 2001. S. 33
Vgl. Ratey, John J.: Das menschliche Gehirn. Eine Gebrauchsanweisung. Düsseldorf und Zürich 2001. S.34
Vgl. Ratey, John J.: Das menschliche Gehirn. Eine Gebrauchsanweisung. Düsseldorf und Zürich 2001. S.35
Vgl. Ratey, John J.: Das menschliche Gehirn. Eine Gebrauchsanweisung. Düsseldorf und Zürich 2001. S.36
Glees, Paul: Das menschliche Gehirn. Evolution, Bau und Arbeitsweise. Stuttgart 1968. S. 29
Vgl. Glees, Paul: Das menschliche Gehirn. Evolution, Bau und Arbeitsweise. Stuttgart 1968. S.151
Vgl. Glees, Paul: Das menschliche Gehirn. Evolution, Bau und Arbeitsweise. Stuttgart 1968. S.162
Vgl. Glees, Paul: Das menschliche Gehirn. Evolution, Bau und Arbeitsweise. Stuttgart 1968. S.163
Vgl. Glees, Paul: Das menschliche Gehirn. Evolution, Bau und Arbeitsweise. Stuttgart 1968. S.169
Vgl. Glees, Paul: Das menschliche Gehirn. Evolution, Bau und Arbeitsweise. Stuttgart 1968. S.164
Vgl. http://www.biokurs.de/skripten/12/bs12-41.htm
http://www.physio.unibe.ch/sec/aufbau.html
Vgl. Glees, Paul: Das menschliche Gehirn. Evolution, Bau und Arbeitsweise. Stuttgart 1968. S.57
Vgl. http://www.biokurs.de/skripten/12/bs12-41.htm
Vgl. http://www.logic.at/lvas
Vgl. Glees, Paul: Das menschliche Gehirn. Evolution, Bau und Arbeitsweise. Stuttgart 1968. S.68
Vgl. http://www.logic.at/lvas
Vgl. http://www.eberhard-gottsmann.de/Gottsmann/MindMaps/gehirnaufbau.htm und http://www.biokurs.de/skripten/12/bs12-42.htm
Vgl. http://www.uni-siegen.de/~agprim/bruegelmann/erzwiss_sose03/brue-ERZ-s03.05.ref_aufbau_gehirn.pdf
Vgl. http://www.logic.at/lvas
Vgl. http://www.mindmapping.gch.de/html/lerntypen.html
Vgl. Glees, Paul: Das menschliche Gehirn. Evolution, Bau und Arbeitsweise. Stuttgart 1968. S.103
Vgl. Glees, Paul: Das menschliche Gehirn. Evolution, Bau und Arbeitsweise. Stuttgart 1968. S.103
Vgl. http://www.biokurs.de/skripten/12/bs12-42.htm
Vgl. Glees, Paul: Das menschliche Gehirn. Evolution, Bau und Arbeitsweise. Stuttgart 1968. S.111
Vgl. http://logic.at/lvas
Vgl. Glees, Paul: Das menschliche Gehirn. Evolution, Bau und Arbeitsweise. Stuttgart 1968. S.113
Vgl. http://logic.at/lvas
Vgl. Glees, Paul: Das menschliche Gehirn. Evolution, Bau und Arbeitsweise. Stuttgart 1968. S.117ff
Vgl. http://logic.at/lvas
Vgl. http://logic.at/lvas
Vgl. http://www.biokurs.de/skripten/12/bs12-42.htm
Vgl. http://logic.at/lvas
http://emc.maricopa.edu/.../BioBookAnimalTS.html
Vgl. Glees, Paul: Das menschliche Gehirn. Evolution, Bau und Arbeitsweise. Stuttgart 1968. S.58
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Vgl. http://www.logic.at/lvas
Vgl. http://www.biokurs.de/skripten/12/bs12-42.htm
Vgl. Glees, Paul: Das menschliche Gehirn. Evolution, Bau und Arbeitsweise. Stuttgart 1968. S.81ff
Vgl. http://www.biokurs.de/skripten/12/bs12-42.htm
http://www.biokurs.de/skripten/12/bs12-42.htm
http://www.hpt.co.at/chemie/aroma/limbisch.html
Vgl. http://www.biokurs.de/skripten/12/bs12-42.htm
Vgl. http://www.logic.at/lvas
Vgl. http://www.biokurs.de/skripten/12/bs12-42.htm
Vgl. Ratey, John J.: Das menschliche Gehirn. Eine Gebrauchsanweisung. Düsseldorf und Zürich 2001. S.228ff
Vgl. http://www.biokurs.de/skripten/12/bs12-42.htm
Vgl. www.teachsam.de/psy/psy_kog/lernth/lerntyp/lerntyp_1.htm
Vgl. www.learn-line.nrw.de/angebote/schulberatung/main/medio/banlass/lernen/lerntypen.html

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