Der Aufbau des Gehirns ist äußerst komplex, dennoch lassen sich drei Hauptbestandteile bestimmen: das Großhirn, das Kleinhirn und der Hirnstamm. Der Hirnstamm, der das Rückenmark, die Pons und das Mittelhirn umfasst, steuert Atmung, Verdauung, Herzfrequenz und andere autonome Prozesse und verbindet das Gehirn mit dem Rückenmark und dem Rest des Körpers.
Das Kleinhirn spielt eine wichtige Rolle für das Gleichgewicht und die motorische Kontrolle, ist aber auch an einigen kognitiven Funktionen wie Aufmerksamkeit, Sprache, emotionalen Funktionen (wie der Regulierung von Angst- und Lustreaktionen) und an der Verarbeitung prozeduraler Erinnerungen beteiligt.
Das Großhirn (oder Vorderhirn), das 75 Volumen- und 85 Gewichtsprozent des Gehirns ausmacht, wird durch eine große Rille, die als Longitudinalspalte bezeichnet wird, in zwei verschiedene Hirnhälften geteilt. Die linke und die rechte Hirnhälfte (“links” und “rechts” beziehen sich auf den Standpunkt des Besitzers, nicht auf den eines außenstehenden Betrachters) sind durch ein großes Bündel von Nervenfasern, das als Corpus callosum bezeichnet wird, und auch durch andere kleinere Verbindungen, die als Kommissuren bezeichnet werden, miteinander verbunden.
Beim Aufbau des Gehirns sind die meisten wichtigen Teile des Großhirns in der linken und rechten Hirnhälfte in symmetrische Paare aufgeteilt. Daher spricht man oft von den Temporallappen, Hippocampi usw. (im Plural). Die beiden Hirnhälften sehen ähnlich aus, sind aber leicht unterschiedlich aufgebaut und erfüllen unterschiedliche Funktionen.
Beim Aufbau des Gehirns kontrolliert die rechte Hirnhälfte im Allgemeinen die linke Seite des Körpers und umgekehrt, obwohl die weit verbreitete Vorstellung, dass Logik, Kreativität usw. auf die linke oder rechte Hirnhälfte beschränkt sind, weitgehend vereinfachend und unbegründet ist.
Aufbau des Gehirns: Lappen der Großhirnrinde
Das Großhirn ist von einer Schicht neuralen Gewebes bedeckt, die man als Großhirnrinde (oder Neokortex) bezeichnet und andere Hirnorgane wie den Thalamus (der sich entwickelt hat, um die Weiterleitung von Informationen vom Hirnstamm und Rückenmark an die Großhirnrinde zu unterstützen) sowie den Hypothalamus und die Hypophyse (die viszerale Funktionen, die Körpertemperatur und Verhaltensreaktionen wie Essen, Trinken, sexuelle Reaktionen, Aggression und Vergnügen steuern) umhüllt.
Beim Aufbau des Gehirns ist die Großhirnrinde selbst nur 2 – 4 mm dick und enthält sechs verschiedene, aber miteinander verbundene Schichten. Sie ist kompliziert gerillt und in das bekannte gewundene Faltenmuster (Gyri) gefaltet, sodass eine große Oberfläche (typischerweise fast 0,12 m2) in die Enge des Schädels passt. Folglich sind mehr als zwei Drittel der Großhirnrinde in den Rillen oder Sulci vergraben.
Etwa 90% aller Neuronen des Gehirns befinden sich in der Großhirnrinde, hauptsächlich in der “grauen Substanz“, die die Oberflächenregionen der Großhirnrinde ausmacht. Beim Aufbau des Gehirns besteht die innere “weiße Substanz” hingegen hauptsächlich aus myelinisierten Axonen. Bis zu fünfmal so viele Gliazellen sind vorhanden, um die aktiven Nervenzellen zu unterstützen. Die Großhirnrinde spielt eine Schlüsselrolle für das Gedächtnis, die Aufmerksamkeit, das Wahrnehmungsbewusstsein, das Denken, die Sprache und das Bewusstsein.
Aufbau der Großhirnrinde
Sie ist in vier Hauptregionen oder Lappen unterteilt, die beide Hirnhälften abdecken: Der Frontallappen (beteiligt am bewussten Denken und an höheren mentalen Funktionen wie der Entscheidungsfindung, insbesondere in dem Teil des Frontallappens, der als präfrontale Hirnrinde bezeichnet wird und eine wichtige Rolle bei der Verarbeitung des Kurzzeitgedächtnisses und der Bewahrung des nicht aufgabenbezogenen Langzeitgedächtnisses spielt); der Parietallappen (beteiligt an der Integration von Sinnesinformationen der verschiedenen Sinne und an der Manipulation von Objekten zur Bestimmung des räumlichen Empfindens und der Navigation); der Schläfenlappen (beteiligt an den Geruchs- und Geräuschsinnen, an der Verarbeitung der Semantik sowohl in der Sprache als auch im Sehen, einschließlich der Verarbeitung komplexer Reize wie Gesichter und Szenen, und spielt eine Schlüsselrolle bei der Bildung des Langzeitgedächtnisses); und der Okzipitallappen (hauptsächlich beteiligt am Sehsinn).
Es wird angenommen, dass insbesondere der mediale Temporallappen (der innere Teil des Temporallappens, nahe der Grenze zwischen linker und rechter Hirnhälfte) am deklarativen und episodischen Gedächtnis beteiligt ist. Tief im Inneren des medialen Temporallappens befindet sich die als limbisches System bezeichnete Region des Gehirns, zu der der Hippocampus, die Amygdala, der Gyrus cingulateus, der Thalamus, der Hypothalamus, der Epithalamus, der Mamillarkörper und andere Organe gehören, von denen viele für die Verarbeitung des Gedächtnisses von besonderer Bedeutung sind.
Aufbau des Gehirns: Das limbische System und die Basalganglien
Der Hippocampus zum Beispiel ist wesentlich für die Gedächtnisfunktion, insbesondere die Übertragung vom Kurz- zum Langzeitgedächtnis und die Kontrolle des räumlichen Gedächtnisses und Verhaltens. Der Hippocampus ist einer der wenigen Bereiche des Gehirns, in denen tatsächlich neue Nervenzellen heranwachsen können, obwohl diese Fähigkeit durch stressbedingte Glukokortikoide beeinträchtigt ist. Die Amygdala spielt auch eine primäre Rolle bei der Verarbeitung und dem Gedächtnis von emotionalen Reaktionen und sozialem und sexuellem Verhalten sowie bei der Regulierung des Geruchssinns.
Ein weiteres subkortikales System (innerhalb der Großhirnrinde), das für die Gedächtnisfunktion wesentlich ist, ist das System der Basalganglien, insbesondere das Striatum (oder Neostriatum), das für die Bildung und das Abrufen des prozeduralen Gedächtnisses wichtig ist.
