Uber den Autor 7 Einleitung 21 Uber dieses Buch 21 Konventionen in diesem Buch 22 Was Sie nicht lesen mussen 22 Torichte Annahmen uber den Leser 22 Wie dieses Buch aufgebaut ist 23 Teil I: Darf ich vorstellen Ihr Nervensystem 23 Teil II: Die innere und aussere Welt wahrnehmen Unsere Sinne 23 Teil III: Immer weiter gehen Das motorische Nervensystem 23 Teil IV: Intelligenz: Bewusstsein und Denken 23 Teil V: Der Top-Ten-Teil 24 Symbole, die in diesem Buch verwendet werden 24 Wie es weitergeht 24 Teil I Darf ich vorstellen Ihr Nervensystem 25 Kapitel 1 Ein Kurztrip durch das Nervensystem 27 Die Entwicklung des Nervensystems verstehen 27 Spezialisieren und kommunizieren 28 Sich koordiniert bewegen 28 Die Entwicklung komplexer Tiere 28 Der Neokortex 29 Die Funktion des Nervensystems 29 Die wichtige Rolle der Nervenzellen 29 Signalverarbeitung in Schaltkreisen, Segmenten und Modulen 30 Was fur eine Ladung: Elektrizitat im Gehirn 31 Der modulare Aufbau des Nervensystems 32 Die Basis-Funktionen des Nervensystems 32 Die Welt wahrnehmen 32 Immer in Bewegung motorische Nervenzellen 33 Entschluss und Tat 33 Intelligenz und Gedachtnis 34 Wenn etwas schieflauft: Neurologische und psychische Erkrankungen 35 Ein Blick in die Zukunft 36 Fehlfunktionen behandeln 36 Unsere Fahigkeiten steigern: Verandern, wer wir sind 37 Kapitel 2 Gehirn und Ruckenmark 39 Ein Blick in den Kopf: Das Gehirn und seine Areale 39 Der Neokortex 40 Unterhalb der Hirnrinde: Der Thalamus 46 Das limbische System und andere wichtige subkortikale Bereiche 47 Ubertragung zwischen dem Gehirn und dem Ruckenmark 50 Unterschiede: Grosse, Aufbau und andere Varianten 52 Das Ruckenmark: Der Vermittler zwischen den Nervensystemen 54 Der Ruckenmarksreflex 54 Die Muskeln bewegen 56 Kampfen oder Fliehen: Das vegetative Nervensystem 56 Woher wissen wir, wie unser Nervensystem funktioniert? 57 Die Untersuchung von Hirnverletzungen 57 Abbildungen des Gehirns: Vom fruhen EEG bis heute 57 Kapitel 3 Wie Neuronen arbeiten 61 Das Neuron: Eine ganz besondere Zelle 61 Der Informationsaustausch zwischen Neuronen: Die Synapsen 62 Informationen aus der Umwelt aufnehmen: Spezialisierte Rezeptoren 63 Die drei funktionellen Klassen von Neurotransmittern 64 Neuronen als elektrische Signalgeber 64 Das Aktionspotenzial 66 Der Kreis schliesst sich: Vom Aktionspotenzial zur Neurotransmitterausschuttung 67 Bewegung durch Motoneuronen 69 Keine Nervenzellen: Die Gliazellen 69 Astrozyten 69 Oligodendrozyten und Schwann sche Zellen 70 Mikrogliazellen 70 Messtechniken 70 Einzelne extrazellulare Mikroelektroden 71 Scharfe intrazellulare Elektroden 71 Patch-Clamp-Technik 71 Optische Messmethoden 71 Teil II Die innere und aussere Welt wahrnehmen Unsere Sinne 73 Kapitel 4 Fuhlen: Die Sinne der Haut 75 Die Wahrheit uber die Haut und ihre sensorischen Neuronen 75 Der Aufbau der Haut 75 Beruhrung spuren: Die Mechanorezeptoren 76 Wie funktionieren Mechanorezeptoren? 77 Temperatur und Schmerz spuren 79 Lage und Bewegung spuren: Die Tiefensensibilitat 80 Hautrezeptoren, spinale Schaltkreise und Projektionen auf das Gehirn 80 Signale somatosensorischer Rezeptoren 80 Empfindungen lokalisieren: Sensorische Areale auf der Hirnrinde 81 Den Schmerz verstehen 83 Schmerzen reduzieren 84 Die periphere Neuropathie 85 Chronische Schmerzen und individuelle Unterschiede in der Schmerzwahrnehmung 86 Kapitel 5 Einblicke in das Sehen 87 Ein fluchtiger Blick auf Ihre Augen 87 Die Netzhaut: Photonen werden in elektrische Signale umgewandelt 88 Photonen einfangen: Licht und Fototransduktion 89 Die Informationen zum Gehirn schicken 90 Signale der Fotorezeptoren verarbeiten: Horizontal- und Bipolarzellen 91 Signale senden und formen: Ganglien- und Amakrinzellen 92 Von den Augen zu den Sehzentren im Gehirn 93 Reiseziel: Thalamus 94 Andere Reiseziele 96 Vom Thalamus zum Okzipitallappen 97 Sehstorungen und optische Tauschungen 99 Fur mich sieht das gleich aus: Farbenblindheit 99 Blindheit verstehen 100 Optische Tauschungen 101 Kapitel 6 Das Horen 103 Das Ohr: Schallwellen einfangen und entschlusseln 103 Tone einfangen: Das Aussenohr 104 Das Mittelohr 105 Die Tone kommen zum Gehirn: Das Innenohr 106 Den Gerauschen einen Sinn geben: Die Horzentren im Gehirn 108 Stationen vor dem Thalamus 108 Endlich im Thalamus: Der Nucleus geniculatus medialis 109 Gerausche verarbeiten: Der obere Teil des Temporallappens 110 Die Verarbeitung komplexer auditiver Muster 111 Tone lokalisieren 112 Ich kann dich nicht horen: Gehorlosigkeit und Tinnitus 113 Der Gehorverlust 113 Dieses standige Pfeifen und Klingeln 113 Kapitel 7 Geruch und Geschmack 115 Wonach riecht es hier? 115 Geruche selektieren 117 Der Geruch geht verschiedene Wege 117 Im Orbitofrontalkortex wird es spezieller 120 Lassen Sie es sich schmecken 121 Geschmacksunterschiede: Die vier Geschmacksrichtungen 122 Geschmacksinformationen an das Gehirn senden 123 Geschmacker erkennen und sich daran erinnern 125 Lernen und Gedachtnis beim Geschmacks- und Geruchssinn 126 Den Geruch und Geschmack vermissen 126 Schlecht oder gar nicht mehr riechen konnen 126 Sattigung 127 Teil III Immer weiter gehen Das motorische Nervensystem 129 Kapitel 8 Die Bewegungs-Basics 131 Verschiedene Bewegungsarten erkennen 131 Bewegungen, die Korperfunktionen steuern 132 Reflexbewegungen 132 Bewusst gesteuerte Bewegungen 133 Bewegungssteuerung: Zentrale Planung und hierarchische Ausfuhrung 133 Die Aktivierung unbewusster Muskelbewegungen 133 Den Fluchtreflex auslosen 134 Fortbewegung 135 Das Gehirn: Steuerungszentrale fur komplexe Bewegungsablaufe 137 Muskelzellen und ihre Aktionspotenziale 137 Erkrankungen der Muskeln und der Motoneuronen 139 Myasthenia gravis 139 Viruserkrankungen: Tollwut und Kinderlahmung 139 Ruckenmarksverletzungen 139 Kapitel 9 Ruckenmark und Leitungsbahnen 141 Der Fluchtreflex 141 Die Position halten 142 Gegensatzliche Krafte: Beuger-Strecker-Muskelpaare 142 Modulierende Reflexe: Bewegung und Gleichgewicht 143 Das Gleichgewicht halten: Der vestibulospinale Reflex 143 Sich fortbewegen 144 Fehler korrigieren: Das Kleinhirn 145 Das Kleinhirnsystem 145 Die Korperhaltung wahrend der Bewegung vorausberechnen 145 Kapitel 10 Handlungen planen und ausfuhren 147 Vom Reflex zur bewussten oder zielgerichteten Handlung 147 Die Aufgabe des Frontallappens 148 Planen, Korrigieren, Lernen: Der Prafrontalkortex und subkortikale Areale 149 Das Arbeitsgedachtnis 150 Handlungen in Gang setzen: Die Basalganglien 150 Supplementar- und pramotorische Areale 152 Das Kleinhirn: Bewegungen lernen und koordinieren 152 Und nun alles zusammen 153 Neue (und mysteriose) Neuronen entdecken 154 Die Spiegelneuronen 154 Von-Economo-Neuronen 155 Wenn es nicht mehr rund lauft: Motorische Storungen 156 Verletzungen von Ruckenmark und Gehirn 156 Degeneration der Basalganglien 156 Kapitel 11 Das vegetative Nervensystem 159 Arbeit hinter den Kulissen: Das vegetative Nervensystem 159 Die Funktionen des vegetativen Nervensystems verstehen 160 Teilen und herrschen: Das sympathische und parasympathische Nervensystem 161 Das vegetative Nervensystem und chronischer Stress 162 Susse Traume: Schlaf und zirkadianer Rhythmus 163 Die biologische Uhr durch Licht synchronisieren 163 Die verschiedenen Schlafstadien 164 Schlafzyklen steuern 166 Keine sussen Traume: Schlafstorungen 166 Teil IV Intelligenz: Bewusstsein und Denken 171 Kapitel 12 Intelligenz, Bewusstsein und Gefuhle 171 Intelligenz definieren 171 Intelligenz verstehen: Allgemein oder spezialisiert? 172 Komponenten der Intelligenz 175 Verschiedene Intelligenzstufen 177 Steht die Intelligenz uber den Emotionen? 178 Erinnerungen an starke emotionale Reaktionen 179 Das limbische System 179 Bewusstsein verstehen 182 Mutmassungen uber das Bewusstsein 183 Bewusstseinsarten 183 Das Bewusstsein studieren 184 Zwei Lager und ein Mittelweg 186 Unbewusste Verarbeitung: Rindenblindheit, visueller Neglect und andere Phanomene 187 Kapitel 13 Wie das Gehirn Gedanken verarbeitet 191 Das Gehirn ubernimmt das Kommando 191 Alles uber den Neokortex 192 Die vier Hauptlappen des Gehirns und ihre Funktionen 192 Die graue und weisse Substanz 194 Konnektivitat 195 Minikolumnen und die Six-degrees-of-separation-Regel 195 Die sechs Schichten der Grosshirnrinde 196 Begrusst den Neokortex! 197 Gedanken kontrollieren: Sensorische Leitungsbahnen und Hierarchien 198 Sensorische Verschaltungen vom Thalamus zum Kortex 198 Der Hippocampus: Spezialisiert auf das Gedachtnis 200 Die Gehirnhalften 201 Spezialisiert auf Sprache 201 Asymmetrie bei der Verarbeitung visueller Informationen 203 Wo das Bewusstsein wohnt 203 Sprache und Schadigung der rechten oder linken Hirnhalfte 204 Allem einen Sinn geben 204 Kapitel 14 Das exekutive Gehirn 205 Das Gehirn, das wir heute haben: Der Neokortex und das Reptiliengehirn 205 Mein Neokortex ist grosser als deiner: Die relative Grosse 206 Der Prafrontalkortex und die Fahigkeit, Ziele zu verfolgen 207 Arbeitsgedachtnis, Problemlosung und der seitliche Prafrontalkortex 209 Das Arbeitsgedachtnis 209 Die Grenzen des Arbeitsgedachtnisses 211 Perseveration: Am Alten kleben, auch wenn es nicht mehr sinnvoll ist 213 Entscheidungen treffen: Der Orbitofrontalkortex 214 Das Bauchgefuhl: Erlernte emotionale Reaktionen 214 Risikofreudigkeit, Abneigung und Vergnugen 215 Fallbasierte Schlussfolgerungen: Nachdenken uber soziale Konsequenzen 215 Sind wir schon da? Der vordere Teil des Gyrus cinguli 215 Aufzeichnungsfehler und Veranderungstaktiken 216 Handeln ohne Denken 217 Probleme im vorderen Teil des Gyrus cinguli 217 Kapitel 15 Lernen und Gedachtnis 219 Lernen und Gedachtnis: Eine weitere Moglichkeit, sich der Umwelt anzupassen 219 Anpassung wahrend der Entwicklung 220 Das klassische Lernen 221 Mehr oder weniger Signale senden: Anpassung und Verstarkung 221 Anpassung 221 Verstarkung 222 Gewohnung und Sensibilisierung am Seehasen studieren 222 Was geschieht beim Lernen: Veranderliche Synapsen 223 Neuronale Verarbeitungsprozesse: UND- und ODER-Gatter 223 Die McCulloch-Pitts-Nervenzelle 225 Das Gehirn neu verkabeln: Der NMDA-Rezeptor 225 Die Rolle des Hippocampus fur Lernen und Gedachtnis 227 Vom Kurz- zum Langzeitgedachtnis 227 Die Gedachtnis-Matrix des Hippocampus 228 Das Gedachtnis: Kortikale Mechanismen 230 Das episodische Gedachtnis 231 Gedachtnisverlust: Vergessen und Amnesie 232 Besser lernen 233 Lernzeiten auf viele kurzere Abschnitte verteilen 233 Genug schlafen 233 In Gedanken uben 234 Belohnen und bestrafen 234 Kapitel 16 Schaltkreise entwickeln und verandern: Plastizitat 235 Entwicklung nach der Befruchtung 235 Entstehung aus dem Ektoderm: Das embryonale Nervensystem 236 Schichten aufbauen: Die Entwicklung des Kortex 238 Alles miteinander verkabeln: Wie Axone verschiedene Hirnareale miteinander verbinden 241 Aus Erfahrungen lernen: Plastizitat und die Entwicklung kortikaler Landkarten 242 Sehen, Horen, Beruhren Landkarten in unserem Kopf 243 Das Hebb sche Gesetz 244 Umwelteinwirkungen: Natur gegen Erziehung 245 Den falschen Weg einschlagen: Entwicklungsstorungen des Nervensystems 245 Genetische Entwicklungsstorungen bei Mutantenmausen 246 Einflusse von Umweltfaktoren auf die Entwicklung des menschlichen Gehirns 247 Das alternde Gehirn 248 Das Gehirn verandert seine Strategie 248 Altersspezifische Storungen des Gehirns 249 Autoimmunerkrankungen 250 Schlaganfalle 250 Tumore 251 Kapitel 17 Psychische Storungen und Medikamente, die auf das Gehirn wirken 253 Ursachen und Arten psychischer Erkrankungen 253 Genetische Defekte 254 Entwicklungsstorungen und Umwelteinflusse bei psychischen Erkrankungen 255 Psychische Erkrankungen, bei denen Gene und Entwicklung eine Rolle spielen 256 Vielversprechende Medikamente 260 Typische und atypische antipsychotische Medikamente 260 Medikamente, die GABA-Rezeptoren beeinflussen 260 Medikamente, die Serotonin beeinflussen 261 Medikamente, die Dopamin beeinflussen 261 Einige naturliche psychoaktive Substanzen 261 Teil V Der Top-Ten-Teil 263 Kapitel 18 Wichtige Hirnstrukturen 265 Der Neokortex 265 Der Thalamus, das Tor zum Neokortex 265 Das Pulvinar 266 Das Kleinhirn 266 Der Hippocampus 267 Das Wernicke- und das Broca-Areal 267 Das fusiforme Gesichtsareal 268 Die Amygdala 268 Der seitliche Prafrontalkortex 268 Die Substantia nigra (Basalganglien) 269 Der vordere Teil des Gyrus cinguli 269 Kapitel 19 Tricks der Neuronen 271 Das Grossenproblem losen 271 Immer das meiste herausholen 272 Chemische Kommunikation der Neuronen 272 Spezialisiert fur die Sinne 273 Signalverarbeitung durch Ionenkanalstrome 273 Die Signalstarke uber weite Entfernungen erhalten 273 Das Axon: Signale vom Kopf bis zum Fuss 274 Schneller durch Myelinscheiden 274 Das neuronale Gleichgewicht 275 Anpassen und Lernen durch die Veranderung der Synapsenstarke 275 Kapitel 20 Verbluffende Fakten uber das Gehirn 277 Es besitzt 100 Milliarden Zellen und eine Billiarde Synapsen 277 Das Bewusstsein wohnt nicht in einem speziellen Hirnareal 278 Das Gehirn besitzt keine Schmerzrezeptoren 278 Das Durchtrennen der grossten Nervenfaserbahn im Gehirn hat nur geringe Nebenwirkungen 279 Einsteins Gehirn war kleiner als der Durchschnitt 279 Erwachsene verlieren taglich Hunderttausende Neuronen ohne spurbare Folgen 280 Unser Gehirn ist ein Energiefresser 280 Es ist ein Mythos, dass wir nur zehn Prozent unseres Gehirns nutzen 281 Hirnschadigungen fuhrten zu Inselbegabungen 282 Auch erwachsene Gehirne konnen neue Nervenzellen bilden 282 Kapitel 21 Zukunftsmusik Vielversprechende Behandlungsmoglichkeiten 285 Entwicklungsstorungen durch eine Gentherapie korrigieren 285 Ein Superhirn durch Genmanipulation 286 Gehirnverletzungen mit Stammzellen heilen 286 Die Behandlung neurologischer Storungen mit der tiefen Hirnstimulation 287 Hirnstimulation durch transkranielle Magnetstimulation und transkranielle Gleichstromstimulation 287 Neuroprothesen gegen Sinnesverlust 288 Neuroprothesen gegen Lahmungen 288 Ein besseres Gehirn durch Neuroprothesen 288 Computergestutztes Lernen 289 Krankheiten behandeln mit Nanobots 289 Kapitel 22 Fakten zum Gehirn fur Eilige 291 Die Arten und Funktionen von Neuronen 291 Die Rolle des Neokortex verstehen 292 Die rechte und linke Gehirnhalfte 294 Die vier Gehirnlappen 294 Der Frontallappen 294 Der Parietallappen 296 Der Okzipitallappen 296 Der Temporallappen 296 Der Thalamus und das limbische System 296 Glossar 299 Stichwortverzeichnis 317
