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Der Hirnstamm : Der Stellwerkmitarbeiter

Wildes Straßennetz: der Gehirnstamm Bild: F.A.S.

Ohne den Hirnstamm wäre menschliches Leben nicht möglich. Welche Funktionen hat er? Folgen Sie uns auf eine Reise zu einem Verkehrsknotenpunkt aus Fleisch und Blut.

          6 Min.

          Schaut man sich an, wie die Infrastruktur unseres Körpers tagein, tagaus funktioniert, ohne dass es zu Komplikationen, Verzögerungen im Ablauf oder Totalausfällen kommt, ist man versucht, die Deutsche Bahn gesammelt zu einer neurologischen Fortbildung anzumelden. Vom Organisationstalent des Hirnstamms könnte nämlich so mancher Bahnmitarbeiter noch etwas lernen – Logistik, die etwa verhindert, dass Züge mit Verspätung einfahren, Wagen anders herum aufgereiht werden oder Züge einfach gar nicht erst losfahren.Der Hirnstamm des Menschen ist seine Schaltzentrale, ein Verkehrsknotenpunkt aus Fleisch und Blut.

          Lucia Schmidt
          Redakteurin im Ressort „Leben“ der Frankfurter Allgemeinen Sonntagszeitung.

          Bis uns bewusst wird, dass wir den Kopf schief halten, ein Ball auf uns zufliegt, der Wind die Tür zuknallt oder wir kräftiger zubeißen müssen, weil das Brot schon alt ist, hat der Hirnstamm bereits einiges geleistet. Er hat die Informationen des Gleichgewichtsorgans verschaltet, die Wahrnehmung der Sehnerven an die richtige Stelle geschickt, die Eindrücke beider Hörnerven gemeinsam weitergeleitet, unsere Hand reflexartig vor die Augen gezogen und unsere Kaumuskeln schon zigmal innerviert.

          Lebenswichtige Abläufe wie die Kreislaufregulation und Atmung

          Wichtigstes Werkzeug seines Tuns ist dabei die Formatio reticularis, die, wie der Name schon verrät, den Hirnstamm wie ein Netz durchzieht. Der Ausbau des Schienennetzes durch die Deutsche Bahn in allen Ehren, aber welche Querverbindungen, Schnelltrassen und Knotenpunkte sich in der Formatio reticularis mikroskopisch klein auf wenigen Zentimetern tummeln, kann nicht nur Verkehrslogistiker zum Staunen bringen.

          Zehn der zwölf Hirnnerven haben im Hirnstamm ihr Kerngebiet, sozusagen ihre Homebase, die die Weitergabe der Informationen steuert. Die Bewegungen der Augen, der Zunge und der Gesichtsmuskeln werden hier initiiert und koordiniert. Hören, Schlucken, Schwitzen, Gleichgewicht halten – das alles wäre ohne den Hirnstamm nicht möglich. Dort laufen nicht nur entscheidende Reflexe zusammen wie Lidschluss-, Husten- oder Würgereflex; auch der Schlafrhythmus und lebenswichtige Abläufe wie die Kreislaufregulation und Atmung werden auf einer nur daumengroßen Fläche kontrolliert. Alle auf- und absteigenden Nervenfasern von den Muskeln der Beine und Arme, des Darms und der Blase ziehen durch den Hirnstamm. Botenstoffe wie das Dopamin werden dort produziert, ebenso Teile des Hirnwassers. Die Aufgaben des Hirnstamms sind zahlreich, die Formatio reticularis ist dabei der Taktgeber. Sie verknüpft, was an die Großhirnrinde weitergeleitet wird oder welche Befehle von der Großhirnrinde zu den anderen Zentren kommen, welche Handlung wir also initiieren, was wir denken, fühlen und bewusst wahrnehmen.

          „Da gibt es zwischen Mensch und Tier kaum Unterschiede“

          Der Hirnstamm, um für die Mitarbeiter der Deutschen Bahn verständlich zu bleiben, ist sozusagen der Stellwerkarbeiter des Hirns. Doch ob bei der Bahn oder im Gehirn, Stellwerkarbeiter teilen das gleiche Leid: Ihre Leistung wird kaum beachtet. Die Bahn schmückt sich gerne mit kreativen Bordmenüs, bequemeren Sitzen und Versprechen über komfortables Reisen. Aber kein Wort von den Stellwerken.

          Und in Sachen Gehirn? Hier wird meist nur das Großhirn bewundert – für seine Denkleistung, seine Erinnerungs- und Kombinationsfähigkeit, für empathisches Mitfühlen und phantasievolle Vorstellungskraft. Aber dafür, dass der unscheinbare Hirnstamm unser tägliches Überleben sichert, dass – im Bahn-Jargon ausgedrückt – die Züge ohne Zusammenstoß dort ankommen, wo sie hinwollen, gibt es keinen Applaus.

          Der Hirnstamm ist entwicklungsgeschichtlich der älteste Teil des Gehirns. Der Sitz des Biorhythmus: „Da gibt es zwischen Mensch und Tier kaum Unterschiede“, sagt Professorin Ghazaleh Tabatabai. Sie ist Leiterin der Interdisziplinären Sektion Neuroonkologie am Hertie-Institut für klinische Hirnforschung des Universitätsklinikums Tübingen. „Sicher, alles, was uns als Homo sapiens ausmacht, liegt nicht im Hirnstamm; andererseits wäre ohne ihn wäre ein Leben als Homo sapiens aber nicht möglich.“

          Höhlengrau, Vierhügelplatte, Olivenkerne

          Dass wir zwar ohne Großhirn, aber nicht ohne Hirnstamm überleben können, zeigen die anschaulichen, aber bedrückenden Geschichten von Wachkoma-Patienten. Im Zustand des Wachkomas sind die Funktionen des Großhirns durch einen Unfall, eine Blutung, eine Entzündung gestört, teilweise völlig ausgefallen. Komplexe körperliche Abläufe sind nicht mehr möglich. Das Öffnen der Augen, Schlafen, Atmen, Kauen und teilweise Schlucken aber schon, denn der Hirnstamm ist bei diesen Menschen noch voll funktionsfähig.

          Dass der Hirnstamm die Grundlage für unser lebendiges Dasein ist, zeigt auch seine frühe Entwicklung beim Embryo. „Aus dem Neuralrohr, der Anlage für das zentrale Nervensystem, entwickelt sich beim ungeborenen Kind durch Zellteilung, Faltungen und Bläschenbildung das Gehirn, Groß- und Kleinhirn wachsen dabei wie die Äste eines Baumes langsam um den Hirnstamm“, sagt Tabatabai. Durch diese Lage liegt der Hirnstamm zudem geschützt vor Stürzen oder Schlägen auf den Kopf.

          Beginnt die Neurologin aufzuzählen, welche anatomischen Strukturen sich auf rund sieben Zentimeter Hirnstamm ballen, hat man kurz den Eindruck, man taucht in eine verwunschene Märchenlandschaft ein, so blumig die Namen: Höhlengrau, Vierhügelplatte, Olivenkerne, Blumenkörbchen, rote Kerne, Brücke.

          Ausmaß meist gravierend bis lebensbedrohlich

          Doch Anatomen lieben ja die Ordnung, deshalb der Hirnstammaufbau nun in korrekter Gliederung: Stellen Sie sich vor, sie säßen in einem Zugabteil, kommend aus dem Rückenmark mit Ziel Großhirnrinde. Dann führen Sie erst entlang der Medulla oblongata, dem verlängerten Mark mit den Olivenkernen weiter über die Rautengrube mit Kerngebieten der Hirnnerven zur Brücke und zum Mittelhirn, unter anderem mit schwarzen und roten Kernen, dann weiter zur Vierhügelplatte; damit wären Sie am Ende des Hirnstamms angelangt und würden über das Zwischenhirn weiter Richtung Großhirn düsen.

          So viele wichtige Strukturen auf engsten Raum, man kann sich vorstellen: Kommt es dort zu Erkrankungen oder Läsionen, ist das Ausmaß meist gravierend bis lebensbedrohlich. Die Liste der häufigsten Krankheiten im Hirnstamm liest sich bitter: Infarkte, Blutungen, Tumore, Entzündungen und die Parkinsonerkrankung können seine Tätigkeit als Stellwerkmeister erheblich einschränken. Nichts läuft dann mehr. Schlucken, Bewegen, Sehen oder Atmen bleiben auf der Strecke.

          „Kommt es zu einer Durchblutungsstörung im Hirnstamm, etwa durch einen Schlaganfall, können schon kleinste Läsionen eine erhebliche Auswirkung haben“, sagt auch Neurologin Tabatabai, schließt aber gleich mit einer positiven Nachricht an. „Wird die Störung schnell entdeckt und behandelt, kann es auch bei Durchblutungsstörungen in diesem Gebiet zu beeindruckenden Heilungserfolgen kommen.“ Doppelbilder verschwinden wieder, klares Sprechen ist doch wieder möglich.

          Kombination aus Strahlentherapie und Chemotherapie

          Von den gleichen medizinischen Erfolgen spricht die Neurologin, wenn Entzündungen in diesem Bereich des Gehirns schnell und richtig diagnostiziert werden. Deshalb ihr Appell: Symptome wie wegknickende Beine, vorübergehende Seheinschränkungen, Schwindel, Hörminderungen oder erschwertes Kauen nicht auf die lange Bank schieben, sondern untersuchen lassen. „Dass solche Symptome mit einem kranken Hirnstamm zusammenhängen könnten, wissen viele nicht“, sagt Tabatabai. Und ebenso nicht, dass man mit einer gesunden Lebensführung und viel Bewegung auch dem Hirnstamm etwas Gutes tun könne. „Denn beides wirkt Durchblutungsstörungen und dem Nervenzelluntergang entgegen.“

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          Gut behandelbar seien heutzutage auch bestimmte Stadien und Arten der Parkinsonerkrankung. Die entsteht, wenn Nervenzellen in der schwarzen Substanz, der Substantia nigra, im Mittelhirn, untergehen. Die Folge ist, dass die schwarze Substanz zu wenig von dem Botenstoff Dopamin herstellt. Dopamin ist ein Neurotransmitter, der Informationen zwischen Nervenzellen ermöglicht. Ist zu wenig diese Botenstoffs vorhanden, hakt die Kommunikation. Der Betroffene bekommt zitterige Hände, sein Gang wird unsicher, die Mimik schlapp, die Sprache leise und verwaschen. „Doch mit Medikamenten, die das fehlende Dopamin ersetzen, oder Verfahren wie der tiefen Hirnstimulation kann man heutzutage Betroffenen helfen“, sagt Tabatabai.

          Leider nicht immer erfolgreich sind Mediziner hingegen, wenn sich im Hirnstamm ein Tumor bildet. Tumoren in der Brücke können häufig Kinder betreffen. Operative Eingriffe, so Tabatabai, seien auf diesem kleinen Areal voller wichtiger neurologischer Strukturen gefährlich. Es kommt dann eine Kombination aus Strahlentherapie und Chemotherapie zum Einsatz. Die Prognose ist aber häufig nicht so gut.

          Geschwindigkeiten von bis zu 432 Kilometern in der Stunde

          Nicht nur das Schicksal dieser Patienten treibt die Forscher an. „Ehrlich gesagt, sind wir weit davon entfernt, alle komplexen Abläufe, die im Hirnstamm stattfinden, wirklich vollständig verstanden zu haben“, sagt Tabatabai. Etwa, warum die Pyramidenbahn – die Nervenfasern, die dafür verantwortlich sind, dass die Hand wirklich zugreift oder der Fuß tritt, wenn man das will – im Hirnstamm kreuzt. Auch an welcher Stelle genau welche Aspekte des Schlaf-Wach-Rhythmus organisiert würden, sei in der Wissenschaft noch Gegenstand reger Diskussionen.

          Ob man überhaupt je ganz verstehen wird, wie rund 30 Milliarden menschliche Nervenzellen im Körper untereinander über rund 100 Billionen Synapsen ohne größere Zwischenfälle im Ablauf verschaltet sein können, wie mit Geschwindigkeiten von bis zu 432 Kilometern in der Stunde Informationen durch den Organismus geschickt werden und eigentlich immer rechtzeitig ankommen und wie rund 5,8 Millionen Kilometer Nervenbahnen in unserem Körper jederzeit einsatzbereit zur Verfügung stehen? Die Wissenschaftler forschen daran.

          Vor diesem Hintergrund darf man vielleicht mit den Mitarbeitern bekannter Logistikunternehmen bei der nächsten Verspätung nicht allzu streng sein. Das Wunderwerk Körper lässt sich in seinem faszinierenden Bauplan eben nicht so einfach nachahmen.

          Die Unterschätzten

          Das System Mensch hat so viel mehr zu bieten als Lunge, Darm und Herz. Scharenweise finden sich in unserem Körper Organe und Strukturen, die im Schatten der großen kaum Anerkennung für ihren täglichen Dienst erhalten. Dabei tragen sie zu unserem Wohlbefinden und Dasein immens bei. Mit der Serie „Die Unterschätzten“ schenken wir ihnen regelmäßig die Aufmerksamkeit, die sie sonst bestenfalls dann bekommen, wenn sie uns Schmerzen bereiten oder nicht mehr reibungslos funktionieren.

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