Nervensystem

Definition & Überblick

Das Nervensystem (Systema nervosum) ist das zentrale Steuerungs- und Koordinationssystem des tierischen Organismus. Es dient der Aufnahme, Weiterleitung und Verarbeitung von Reizen aus der Umwelt und dem Körperinneren und ermöglicht die Abstimmung aller Organfunktionen. Anatomisch wird es in das zentrale Nervensystem (ZNS, Systema nervosum centrale) – bestehend aus Gehirn (Encephalon) und Rückenmark (Medulla spinalis) – sowie das periphere Nervensystem (PNS, Systema nervosum periphericum) unterteilt, das sämtliche Nerven, Ganglien und Nervenendigungen außerhalb des ZNS umfasst. Funktionell lässt sich zusätzlich das vegetative (autonome) Nervensystem (Systema nervosum autonomicum) abgrenzen, das die unwillkürliche Steuerung innerer Organe übernimmt.

Aufbau & Struktur

Die strukturelle Grundeinheit des Nervensystems ist das Neuron (Nervenzelle). Ein Neuron besteht aus dem Zellkörper (Soma, Perikaryon), einem oder mehreren Dendriten zur Reizaufnahme sowie einem Axon (Neurit) zur Erregungsweiterleitung. Die Axone sind bei vielen Spezies von einer Myelinscheide (Markscheide) umgeben, die von Schwann-Zellen im PNS bzw. Oligodendrozyten im ZNS gebildet wird und die saltatorische Erregungsleitung ermöglicht. Zwischen den Neuronen befinden sich Synapsen, an denen die Signalübertragung chemisch – über Neurotransmitter wie Acetylcholin, Noradrenalin oder Gamma-Aminobuttersäure (GABA) – oder seltener elektrisch erfolgt.

Das Gehirn gliedert sich bei Säugetieren in folgende Hauptabschnitte:

• Telencephalon (Großhirn, Endhirn) – Sitz höherer kognitiver Funktionen, willkürlicher Motorik und sensorischer Verarbeitung
• Diencephalon (Zwischenhirn) – mit Thalamus und Hypothalamus als Schaltzentrale für vegetative und endokrine Regulation
• Mesencephalon (Mittelhirn) – beteiligt an optischen und akustischen Reflexen
• Metencephalon (Hinterhirn) – mit Cerebellum (Kleinhirn) für Bewegungskoordination und Pons
• Myelencephalon (Medulla oblongata, verlängertes Mark) – Steuerung lebenswichtiger Funktionen wie Atmung und Kreislauf

Das Rückenmark verläuft im Wirbelkanal (Canalis vertebralis) und zeigt im Querschnitt eine charakteristische Schmetterlingsfigur aus grauer Substanz (Substantia grisea), umgeben von weißer Substanz (Substantia alba). Über die Spinalnerven (Nervi spinales), die segmental aus dem Rückenmark austreten, wird die Peripherie innerviert. Jeder Spinalnerv entsteht aus einer dorsalen (sensiblen) und einer ventralen (motorischen) Nervenwurzel – ein Prinzip, das als Bell-Magendie-Gesetz bekannt ist.

Das vegetative Nervensystem untergliedert sich in den Sympathikus (ergotrop, leistungssteigernd), den Parasympathikus (trophotrop, regenerationsfördernd) und das enterische Nervensystem (Plexus myentericus und Plexus submucosus) im Magen-Darm-Trakt, das als eigenständiges „Bauchhirn" agiert.

Funktion

Das Nervensystem erfüllt drei Grundfunktionen: Sensorik (Aufnahme von Reizen über Rezeptoren), Integration (Verarbeitung und Bewertung der Information im ZNS) und Motorik (Auslösung von Reaktionen über Effektoren wie Muskeln oder Drüsen). Reflexbögen stellen die einfachste funktionelle Einheit dar – ein Reiz wird über afferente Nervenfasern zum Rückenmark geleitet und löst über efferente Fasern eine motorische Antwort aus, ohne dass das Gehirn zwingend beteiligt ist. Komplexere Verhaltensweisen erfordern die Beteiligung kortikaler und subkortikaler Strukturen.

Das vegetative Nervensystem reguliert Herzfrequenz, Gefäßtonus, Bronchialweite, Darmmotilität, Drüsensekretion und zahlreiche weitere viszerale Funktionen. Der Hypothalamus fungiert als übergeordnetes Integrationszentrum und verknüpft nervale mit endokriner Steuerung über die Hypothalamus-Hypophysen-Achse.

Unterschiede zwischen Tierarten

Die vergleichende Neuroanatomie zeigt erhebliche Unterschiede in Größe, Gyrierung und relativer Entwicklung einzelner Hirnabschnitte. Beim Hund ist der Bulbus olfactorius im Verhältnis zum Gesamthirn besonders groß – entsprechend der herausragenden Bedeutung des Geruchssinns mit bis zu 300 Millionen Riechrezeptoren. Die Katze besitzt ein vergleichsweise stark entwickeltes Kleinhirn, das ihre ausgeprägte Bewegungskoordination und Geschicklichkeit widerspiegelt. Pferde verfügen über ein großes Cerebrum mit deutlicher Furchung (Gyrencephalie), wobei das Stammhirn für schnelle Fluchtreflexe besonders leistungsfähig ausgelegt ist.

Bei Vögeln fehlt ein typischer Neokortex – stattdessen übernimmt das Nidopallium und Mesopallium kognitive Aufgaben. Papageien und Corviden erreichen trotz fehlender kortikaler Schichtung bemerkenswerte kognitive Leistungen. Reptilien zeigen ein lissencephales (furchenloses) Gehirn mit relativ großem Stammhirn und dominierendem olfaktorischem System. Bei Fischen ist das Telencephalon primitiv ausgebildet, während das Tectum opticum im Mittelhirn eine zentrale Rolle bei der visuellen Verarbeitung spielt.

Die Anzahl der Spinalnervenpaare variiert speziesabhängig: Das Pferd besitzt 42, der Hund 36 und das Huhn etwa 39 Paare, abhängig von der Wirbelzahl.