Christian Albrecht May

Das Informationssystem

© 2019 Christian Albrecht May

Verlag und Druck: tredition GmbH, Hamburg

Das Werk, einschließlich seiner Teile, ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung ist ohne Zustimmung des Verlages und des Autors unzulässig. Dies gilt insbesondere für die elektronische oder sonstige Vervielfältigung, Übersetzung, Verbreitung und öffentliche Zugänglichmachung.

Vorwort

In der Einführungsveranstaltung zum ersten Semester des Medizinstudiums versuche ich den Studenten zu erklären, was es heißt zu studieren. Der wichtigste Punkt, den ich ihnen mit auf den Weg geben möchte, ist für mich dabei der, dass sie zunächst selber Fragen entwickeln sollen, deren Antworten sie dann suchen. Studieren ist in meinen Augen ein Prozess, bei dem es nicht darum geht, in kürzester Zeit viele Fakten zu erhalten, sondern ein tieferes Verständnis der zu studierenden Materie. In der Medizin ist das der Mensch, und die Grundfrage, die uns bewegt, ist die nach dem Wesen des Menschen schlechthin. Es geht um das Erlernen von Methoden, wie man die Grundfrage beleuchten kann und welche Ergebnisse man mit unterschiedlichen Fragevoraussetzungen jeweils bekommt.

Um die Grundfrage überschaubar werden zu lassen, muss man Teilaspekte betrachten, d.h. eine Zergliederung vornehmen. Die Antworten, die man dort findet, dürfen jedoch nicht als Teillösungen befriedigen, sondern sollten in den ganzen Zusammenhang zurück integriert werden.

Das vorliegende Lehrbuch hat den Anspruch, diese Methode des Studierens für das Informationssystem darzustellen. Es gliedert sich deshalb nach funktionell motivierten Fragen, für die mehr oder weniger klare Antworten aus den verschiedenen Bereichen der Wissenschaft vorliegen. Soweit möglich, wird am Ende eines Fragenkomplexes der Zusammenhang zum ganzen Menschen wieder hergestellt und der Teilbereich im Konzert der menschlichen Funktionen beleuchtet und gewürdigt.

Um nicht zu schnell von vorgegebenen Bildern beeinflusst zu werden, wurden die graphischen Darstellungen vom Text entkoppelt; das vorliegende Textbuch enthält deshalb keine Abbildungen. Ein zweiter Teil zu diesem Buch in Form eines Abbildungsatlas ist in Vorbereitung. Um eine eigene Gewichtung des Textes zu ermöglichen, wurde auf eine Hervorhebung von Schlagworten verzichtet. Einzig die unterschiedlichen Sichtweisen wurden mit unterschiedlichen Schriften abgegrenzt: fette Texte stehen für klinische, kursive für funktionelle, einfache für morphologische und diese eigene Schrift für erweiterte Aspekte.

Ich hoffe mit dieser bisher in Lehrbüchern nicht realisierten Methode der Darstellung einen neuen Impuls zu setzen. Für kritische Bemerkungen und Ergänzungen bin ich jederzeit dankbar und aufgeschlossen, denn ein solches Lehrbuch alleine zu schreiben ist ob der Fülle an Daten heute fast nicht mehr ohne Lücken möglich.

Ich wünsche allen Lesern viel Freude und bin fast sicher, dass jeder etwas Neues, und sei es nur eine ungewöhnliche Betrachtungsweise von bekannten Tatsachen, darin finden wird.

Einleitung. Funktionelle Elementargliederung des Informationssystems

Das Informationssystem hat als zentrales Organ das Nervensystem, ist jedoch weit umfangreicher und findet sich in vielen anderen Prozessen im Körper. Auf der anderen Seite ist das Nervensystem auch vom Stoffwechselsystem und dem rhythmisch-prozessualen System durchwoben.

Das Nervensystem nimmt innerhalb des menschlichen Organismus eine Sonderstellung ein, insofern es die organische Grundlage für unser bewusstes Erleben bildet. Selbstverständlich sind auch die übrigen Organsysteme als biologische Grundlagen für die Entfaltung unserer Persönlichkeit von Bedeutung, aber nur durch die Tätigkeit des Nervensystems werden wir uns unseres Selbst und unserer Umwelt bewusst. Das Nervensystem besitzt die bemerkenswerte Fähigkeit, Informationen aufzunehmen, zu verarbeiten und zu speichern. Da Information als Ordnungsprinzip verstanden werden kann, greift das Nervensystem durch den Austausch von Informationen regelnd und steuernd in die Lebensprozesse der Organe und Gewebe unseres Körpers ein und setzt den Organismus als Ganzes zur Umwelt in Beziehung.

Diesen beiden großen Funktionsbereichen lassen sich zwei strukturelle Abschnitte des Nervensystems zuordnen: zum einen das autonome oder viszerale Nervensystem, das die innerhalb des Organismus ablaufenden biologischen Prozesse regelt, ohne dass uns diese Vorgänge primär bewusst oder von uns willkürlich beeinflusst werden, zum anderen der Teil das zentrale Nervensystems, das durch die Sinnesorgane die Verbindung zur Außenwelt herstellt. Zwischen diesen beiden Polen liegt der Bereich der Sensomotorik. Hierbei handelt es sich um einen Funktionsbereich, in dem körperliche Bewegungen so gesteuert werden, dass sie sich einerseits richtig in die Umwelt einpassen, andererseits aber auch unseren bewussten Vorstellungen entsprechen.

Vom morphologischen und entwicklungsgeschichtlichen Standpunkt aus lassen sich so am Nervensystem drei Strukturbereiche beschreiben:

- der zentrale Bereich (Kopfgebiet), in dem sich Nervenzellen und ihre Fortsätze sehr stark vermehren (Konzentration); dies steht in unmittelbarem Zusammenhang mit der Entwicklung der großen Sinnessysteme (visuell, auditiv, olfaktorisch)

- der mittlere segmentale Bereich (Rückenmark), der vornehmlich über die Spinalnerven die Muskulatur des Rumpfes und der Extremitäten versorgt und durch die Somitenbildung eine metamere Gliederung erhält

- der periphere Bereich (Organbereich), in dem sich Nervenzellhaufen (Ganglien) und Geflechte von Nervenfortsätzen (Plexus) entwickeln, die einen unmittelbaren Kontakt mit den Körpergeweben bekommen und dort autonom regulieren können

In einem ersten Themenkomplex (Kapitel 1-4) soll den Verbindungen der drei Funktionsbereiche des menschlichen Körpers im Detail nachgespürt werden.

1. Die allgemeinen Grundlagen für die Informationsprozesse im Informationssystem sollen zunächst in ihrem Entstehen aufgezeigt werden: die Entwicklung des Nervensystems als Organ und seine Gliederung.

2. Auf zellulärer Ebene gilt es dann die besonderen Stoffwechselfunktionen des Nervensystems, die ganz in das Intrazelluläre zurückgezogen werden, von den Informationsanteilen, die überwiegend an der Zelloberfläche erscheinen und eine rhythmische Komponente aufweißen, abzugrenzen.

3. Rhythmisch-prozessuale Vorgänge auf Organebene betreffen überwiegend die Flüssigkeitsbewegungen (Durchblutung, Lymphabfluss, Hirnflüssigkeit).

4. Um das Informationssystem als Ganzes zu verstehen, müssen die spezifischen Informations-Prozesse auch im Stoffwechselsystem und im rhythmisch-prozessualen System aufgezeigt werden. Im Stoffwechselsystem findet man dabei besonders das Prinzip der hormonellen Regulation.

Die großen Funktionsbereiche des Nervensystems bilden den zweiten Themenkomplex (Kapitel 5-7), der um die Themen von Regulation und Interaktion kreist.

5. Die Abstimmung des Inneren (viszerale Regulation) erfolgt in mehreren, aufeinander aufgebauten Regelkreisen: peripher am Organ (intramural), peripher übergeordnet (para- und prävertebral), zentral im Rückenmark (spino-medullär) und im Zwischenhirn (diencephal).

6. Die für die Sensomotorik gewählte Einteilung beschreibt das komplexe System mit fünf Stufen: Muskeltonus – spinale Regulation – cerebelläre Adjustierung – subcorticale Vorbereitung – corticale Ergänzung

7. Bei der Betrachtung der Sinne wird nach qualitativen Merkmalen eine Differenzierung des Sensoriums versucht. Neben den bekannteren Sinnen (Tastsinn, Gleichgewicht, Geruch, Geschmack, Sehen, Hören) finden sich auch unbekanntere Qualitäten (Lebenssinn, Temperatur, Sprache-, Gedanken-, Ich-Sinn, ausstrahlende Wärme, schöpferische Synthese).

Das Informationssystem wäre nicht vollständig betrachtet, ließe man die individualisierenden Aspekte des Menschen außen vor. Sie werden in neuerer Zeit insbesondere mit dem Endhirn in Zusammenhang gebracht, welches im dritten Themenkomplex (Kapitel 8-10) einer genaueren Betrachtung unterworfen werden soll. Wichtig wird hier vor allem die unterschiedliche Betrachtungsweise (je nach Festlegung der Prämissen) und die sprachlichen Beschreibungen, die mit großer Vorsicht auf ihre Analogie hin untersucht werden müssen.

8. Strukturell bildet das limbische System einen eigenen Komplex, der mit funktionellen Aspekten des Gedächtnis und der Emotionen in Zusammenhang gebracht wird.

9. Eine der wesentlichen Voraussetzungen für das spezifisch menschliche Sein ist das Bewusstsein, dessen Existenz ohne die Großhirnrinde der Umwelt nicht gespiegelt werden kann.

10. Das eigentliche Individuum, die Leibnitz’sche Monade Mensch entsteht erst durch das kognitive Erkennen des Ich-Seins. Der Beginn dieses Prozesses ist schwer zu definieren; scheinbar leichter ist es, sein Ende mit dem Hirntod zu erfassen.

Inhaltsverzeichnis

Vorwort

Einleitung. Funktionelle Elementargliederung des Informationssystems

1. Kapitel. Entwicklung und Struktur des Nervensystems – Grundlagen für die Aufgabe als Informationssystem

1.1 Warum bildet sich überhaupt ein Nervensystem?

1.2 Wie bildet sich die morphologische Grundanlage des Nervensystems?

1.3 Wie entsteht aus gleichförmigen Epithelzellen eine Mischung aus Nerven- und Gliazellen?

1.4 Wie spezialisieren sich die Neurone auf die Informationsvermittlung?

1.5 Woher kommen die Impulse, die zu einem Aktionspotential führen?

1.6 Wie wird die Impulsweiterleitung optimiert?

1.7 Was passiert mit den Impulsen am ‚Ende’ der Nervenzelle?

1.8 Welche Grundgliederung bildet sich im Rückenmark?

1.9 Nach welchen Prinzipien gliedert sich das Rückenmark in den verschiedenen Dimensionen?

1.10 In welcher Beziehung stehen Rückenmark und Rückenmarkskanal?

1.11 Wie entsteht das periphere Nervensystem?

1.12 Nach welchen Prinzipien entwickeln sich die Hirnabschnitte?

1.13 Nach welchen Prinzipien gliedert sich das Gehirn in den verschiedenen Dimensionen?

2. Kapitel. Stoffwechselvorgänge im Nervensystem

2.1 Welche Rolle spielt der Stoffwechsel in einem auf Information spezialisierten Organsystem?

2.2 Gibt es einen besonderen Stoffwechsel für das Nervengewebe?

Energiegewinnung (Zuckerstoffwechsel und Ketonkörper).

Aminosäuren- und Eiweißstoffwechsel.

Lipidstoffwechsel (Zellmembran und Markscheide).

Spurenelemente.

Vitamine.

2.3 Unterscheiden sich die Zellen des Nervensystems prinzipiell von anderen Körperzellen?

2.4 Welche Charakteristika zeigt die Nervenzelle im Hinblick auf den Stoffwechsel?

2.5 Wie wirken welche Überträgerstoffe (Transmitter)?

2.6 Was leisten die Gliazellen?

3. Kapitel. Transportprozesse und Flüssigkeitsbewegungen

3.1 Wie viel Blut braucht das zentrale Nervensystem?

3.2 Wie kommt das Blut zum zentralen Nervensystem?

3.3 Welche Mechanismen erlauben eine Stoffabgabe aus dem Blut im zentralen Nervensystem?

3.4 Gibt es Besonderheiten beim Blutabfluss des zentralen Nervensystems?

3.5 Kann man die Blutversorgung des zentralen Nervensystems beim lebenden Menschen visualisieren?

3.6 Wie gliedert sich die extravasale extrazelluläre Flüssigkeit im zentralen Nervensystem?

3.7 Welche morphologischen Strukturen entwickeln sich für die Bildung des Liquor cerebrospinalis?

3.8 Wie entsteht und wie gliedert sich der äußere Liquorraum?

3.9 Gibt es in der Nervenzelle spezifische Transportsysteme?

4. Kapitel. Informationsprozesse außerhalb des Nervensystems

4.1 Welche eigenen Informationsprozesse bildet das Stoffwechselsystem?

Ionenkonzentrationen.

Säuregehalt.

Aktivität (Energieumsatz).

Wachstum.

Reifung und Differenzierung.

4.2 Welche Informationsprozesse beziehen sich spezifisch auf das Blut?

4.3 Gibt es nicht-neuronale Informationsprozesse am Bewegungsapparat?

4.4 Welche eigenen Informationsprozesse bildet das rhythmisch-prozessuale System?

4.5. Wie gliedern sich die Informationsprozesse im Immunsystem?

4.6 Welche Bedeutung haben Informationsprozesse im Reproduktionssystem?

4.7 Welche Informationsprozesse finden sich in einer einzelnen Zelle?

5. Kapitel. Viszerale Regulation

5.1 Wie gliedern sich die Regulationsprozesse im Körperinneren?

5.2 Welche Aufgaben kann das enterische Nervensystem als eigener Komplex erledigen?

5.3 Welche anderen organspezifischen Funktionen werden durch intramurale Einheiten reguliert?

5.4 Was versteht man unter dezentraler organübergreifender Regulation des autonomen Nervensystems?

5.5 Welche Rolle spielt das Endokrinum (humorales System) im peripheren autonomen Informationsprozess?

5.6 Hat das Spinomedulläre System eine eigenständige Regulations-möglichkeit?

5.7 Für welche Funktionssysteme findet man Regulationszentren im Hirnstamm?

5.8 Welche Rolle spielt der Hypothalamus im autonomen Konzert?

5.9 Wie ist der Hypothalamus in das zentrale Nervensystem integriert?

Kapitel 6. Sensomotorische Systeme

6.1 Warum sollte man die ‚motorische’ Komponente des Nervensystems nicht einzeln betrachten?

6.2 Welche phylogenetische Bedeutung hat die Sensomotorik?

6.3 Was bedeutet der Muskeltonus und wie wird er kontrolliert?

6.4 Wie gliedert sich die spinale Koordination für die Körperbewegung?

6.5 Was vermittelt das Kleinhirn und der Hirnstamm für die Sensomotorik?

6.6 Wie werden Bewegungsmuster generiert?

6.7 Was heißt Bewegungsantrieb und Handlungsmotivation?

7. Kapitel. Sinnessystem

7.1 Welche Grundelemente werden für die Sinne benötigt?

7.2 Wann ist ein Sinn ein Sinn?

7.3 Was ist die eigentliche Qualität des tastenden Fühlens?

7.4 Welche Bedeutung hat die Wahrnehmung der eigenen Bewegung?

7.5 Welche grundsätzlichen Aufgaben kann das Gleichgewichtsorgan übernehmen?

7.6 Wie äußert sich der Lebenssinn?

7.7 Welche Bedeutung hat der Geruch beim Menschen?

7.8 Ist das Schmecken gleichbedeutend dem Riechen?

7.9 Wie entwickelt sich eine Wahrnehmung für Licht, und wie das Auge?

7.10 Wie kommt das Licht bis zur Netzhaut?

7.11 Wie wird die Lichtmenge optimiert?

7.12 Wie und warum wird fokussiert?

7.13 Wie wird der Lichtimpuls verarbeitet?

7.14 Wie wird ein Gegenstand [als Ganzes] gesehen und wahrgenommen?

7.15 Warum sollte man die Temperatur nicht bei der Tastempfindung mit behandeln?

7.16 Wie entwickelt sich die Wahrnehmung für Schall?

7.17 Wie kommt die Information des Schalls zu den Sinneszellen?

7.18 Wie wird die Schallinformation erkannt und moduliert?

7.19 Gibt es für Sprache, Gedanken und Ich eigene Wahrnehmungsorgane?

7.20 Wie können wir unsere nach außen gerichtete Aktivität reflektieren?

8. Kapitel. Gedächtnis, Lernen und Emotionen (das limbische System)

8.1 Welche Vorstellungen existieren zum Gedächtnis?

8.2 Was versteht man unter Emotionen?

8.3 Was versteht man strukturell unter dem Limbischen System?

8.4 Welche Argumente unterstützen die Parallelisierung von Limbischem System, Gedächtnis und Emotionen?

8.5 Was passiert auf der physiologisch-humoralen Ebene der Emotionen?

8.6 Wie lässt sich die motorisch-verhaltensmäßige Ebene der Emotionen fassen?

8.7 Welche Ansätze umfasst die subjektiv-psychologische Ebene der Emotionen?

8.8 Kann man Emotionen noch ganz anders erfassen und beschreiben?

9. Kapitel. Bewusstsein und Großhirnrinde

9.1 Welche Voraussetzungen ermöglichen die Entwicklung eines Bewusstseins?

9.2 Gibt es verschiedene Bewusstseinszustände?

9.3 Welche Rolle spielt der Hirnstamm für das Bewusstsein?

9.4 Wie arbeitet die Großhirnrinde?

9.5 Wie kann die Großhirnrinde zum Bewusstsein beitragen?

10. Kapitel. Ich-Sein und Hirntod

10.1 In wieweit hängen kognitive Leistungen mit dem Gehirn zusammen?

10.2 Gibt es reines Denken ohne den Aspekt der Kommunikation?

10.3 Lässt sich das ‚Ich’ auf das Nervensystem reduzieren?

10.4 Was bedeutet in diesem Zusammenhang der Hirntod?