Nervensystem und Gehirn
Das lernst du
- Ich kann den Weg vom Reiz zur Reaktion beschreiben und Sinnesorgan, Nerv und Gehirn zuordnen.
- Ich kann Gehirn, Rückenmark und Nerven als Zentrales und Peripheres Nervensystem ordnen und die Aufgaben der Gehirnteile nennen.
- Ich kann den Bau einer Nervenzelle beschreiben und die Leitungszeit berechnen.
- Ich kann die Übertragung an der Synapse erklären und die Wirkung von Giften und Drogen darauf beziehen.
- Ich kann Bau und Funktion des Auges erklären und die Anpassung an Nähe und Ferne begründen.
- Ich kann Reflexe von willkürlichen Handlungen unterscheiden und den Reflexbogen beschreiben.
- Ich kann Lernen und Gedächtnis erklären und Neuromythen prüfen.
- Ich kann die Wirkung von Stress, Schlaf und Hormonen auf Nervensystem und Körper beschreiben.
Merksätze
Ein Reiz trifft eine Sinneszelle, sie bildet daraus elektrische Signale.
Nerven leiten sie zum Gehirn, dort entsteht die Wahrnehmung. Ein Nerv leitet den Befehl zum Muskel.
Gehirn und Rückenmark bilden das Zentrale Nervensystem.
Die Nerven außerhalb sind das Periphere Nervensystem. Großhirn, Kleinhirn und Hirnstamm haben verschiedene Aufgaben und arbeiten zusammen.
Dendriten nehmen Signale auf, der Zellkörper verarbeitet sie, das Axon leitet sie weiter.
Markscheiden beschleunigen die Leitung auf bis zu 120 Meter in der Sekunde. Zeit = Strecke : Geschwindigkeit.
An der Synapse springt kein Strom über.
Die Endknöpfchen geben Botenstoffe in den Spalt ab, die an Rezeptoren der nächsten Zelle andocken. Gifte und Drogen stören diese Übertragung.
Licht fällt durch die Linse auf die Netzhaut.
Dort steht das Bild kopf, das Gehirn dreht es um. Für Nahes wird die Linse dicker, für Fernes dünner.
Ein Reflex läuft über das Rückenmark und nicht über das Gehirn.
Der Weg ist Reiz, Sinneszelle, Nerv, Rückenmark, Nerv, Muskel. Willkürliche Handlungen steuert das Gehirn.
Beim Lernen werden genutzte Verbindungen zwischen Nervenzellen stärker.
Wiederholung, Abruf und Schlaf festigen das Gelernte. Lerntypen sind nicht belegt, die Zehn-Prozent-Zahl ist ein Mythos.
Bei Stress schüttet der Körper Adrenalin und Cortisol aus.
Kurzer Stress macht leistungsbereit, Dauerstress macht krank. Im Schlaf festigt das Gehirn Gelerntes, Jugendliche brauchen acht bis zehn Stunden.
Selbst abfragen
Tippen dreht um, Wischen blättert.Leertaste dreht um, Pfeiltasten blättern.
So geht es – ein Beispiel je Aufgabenart
Was ist ein Reiz? Begründe die Wahl.
- Reize sind zum Beispiel Licht, Schall oder Druck.
- Sinneszellen reagieren darauf.
Ergebnis: eine Veränderung der Umwelt oder des Körpers, die eine Sinneszelle auslösen kann
Aus welchen Teilen besteht das Zentrale Nervensystem? Begründe die Wahl.
- Zentral heißt: in der Mitte.
- Gehirn und Rückenmark sind die Zentrale.
Ergebnis: aus Gehirn und Rückenmark
Welche Aufgabe haben die Dendriten einer Nervenzelle? Begründe die Wahl.
- Dendriten sind die Eingänge.
- Sie sind verzweigt, damit viele Signale ankommen können.
Ergebnis: Sie nehmen Signale anderer Zellen auf.
Ein Signal läuft durch eine markhaltige Nervenfaser mit 100 Metern in der Sekunde vom Fuß zum Rückenmark. Die Strecke beträgt 1 m. Wie lange dauert die Leitung?
- Zeit = Strecke : Geschwindigkeit.
- 1 m : 100 m/s = 0,01 s.
- Das sind 10 ms.
Ergebnis: 10 ms
Typische Fehler – so sieht es falsch aus, so richtig
Reiz, Muskel, Nerv, Gehirn, Reaktion.
Reiz, Sinneszelle, sensorischer Nerv, Gehirn, motorischer Nerv, Muskel, Reaktion.
Gehe den Weg der Signale: Sinneszelle nimmt auf, Nerv leitet zum Gehirn, ein zweiter Nerv leitet zum Muskel.
Das Auge sieht, das Ohr hört.
Das Auge nimmt Licht auf. Gesehen wird im Gehirn, das die Signale zu einem Bild zusammensetzt.
Das Sinnesorgan nimmt den Reiz auf. Die Wahrnehmung entsteht erst im Gehirn.
Das Rückenmark gehört zum peripheren Nervensystem.
Gehirn und Rückenmark bilden das Zentrale Nervensystem. Alle Nerven außerhalb sind das Periphere Nervensystem.
Zentral sind Gehirn und Rückenmark. Peripher sind die Nerven, die zu Organen und Muskeln laufen.
Das Kleinhirn denkt und plant, das Großhirn steuert den Herzschlag.
Das Großhirn steuert Denken, Wahrnehmung und willkürliche Bewegung. Das Kleinhirn koordiniert Bewegungen und Gleichgewicht, der Hirnstamm Atmung und Herzschlag.
Ordne zu: Großhirn denkt und plant, Kleinhirn koordiniert, Hirnstamm hält die lebenswichtigen Dinge am Laufen.
Nerven leiten Strom wie ein Kabel, und die Signale sind so schnell wie Licht.
Nerven leiten elektrische Impulse, die sich als Welle am Axon entlang fortpflanzen. Sie sind viel langsamer als Strom im Kabel: höchstens 120 Meter in der Sekunde.
Die Signale in Nerven sind Wellen am Axon, kein Strom im Draht. Sie sind etwa zehn Millionen Mal langsamer als Licht.
Das Axon nimmt die Signale auf, die Dendriten leiten sie weiter.
Dendriten nehmen Signale auf, das Axon leitet sie zum Endknöpfchen und zur Synapse.
Merk dir die Richtung: Dendriten empfangen, Zellkörper verarbeitet, Axon leitet weiter.
Zeit = Strecke · Geschwindigkeit, also 1 m · 100 m/s = 100 s.
Zeit = Strecke : Geschwindigkeit = 1 m : 100 m/s = 0,01 s.
Teile die Strecke durch die Geschwindigkeit. Prüfe mit der Einheit: Meter geteilt durch Meter pro Sekunde ergibt Sekunden.
Fallstrecke 20 cm: t = 2 · 0,2 : 9,81 = 0,04 s.
t = √(2 · 0,2 : 9,81) = 0,20 s.
Der Fall ist beschleunigt: s = ½ · g · t². Löse nach t auf und ziehe die Wurzel.
An der Synapse geht der Strom einfach in die nächste Zelle über.
Zwischen den Zellen liegt der synaptische Spalt. Die Erregung wird dort durch Botenstoffe (Transmitter) übertragen.
Es gibt einen Spalt. Er wird durch Botenstoffe überbrückt, die in die nächste Zelle einen neuen Impuls auslösen.
Ein Gift an der Synapse zerstört immer das ganze Axon.
Gifte und Drogen docken an Rezeptoren an, blockieren oder verstärken die Übertragung. Das Axon bleibt zunächst erhalten.
Frag: Was macht der Stoff an der Synapse? Er blockiert, ersetzt oder verlängert den Botenstoff, er zerstört nicht den ganzen Nerv.
Das Bild auf der Netzhaut steht auf dem Kopf, also sehen wir die Welt verkehrt.
Das Netzhautbild steht auf dem Kopf. Das Gehirn dreht es um, deshalb sehen wir die Welt aufrecht.
Auf der Netzhaut ist das Bild umgekehrt. Das Gehirn setzt daraus die Wahrnehmung zusammen.
Beim Blick auf ein Buch wird die Linse dünner.
Beim Nahsehen zieht sich der Ziliarmuskel zusammen, die Linse wird dicker und bricht das Licht stärker.
Nah sehen heißt: Die Linse wird dick und rund. Fern sehen heißt: Sie wird flach.
Das Zurückziehen der Hand von der heißen Platte ist eine willkürliche Handlung.
Das schnelle Zurückziehen ist ein Reflex, ein angeborener, schneller Ablauf über das Rückenmark.
Ein Reflex ist schnell, angeboren und läuft ohne Nachdenken ab. Eine willkürliche Handlung entscheidet das Gehirn.
Bei einem Reflex ist das Nervensystem gar nicht beteiligt.
Auch Reflexe laufen über Nerven. Die Verschaltung liegt im Rückenmark, das Gehirn bekommt die Meldung erst danach.
Der Reflexbogen führt über sensorischen Nerv, Rückenmark und motorischen Nerv. Das Gehirn erfährt es später.
Das Gehirn hat nur einige Millionen Nervenzellen.
Das Gehirn hat etwa 86 Milliarden Nervenzellen. Eine Milliarde ist tausend Millionen.
Prüfe die Einheit: Milliarde ist tausendmal so viel wie Million. Das Gehirn hat Milliarden Nervenzellen.
Das Gehirn speichert Gelerntes wie eine Festplatte, jedes Wort an einem festen Ort.
Lernen verändert die Verbindungen zwischen Nervenzellen. Erinnerungen entstehen aus Mustern vieler Zellen und werden beim Abrufen neu zusammengesetzt.
Das Gehirn legt nichts ab. Es verstärkt Verbindungen, die oft genutzt werden.
Wir nutzen nur zehn Prozent unseres Gehirns.
Bildgebende Verfahren zeigen: Über den Tag werden alle Teile des Gehirns genutzt, auch im Schlaf sind viele aktiv.
Der Satz ist ein Mythos. Alle Gehirnbereiche haben Aufgaben, und Schäden in jedem Bereich haben Folgen.
Ich bin ein visueller Lerntyp und lerne nur mit Bildern gut.
Studien finden keinen Vorteil, wenn man Unterricht nach angeblichen Lerntypen ausrichtet. Wirksam sind Wiederholung, Abruf und Verteilen des Lernens.
Lerntypen sind nicht belegt. Wirksam sind Abruf, verteiltes Üben und Schlaf (Pashler und andere 2008).
Kreative Menschen sind rechtshirnig, logische linkshirnig.
Die Hälften haben Schwerpunkte, arbeiten aber bei fast jeder Aufgabe zusammen. Persönlichkeitstypen lassen sich daraus nicht ableiten.
Beide Hälften arbeiten zusammen. Der Rechts-links-Typ ist ein Mythos.
Stress ist immer schädlich und muss vermieden werden.
Kurzer Stress macht leistungsbereit. Dauerstress ohne Erholung macht krank.
Stress kann helfen und schaden. Entscheidend sind Dauer und Erholung.
Im Schlaf ruht das Gehirn und tut nichts.
Im Schlaf ordnet das Gehirn Erlebtes und festigt Gelerntes. Jugendliche brauchen acht bis zehn Stunden.
Schlaf ist aktive Arbeit des Gehirns. Er festigt Gedächtnis und hilft beim Lernen.
Weiter lesen und ausprobieren – auf fremden Seiten
- PhET-Simulation (University of Colorado Boulder): Natürliche Selektion (CC BY-NC 4.0 – nur verlinkt)
- PhET-Simulation (University of Colorado Boulder): Genexpression (CC BY-NC 4.0 – nur verlinkt)
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