Das Gehirn und die Nerven der Katze

Themen der Seite: biologische Computer, Katzenintelligenz, Nervensystem, Botenstoffe, Kontrolle

Einführung Biofeedback und das Gehirn

Alle Sinnesorgane und die Hormondrüsen des Körpers senden Informationen an das Gehirn. Dieses wertet die chemischen Signale aus und weist den Körper mittels des Nervensystems an, wie er reagieren soll. Das Gehirn übermittelt auch Instruktionen an die Hauptdrüse im Hormonsystem der Katze, die Hypophyse oder Hirnanhangdrüse. Die Informationen aus dem Gehirn regen die Hypophyse zur Bildung von Hormonen an, die Funktionen und Aktivitäten wie die Stoffwechselrate und das Sexualverhalten steuern. Dazu ist sehr viel Energie notwendig. Das Gehirn macht zwar weniger als ein Prozent des Körpergewichts aus, erhält aber 20 Prozent des vom Herzen ausgepumpten Bluts.
Alle Hormone, die die Körperfunktionen steuern und aufrechterhalten oder das Verhalten der Katze regulieren, unterliegen der direkten oder indirekten Kontrolle des Gehirns. In beiden Fällen sendet das Gehirn chemische Botschaften an den Hypothalamus, der die Hypophyse kontrolliert. Die Hypophyse wiederum produziert die Hormone, die anderswo Vorgänge stimulieren.

Steuerung der Körperfunktionen

Im Gehirn erzeugte Hormone steuern die meisten alltäglichen Körperfunktionen. Der Hypothalamus tief im Gehirn erzeugt das Antidiuretische Hormon (ADH), das die Konzentration des Urins überwacht und das Ocytocin, das bei der Kätzin die Wehen und den Milchfluss anregt. Die Hypophyse produziert eine Reihe von Hormonen. Ein wachstumsförderndes Hormon und sein Gegenteil, ein wachstumshemmendes Hormon, regulieren die Produktion des Wachstumshormons im Katzenhirn. Die Produktion dieses Hormons geht nach dem Welpenalter weiter, doch seine Bedeutung für die ausgewachsene Katze ist ungeklärt. Das Thyrotrope Hormon (Thyreotropin) regt die Schilddrüse an, die den Stoffwechselumsatz reguliert. Das Adrenocorticotrope Hormon (ACTH) stimuliert die Adrenalindrüse zur Ausschüttung von Cortisol als Reaktion auf Stress oder Gefahr. Die Bildung von Geschlechtshormonen, Eizellen und Sperma wird bei der Kätzin durch das Follikelstimulierende Hormon (FSH) und beim Kater durch das Luteinisierende Hormon (LH) reguliert. Ein erst neuerdings entdeckter hormonaler Kontrollmechanismus betrifft das Melanin. Die Hypophyse produziert das Melanocytstimulierende Hormon (MSH), das die Melaninsynthese in der Zirbeldrüse anregt. Das Melanin ist an der Auslösung der Schlafzyklen beteiligt und überwacht die innere Uhr des Körpers, die den Tag- und Nach-Rhythmus aufrechterhält.

Die Nebennierendrüsen

Die Nebennierendrüsen, die den beiden Nieren aufsitzen, bestehen aus der Nebennierenrinde und dem davon eingeschlossenen Nebennierenmark. Die Nebennierenrinde erzeugt Cortisol und andere Hormone, die für den Stoffwechsel zuständig sind und die Reaktion des Körpers auf Verletzungen bestimmen. Das Nebennierenmark bildet Epinephrin und Norepinephrin, bekannter unter den Namen Adrenalin und Noradrenalin. Diese Hormone steuern den Herzschlag und die Erweiterung der Blutgefäße. Die Nebennierendrüsen sind ein wesentlicher Bestandteil des Biofeed-Regelkreises. Dieses System reguliert die Kampf-oder-Flucht-Reaktion und hat eine ganz unmittelbare Auswirkung auf das Katzenverhalten. Der Biofeedback-Mechanismus bestimmt die Wesenseigenschaften, die Verträglichkeit und die Zähmbarkeit einer Katze.

Der biologische Computer

Über all diesen Aktivitäten thront das Gehirn. Das Gehirn ist ein unvorstellbar kompliziertes Informationsspeichersystem, das aus Milliarden von spezialisierten Zellen, den sogenannten Neuronen, besteht, von denen jede bis zu 10000 Verbindungen zu anderen Zellen aufweist. Die Neuronen kommunizieren untereinander mit chemischen Botenstoffen, den Neurotransmittern. Bei einer sieben Wochen alten Katze flitzen die Botschaften mit fast 400 km/h durch das Gehirn. Diese Geschwindigkeit nimmt mit dem Alter ab, doch neueren Studien zufolge kann dieser Abbau rückgängig gemacht werden. Ältere Katzen, die mental angeregt werden, können tatsächlich ein schwereres Gehirn bekommen. Die Gewichtszunahme ist nicht auf neue Hirnzellen, sondern auf mehr Verbindungen zwischen den vorhandenen zurückzuführen.
Die Fähigkeit des Gehirns, Informationen zu speichern, ist genetisch vorprogrammiert. Manche gespeicherten Daten sind instinktiv oder angeboren und steuern das Sexualverhalten, die Reviermarkierung, die Aggressivität und im Welpenalter eingegangene Bindungen. Das Katzengehirn kann aber auch neue Daten aufnehmen, etwa die Art und Weise, wie ein Katzentürchen benutzt oder Nahrung beschafft wird. Anatomisch ähnelt das Gehirn der Katze dem aller anderen Säugetiere. Das Kleinhirn steuert die Muskeln, das Großhirn ist für das Lernen, Emotionen und Verhalten zuständig und der Hirnstamm für das Nervensystem. Ein Netzwerk von Zellen, das sogenannte limbische System, integriert wahrscheinlich Instinkt und Lernen. Der Konflikt zwischen dem, was eine Katze instinktiv tun möchte, und dem, was das Lernen sie zu tun zwingt, wird vermutlich hier ausgetragen.

Katzenintelligenz

Schaltkreise und Hormone bilden den Rahmen, in dem sich die Persönlichkeit entfaltet. Diese Struktur ist von Katze zu Katze verschieden und durch Vererbung beeinflusst. Sie ist freilich nur ein Teil des Gesamtphänomens; Entwicklung beruht auch auf Lernen. So wie der Mensch sich bei der Geburt instinktiv durch Laute mitteilen möchte, aber zuerst die Sprache erlernen muss, so werden auch Katzen mit dem Instinkt geboren, ihr Territorium zu markieren und zu verteidigen oder für ihren Lebensunterhalt zu jagen, doch sie müssen lernen, wie das geht. Katzen, die nicht zu jagen brauchen, um zu überleben, entwickeln einfach nie die für die Jagd zuständigen Gehirnbereiche. Viele jagen dennoch, sind aber nicht so erfolgreich wie jene, die das Jagen erlernt und praktiziert haben. Verwilderte Katzen erlangen ein gesundes Misstrauen gegen andere Tiere und Menschen, denn Katzen sind klein und gegenüber solchen Widersachern relativ wehrlos. Wenn wir Kätzchen in unserer Wohnung aufziehen, greifen wir aktiv in die Entwicklung ihres Gehirns, ihrer Biofeedback-Mechanismen und ihres Verhaltens ein. Eine Katze, die vor ihrer siebten Lebenswoche von Menschen aufgezogen wird, hat ein modifiziertes Biofeedback. Sie lernt, dass Menschen ungefährlich sind - ein Wissen, das sich ihrem Gehirn und ihren hormonellen Reaktionen auf uns fest einprägt.
Manche Leute glauben, Katzen könnten nichts lernen; sie sind scheinbar unfähig dazu, weil ihr Gehirn für eine solitäre Lebensweise ausgelegt ist und kaum auf soziales Lernen anspricht, das wir als "Rudeltiere" ganz selbstverständlich nutzen. Katzen gehorchen in der Regel nicht, um gelobt zu werden, weil eine Belobigung für einen einzelgängerischen Jäger keinen Überlebensvorteil darstellt, aber sie können unsere Wünsche erfüllen, wenn sie dafür eine Futterbelohnung erhalten.

Das Nervensystem

Das Nervensystem, die Gesamtheit der erregungsleitenden und erregbaren Organe, koordiniert alle Körpervorgänge und Lebensäußerungen der Katze. Es arbeitet eng mit dem Hormonsystem zusammen, mit dem es durch das Gehirn und die Hypophyse verbunden ist, um alle natürlichen Funktionen des Tiers Sekunde für Sekunde, Tag für Tag aufeinander abzustimmen. Während die Hormone langsam, aber langfristig wirken, reagiert das Nervensystem mit seinen phantastisch komplizierten Vernetzungen schnell, exakt und direkt auf innere wie äußere Vorgänge. Einige Bereiche des Nervensystems werden von der Katze bewusst kontrolliert; andere funktionieren scheinbar automatisch, werden aber in Wirklichkeit auf tieferen, unbewussten Ebenen gesteuert. Informationen wandern in zwei Richtungen durch das Nervensystem: Sensorische Nerven informieren das Gehirn darüber, wie sich die Katze fühlt, und motorische Nerven leiten Informationen vom Gehirn weg und teilen dem Körper mit, was er dann tun soll.

Zentral und Peripher

Das Nervensystem wird in das zentrale und das periphere unterteilt. Das zentrale Nervensystem umfasst das Gehirn und das Rückenmark - das Kommandozentrum des Körpers und die Schnellstraße für die zweibahnige Übermittlung der Nervenimpulse. Das periphere Nervensystem empfängt Informationen über Temperatur, Tasteindrücke und Schmerzen und leitet Befehle an die Muskeln weiter. Es besteht aus den Hirnnerven und den spinalen oder peripheren Nerven.
Die Hirnnerven sind zuständig für die Gesichtsmuskeln und die Weiterleitung von Informationen der Sinnesorgane. Sie verlaufen unterhalb des Gehirns zum Hirnstamm. Die Spinalnerven gehen vom Rückenmark in dessen ganzer Länge aus und verbinden die Extremitäten mit dem Zentralnervensystem.
Die Unterteilung des Nervensystems dient dem besseren Verständnis, ist aber keine physische Trennung. Viele Nervenzellen liegen teils im Zentralnervensystem und teils im peripheren System.

Chemische Botenstoffe

Das Nervensystem besteht aus Nervenzellen oder Neuronen und unterhält Zellen, die Strukturen bilden und Myelin produzieren. Ein Neuron ist bedeckt mit zweigähnlichen Gebilden, den sogenannten Dendriten, die Botschaften von anderen Zellen empfangen. Jede Zelle besitzt auch einen langen schwanzartigen Fortsatz, der Axon genannt wird und Botschaften an andere Nervenzellen oder direkt an Organe übermittelt. Alle diese Botschaften werden von Neurotransmittern weitergeleitet. Das sind chemische Substanzen, die in den Axonen gebildet werden und die winzige Lücke zwischen den Nervenzellen, den synaptischen Spalt, überwinden. Neuronen berühren einander nie. In jedem Augenblick, selbst im Tiefschlaf, sendet und empfängt das Nervensystem einer Katze zahllose Botschaften. Jede Zelle verschickt dabei gewöhnlich Botschaften an Tausende von anderen Zellen.

Willkürliche, automatische und unbewusste Kontrolle

Willkürliche Kontrolle
Das periphere Nervensystem besteht aus Millionen von Nervenfasern, die zu einzelnen Nervensträngen gebündelt sind. Diese leiten Informationen der Haut und der Muskeln zum Gehirn und Anweisungen vom Gehirn zurück zu den Muskeln. Einzelne Nervenfasern, die von einer einzigen Zelle ausgehen, können bis zu 30 cm lang sein. Die gesamte Struktur gleicht anatomisch einem weitverzweigten Wurzelsystem.

Automatische Kontrolle
Das vegetative (autonome) Nervensystem überwacht die unwillkürlichen Funktionen und Aktivitäten. Solange eine Katze entspannt und streßfrei ist, ist der Parasympathicus zuständig. Unter Streß übernimmt der Sympathicus sofort die Kontrolle, er beschleunigt den Puls, weitet die Pupillen und leitet Blut zu den Muskeln, damit sie unverzüglich in Aktion treten können.

Unbewusste Kontrolle
Viele Funktionen des Nervensystems werden bewusst oder willkürlich gesteuert. Wenn eine Katze ein Beutetier erblickt, kontrolliert sie bewusst ihre Muskeln, damit sie sich auf das Opfer stürzen kann. Sinnesnerven leiten Botschaften zum Gehirn weiter, und motorische Nerven leiten Botschaften zurück zu den Muskeln und stimulieren sie, so kontrolliert zu funktionieren, wie es für einen präzisen Beutesprung notwendig ist.
Andere Aktivitäten geschehen dagegen unwillkürlich. Das gilt in der Regel für die inneren Organe, etwa die Regulierung des Herzschlags und der Atmung und die vielen Verdauungsvorgänge. Solche unwillkürlichen Aktivitäten werden vom vegetativen Nervensystem gesteuert. Das vegetative System besteht aus zwei Teilen, einem sympathischen und einem parasympathischen. Der erste fördert Aktivität, der zweite hemmt sie. Bei einer entspannt ruhenden Katze koordiniert der Parasympathicus die unwillkürliche Aktivität: Die Pupillen sind entspannt, Puls und Atmung langsam und regelmäßig. Gerät die Katze unter Streß, übernimmt der Sympathicus die Kontrolle; er regt den Hypothalamus und die Hypophyse im Gehirn an, die Nebennierendrüsen zur Kamp-oder-Flucht-Reaktion zu stimulieren. Diese Abläufe sind zwar komplex, erfolgen aber blitzschnell.