Die Geschichte der Hirnforschung reicht bis zu ersten hirnanatomischen Erkenntnissen in prähistorischer Zeit zurück. Die Einsicht, dass das Gehirn Sitz kognitiver Fähigkeiten ist, kann erstmals im antiken Griechenland nachgewiesen werden, seine Funktionsweise blieb jedoch bis zum Ende des Mittelalters weitgehend unbekannt. Während nach Wiederaufkommen von Autopsien bereits in der Renaissance die Struktur des Hirns genauer untersucht wurde, stehen erst seit dem 18. Jahrhundert Methoden zur Verfügung, um experimentelle Erkenntnisse über seine Funktion zu gewinnen. Der größte Teil des heutigen Wissensstands zur Hirnanatomie und Neurophysiologie wurde etwa seit Mitte des 19. Jahrhunderts durch systematische Forschung an Tieren und Beobachtungen an Kranken und Verletzten erworben. Seit Mitte des 20. Jahrhunderts stehen darüber hinaus nichtinvasive Methoden zur Verfügung, die durch Experimente an gesunden Probanden zu vielen weiteren Erkenntnissen beigetragen haben.

Urgeschichte mini|Schädel einer jungen Frau mit Trepanationsöffnung, ca. 3500 v. Chr. Wie man an der stattgefundenen Gewebsneubildung feststellen konnte, hat die Patientin die Operation überlebt. Aufgrund von Funden aus dem frühen Ägypten wissen wir, dass vor 5000 Jahren Menschen mit ersten operativen Eingriffen in das Zentralnervensystem begannen, wie an systematischen Schädelöffnungen (Trepanationen) an Schädeln dieser Zeit abzulesen ist. Etwa 70 Prozent der Schädel, die solche Merkmale aufweisen, zeigen Zeichen der Heilung und lassen daher darauf schließen, dass der Patient den Eingriff um Monate oder gar Jahre überlebt hat. Dies kann als Geburtsstunde der Neurochirurgie gelten. Neolithische Trepanationen sind auch aus ganz Europa und Lateinamerika bekannt.

mini|links|Auszug aus dem Edwin Smith Papyrus Die anatomischen Kenntnisse der Ägypter über das Gehirn gehen aus dem überraschend systematisch und rational verfassten Papyrus Edwin Smith hervor. Dieser Papyrus, der in Ägypten 1550 vor Christus verfasst wurde, geht vermutlich auf Schriften zurück, die bereits um 3000 vor Christus existiert haben und als die ältesten medizinischen Dokumente der Menschheitsgeschichte gelten.J. H. Breasted: The Edwin Smith surgical papyrus. Univ. Chicago Press, Chicago 1980, 2 Bd. S. xvi, 6, 480–485, 487–489, 446–448, 451–454, 466; 2: S. XVII, XVII (A) In dem Papyrus sind das Gehirn, seine Organisation in Gyri und Sulci, das Rückenmark, die Hirnhäute und die umgebenden Knochen beschrieben. Die Blutgefäße, Sehnen und Nerven werden jedoch noch unterschiedslos als „Kanäle“ bezeichnet. Auch über die Funktion des Gehirns waren sich die Ägypter noch nicht im klaren: Obwohl sie erfahren hatten, dass schwere Kopfverletzungen mit dem Verlust der Sprache einhergehen konnten, galt das Herz als Sitz der Seele und aller geistigen Fähigkeiten. Während es bei der Einbalsamierung nicht angerührt werden durfte und andere Organe, wie Lunge, Leber und Magen, dem Leichnam für sein jenseitiges Leben mitgegeben wurden, entfernten die Ägypter die Gehirne ihrer Toten bedenkenlos.Stanley Finger: Minds behind the brain. S. 18.

Antike mini|Hippokrates, wie ihn Rubens sah Um 500 v. Chr. soll Alkmaion von Kroton als Erster die Sehnerven und andere sensorische Nerven entdeckt haben.Lloyd, 1975.: Alcmeon and the early history of dissection, Sudhoffs Archiv, 59, S. 113–47 Alkmaion entwickelte die Vorstellung, dass Nerven hohl seien und ein Medium (kenon) umhüllten, das den Sinneseindruck zum Gehirn leitet. Obwohl Autopsien am Menschen zu jener Zeit aus religiösen Gründen undenkbar waren, benannte die Hippokrates von Kos (ca. 460–370 v. Chr.) zugeschriebene Sammlung Corpus Hippocraticum das Gehirn bereits klar als Sitz der Empfindung und Intelligenz und erkannte, dass die bislang als „heilig“ angesehene Epilepsie eine Krankheit des Gehirns ist.Corpus Hippocraticum: De morbo sacro. Erste Autopsien wurden zur Zeit des Herophilos von Chalkedon (um 325–255 v. Chr.) möglich. Er beschrieb korrekt die grobe Anatomie des Gehirns, vermutete den Sitz menschlicher Intelligenz bzw. der Seelenkräfte jedoch nicht im Hirngewebe, sondern in erstmals durch ihn unterschiedenen drei Hirnventrikeln, den flüssigkeitsgefüllten Kammern des Gehirns.H. Diels, W. Kranz: Die Fragmente der Vorsokratiker. 6th ed., Band 1, S. 210–216. Weidmann, Dublin, Ireland 1952. Erasistratos (um 305–250 v. Chr.) unterschied motorische und sensible Nerven, erkannte vier Hirnventrikel (begründet in der Aufteilung des Ersten in einen rechten und linken Ventrikel), lokalisierte die Seele in die Hirnwindungen bzw. in die HirnhäuteBernhard D. Haage: Ventrikellehre. In: Werner E. Gerabek, Bernhard D. Haage, Gundolf Keil, Wolfgang Wegner (Hrsg.): Enzyklopädie Medizingeschichte. De Gruyter, Berlin / New York 2005, ISBN 3-11-015714-4, S. 1439. und unternahm neurophysiologische Experimente wie z. B. Hirnschnitte und artifizielle Läsionen. Die neuen Erkenntnisse konnten die ältere Vorstellung, nach der Empfindung und Verstand dem Herzen zuzuordnen seien, jedoch für lange Zeit nicht vollständig verdrängen. Ihr bekanntester Vertreter war Aristoteles (384–322 v. Chr.), der das Gehirn als Kühlorgan betrachtete.

Galens Ventrikellehre (um 177 n. Chr.):

In nachchristlicher Zeit führte der griechische Arzt Galen (um 129–216 n. Chr.) sorgfältige Studien zur tierischen Anatomie durch und klärte anhand zahlreicher Vivisektionen die Funktion einzelner Nervenbahnen auf. Der aristotelischen Auffassung des Hirns als Kühlorgan widersprach er.Olaf Breidbach: Hirn, Hirnforschung. In: Werner E. Gerabek, Bernhard D. Haage, Gundolf Keil, Wolfgang Wegner (Hrsg.): Enzyklopädie Medizingeschichte. De Gruyter, Berlin/New York 2005, ISBN 3-11-015714-4, S. 600 f.; hier: S. 600. Galen beschrieb auch erstmals das sympathische Nervensystem, erfasste seine Funktion jedoch noch nicht korrekt. Autopsien von Menschen waren in Rom, wo der Schwerpunkt seines Wirkens lag, verboten. Galen hatte jedoch die Gelegenheit, verwundete Gladiatoren zu untersuchen, und übertrug davon abgesehen viele seiner Erkenntnisse aus Tierstudien auf den Menschen. Bei seinen Untersuchungen des Gehirns konzentrierte er sich Herophilus folgend vor allem auf die liquor­gefüllten Hirnkammern. Er studierte unter anderem, wie sich Schnitte und Druck auf sie auswirken.C. M. Goss: On anatomy of nerves by Galen of Pergamon. Am J Anat. März 1966; 118 (2): S. 327–335. Galen glaubte, dass sich in den Ventrikeln eine Substanz befinde, die er pneuma psychikon (lat. spiritus animalis) nannte und die in der Lage sei, durch die als hohl vorgestellten Nerven Sinneswahrnehmungen zum Hirn zu transportieren, aber auch Muskeln zu aktivieren. Er behauptete, dass dieses pneuma psychikon unter anderem im Rete mirabile gewonnen werde, einem feinen Geflecht von Blutgefäßen, das sich bei Schafen an der Hirnbasis befindet. Dass das menschliche Gehirn gar keine entsprechende Struktur besitzt, blieb rund 1300 Jahre lang unentdeckt.

Galen betrachtete die Ventrikel im Wesentlichen als Speicher des Pneumas (nicht der Seele, die er ähnlich wie Erasistratos in der Hirnsubstanz vermutete) und gestand der Hirnsubstanz eine wichtige Rolle bei kognitiven Prozessen zu; so beschrieb er auch als Erster den altersbedingten Hirnschwund. Christliche Kirchenväter entwickelten schon bald eine Synthese der medizinischen Erkenntnisse Galens mit dem theologisch motivierten Menschenbild des Christentums. Im Verlauf dieser Entwicklung gerieten die Ventrikel ins Zentrum der Aufmerksamkeit – sie galten nun bis zum Ende des 18. Jahrhunderts (etwa bei Samuel Thomas von SoemmerringVgl. auch Jost Bendedum: Das Riechorgan in der antiken und mittelalterlichen Hirnforschung und die Rezeption durch S. Th. Soemmerring. In: Gunter Mann, Franz Dumont (Hrsg.): Gehirn – Nerven – Seele. Anatomie und Physiologie im Umfeld S. Th. Soemmerrings. Stuttgart 1988 (= Soemmerring-Forschungen. Band 3), S. 11–54.) als Sitz der unsterblichen Seele. Darüber hinaus ordnete man den verschiedenen Ventrikeln nun spezifische Funktionen zu. Ein früher Vertreter dieser Lokalisationslehre war der Bischof Nemesius von Emesa (um 400). In dieser modifizierten Form wurde Galens Lehre nun zum Dogma erhoben und beherrschte bis ins 18. Jahrhundert hinein die Vorstellungen vom Menschen.

Mittelalter mini|links|Hirnnerven in ihrem Verlauf an der Hirnbasis nach Vesalius Die Kenntnisse der westeuropäischen Medizin und damit auch der Hirnforschung fielen im Mittelalter hinter das Niveau der Antike zurück. Die wenige Forschung im europäischen Raum konzentrierte sich auf klösterliche Heilkräuterkunde, die wenig zur Hirnforschung beizutragen hatte. Erwähnenswert ist einzig Albertus Magnus, der um 1250 die Ventrikellehre weiter ausführte. Seiner Vorstellung nach fließe der spiritus animalis ähnlich einem römischen Brunnen von einem Ventrikel in den nächsten und vermittele so den Prozess von der Wahrnehmung über das Denken zur Erinnerung.

Im byzantinischen und arabischen Kulturraum wurde die medizinische Forschung währenddessen fortgesetzt, so dass die arabische Medizin bis in die Renaissance hinein die Erkenntnisse der Hirnforschung dominierte. So untersuchte um 900 Rhazes (Abu Bakr Mohammad Ibn Zakariya al-Razi) das Gehirn anatomisch genauer und beschrieb sieben der zwölf Hirnnerven und 31 der aus dem Rückenmark entspringenden Spinalnerven in seinem Werk Kitab al-Hawi Fi Al Tibb (arab. Geheimnis der Geheimnisse).L. Richter-Bernburg: Abu Bakr Muhammad al-Razi’s (Rhazes) medical works. Med Secoli. 6 (2): S. 377–392, 1994 Bereits 100 Jahre später beschrieb Abu l-Qasim az-Zahrawi (auch bekannt als Abulcasis oder Albucasis) bereits chirurgische Eingriffe zur Heilung neurologischer Erkrankungen des Zentralnervensystems.F. S. Haddad Surgical firsts in Arabic medical literature. Stud Hist Med Sci. 10–11: S. 95–103. 1986–1987 Doch beschränkten sich Erkenntnisse in der persisch-arabischen Medizin keineswegs auf das Zentralnervensystem, sondern sie stellten auch funktionelle Vermutungen über das periphere Nervensystem auf. So verglich Abu Ali al-Hasan Ibn al-Haitham (Alhazen) um die Jahrtausendwende die Funktionsweise des Auges mit einem dem Photoapparat ähnlichen Gerät. Auch Abū Alī al-Husain ibn Abd Allāh ibn Sīnā (Avicenna) beschrieb das Auge und die Prinzipien des Sehens in seinem Qanon (Kanon der Medizin)A. S. Sarrafzadeh, N. Sarafian, A. von Gladiss, A. W. Unterberg, W. R. Lanksch: Ibn Sina (Avicenna). Historical note. Neurosurg Focus. 11 (2): E5. 2001 und Abu Ruh Muhammad ibn Mansur ibn abi 'Abdallah ibn Mansur al-Jamani (genannt auch al-Dschurdschānī und Zarrin-Dast beschrieb 1088 in seinem Werk Nur al-ayun (Licht des Auges) mehrere Operationsverfahren am Auge.J. Hirschberg: Geschichte der Augenheilkunde, Bd. 3, Leipzig 1915. Es ist jedoch unklar, wie häufig derartige Operationen tatsächlich praktisch durchgeführt wurden.E. Savage-Smith: The practice of surgery in Islamic lands: myth and reality. Soc Hist Med. 13 (2): S. 307–321. 2000

Renaissance mini|In dieser anatomischen Zeichnung aus Vesalius’ Buch sind die Hirnhäute abpräpariert und man sieht die gefurchte Hirnoberfläche