Repetitorium ZNS. Diencephalon, Basalganglien, limbisches System, Hirnstamm Fabian Rengier Gründungsmitglied von STARK

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1 Repetitorium ZNS Diencephalon, Basalganglien, limbisches System, Hirnstamm 2008 Fabian Rengier Gründungsmitglied von STARK Kirschgartenstraße 27 Studentisches Anatomie Heidelberg Repetitorium & -Kompendium Deutschland c This work is licensed under the Creative Commons Attribution-Noncommercial- Share Alike 2.0 Germany License. To view a copy of this license, visit or send a letter to Creative Commons, 543 Howard Street, 5th Floor, San Francisco, California, 94105, USA. Sie dürfen: den Inhalt vervielfältigen, verbreiten und öffentlich aufführen Bearbeitungen anfertigen Zu den folgenden Bedingungen: Im Falle einer Verbreitung müssen Sie anderen die Lizenzbedingungen, unter die dieser Inhalt fällt, mitteilen. Jede dieser Bedingungen kann nach schriftlicher Einwilligung des Rechtsinhabers aufgehoben werden. Namensnennung: Sie müssen den Namen des Autors/Rechtsinhabers nennen. Keine kommerzielle Nutzung: Dieser Inhalt darf nicht für kommerzielle Zwecke verwendet werden. Weitergabe unter gleichen Bedingungen: Wenn Sie diesen Inhalt bearbeiten oder in anderer Weise umgestalten, verändern oder als Grundlage für einen anderen Inhalt verwenden, dann dürfen Sie den neu entstandenen Inhalt nur unter Verwendung identischer Lizenzbedingungen weitergeben. Die gesetzlichen Schranken des Urheberrechts bleiben hiervon unberührt.

2 Gliederung des Gehirns Das Gehirn gliedert sich in o Medulla oblongata o Pons o Mesencephalon o Diencephalon o Cerebellum o Telencephalon Mesencephalon Pons Medulla oblongata Medulla spinalis Cerebellum Hirnstamm = Medulla oblongata + Pons + Mesencephalon Metencephalon = Pons + Cerebellum Rhombencephalon = Medulla oblongata + Metencephalon Stammhirn = Hirnstamm + Diencephalon die Lagebezeichnungen erfolgen im Hirnstamm entlang der Meynert-Achse (kaudalkranial, ventral-dorsal), im Telencephalon entlang der Forel-Achse (okzipital/kaudalrostral/kranial, ventral-dorsal) Diencephalon Diencephalon (Zwischenhirn) schließt sich nach rostral dem Mesencephalon an o Grenze: oberes Ende der Crura cerebri u. der Lamina tecti zum Diencephalon gehören o Hypothalamus o Subthalamus o Thalamus o Epithalamus Gl. pinealis Habenulae Stria medullaris Area pretectalis Thalamus und Hypothalamus sind getrennt durch den Sulcus hypothalamicus N. opticus und Chiasma opticum sind auch Bestandteile des Diencephalon

3 Begrenzungen des III. Ventrikels dem Diencephalon ist der III. Ventrikel zuzuordnen seine Begrenzungen sind: o lateral Thalamus Hypothalamus o Boden Hypothalamus o Dach Tela choroidea o vorne Lamina terminalis o hinten Gl./Rec. pinealis Commissura post. die meisten zirkumventrikulären Organe befinden sich im Bereich des III. Ventrikels o hier gibt es meist keine Blut-Hirn-Schranke Thalamus paarig angelegtes, bohnenförmiges Organ Verbindung über die Adhesio interthalamica (keine funktionelle Kommissur) 3 x 1,5 x 1,5 cm Begrenzungen: o medial: III. Ventrikel o lateral: Capsula interna o rostral: Foramen interventriculare o dorsal: Lamina tecti 52 Einzelkerne, unterschiedliche Funktionen, durch zahlreiche Assoziationsfasern untereinander verbunden Funktionen: Umschaltung sensibler Impulse zum Großhirn o Ausnahme: olfaktorische Bahnen o fast alle sensiblen u. sensorischen Bahnsysteme projizieren in den zu ihrem Ursprung kontralateralen Thalamus o Thalamus = Tor zur Großhirnrinde Integrationsvorgänge für sensible und motorische Impulse, Regulation selektive Auslese der Sinnesinformationen

4 Kerngruppen die Kerne des Thalamus lassen sich gliedern in o spezifische Thalamuskerne (Palliothalamus) Verbindung jeweils v.a. zu einem bestimmten Teil des Cortex o unspezifische Thalamuskerne (Truncothalamus) indirekte, diffuse Verbindung zum gesamten Cortex (s.u.) spezifische Thalamuskerne (Palliothalamus) o anteriore Kerngruppe (Ncll. anteriores) limbisches System (s.u.) o mediale Kerngruppe präfrontaler Cortex o ventrale Kerngruppe Ncl. ventralis ant. prämotorischer Cortex Ncl. ventralis lat. präzentraler (motorischer) Cortex Ncl. ventralis post. postzentraler (sensibler) Cortex Ncl. ventralis posterolat.: Rückenmarksbereich Ncl. ventralis posteromed.: Trigeminusbereich o posteriore Kerngruppe o dorsale Kerngruppe Pulvinar Beziehung zum visuellen System Sprache, symbolisches Denken Schädigung Sprachstörungen o Corpus geniculatum lat. Sehrinde (Merke: Licht lateral) o Corpus geniculatum med. Hörrinde (Merke: Musik medial) die Kerne der ventralen Gruppe weisen eine somatotopische Gliederung auf Ncl. ventralis ant. und Ncl. ventralis lat. (VA/VL) erhalten wichtige Afferenzen aus dem Kleinhirn und den Basalganglien Metathalamus = Corpus geniculatum lat. + Corpus geniculatum med. unspezifische Thalamuskerne (Truncothalamus) o v.a. indirekte, diffuse Verbindungen zum gesamten Cortex über Efferenzen mit den meisten anderen Thalamuskernen o afferent verbunden mit Basalganglien, Formatio reticularis, Kleinhirn insbesondere mit dem aufsteigenden retikulären Aktivierungssystem (ARAS) Hemmung: Müdigkeit, Schlaf Serotonin Aktivierung: Wachheit, Erregung Noradrenalin o intralaminäre Kerngruppe Ncl. centromedianus Ncll. intralaminares (Ncl. reticularis) o mediane Kerngruppe (Mittellinienkerne) Ncll. mediani

5 Klinik Schädigung des Thalamus Thalamussyndrom meist Ausfälle in der kontralateralen Körperseite Hemiparese (halbseitige Muskelschwäche) Ataxie (Störung d. Bewegungskoordination) Bewegungsunruhe Hemianopsie (Sehwahrnehmung einer Gesichtshälfte fehlt) Sensibilitätsstörungen Bewusstseinsstörungen Schmerzen Hypothalamus bildet den Boden und Teile der Seitenwand des III. Ventrikels rostral: Lamina terminalis, Commissura ant. dorsal: Sulcus hypothalamicus oberstes Integrationszentrum für alle vegetativen (=autonomen) Funktionen des Körpers o Atmung, Herz, Kreislauf o Körpertemperatur o Flüssigkeits-, Nahrungsaufnahme o Reproduktionsverhalten o Immunsystem o zirkadiane Rhythmik Projektionen afferent: o Fornix Ursprung im Hippocampus endet im Corpus mamillare Kollateralen Hypothalamus Teil des Papez-Kreis afferent + efferent: o mediales Vorderhirnbündel Afferenzen und Efferenzen mit Riechrinde und Formatio reticularis o Stria terminalis Amygdala Hypothalamus

6 efferent: o Fasciculus longitudinalis dorsalis/posterior (Schütz-Bündel) vegetative Zentren im Hirnstamm und Rückenmark o Tractus mammillotegmentalis o Tractus mammillothalamicus (Visq-d Azyr-Bündel) (s.u.) Kerngruppen 1) rostrale Kerngruppe o Ncl. supraopticus: ADH = Vasopressin o Ncl. paraventricularis Pars magnocellularis: Oxytocin Pars parvocellularis: Releasing-Hormone, Release-inhibiting-Hormone o Ncl. suprachiasmaticus: zirkadiane Rhythmik (Verb. zur Retina, Gl. pinealis) o Ncl. praeopticus: Körpertemperatur, Sexualverhalten, Geschlechtshormone 2) mittlere Kerngruppe o Ncll. ventromed., ventrollat., arcuatus (tuberales/infundibularis): RH, RIH, Nahrungsaufnahmeregulation 3) posteriore Kerngruppe o Ncll. corpora mammillaria: Verbindung zum limbischen System (s.u.) o Ncl. posterior: Körpertemperatur, Sympathikusanregung Hypophyse Sekretion von Hormonen in den Blutkreislauf über Infundibulum mit dem Hypothalamus verbunden Neurohypophyse (Hypophysenhinterlappen) o Ausstülpung des Diencephalon o Ncl. paraventricularis, Ncl. supraopticus in Vesikel ADH, Oxytocin axonaler Transport Freisetzung in Neurohypophyse nach Signal (Neurosekretion) Adenohypophyse (Hypophysenvorderlappen) o stammt vom Epithel des Rachendachs ab; legt sich der Neurohypophyse an o daher kein Bestandteil des Diencephalon o RH, RIH aus Hypothalamus sezerniert in Pfortaderkreislauf an Eminentia mediana Steuerung der Freisetzung der Hormone der Adenohypophyse Schädigung Ncl. SO/HHL Verlust an ADH Diabetes insipidus

7 Basalganglien Ncl. caudatus Putamen Globus pallidus Corpus striatum = Ncl. caudatus + Putamen Ncl. lentiformis = Putamen + Globus pallidus funktionell dazugehörig: Ncl. subthalamicus Substantia nigra weitere subkortikale Kerngebiete (u.v.), keine Basalganglien: Claustrum Corpus amygdaloideum Funktion Regulation der Motorik Förderung/Unterdrückung von Bewegungsimpulsen Steuerung von Ausmaß, Richtung, Kraft und Geschwindigkeit einer Bewegung Entstehung von Bewegungen

8 limbisches System (ursprüngl. Bewegungsantrieb) veranlasst den Assoziationskortex (inkl. supplementärmotorischer Kortex) zur Ausarbeitung eines Bewegungsentwurfs dieser wird auf drei divergierenden Wegen weitergegeben, die letztendlich wieder konvergieren, was Voraussetzung für die Ausführung der Bewegung ist der erste Weg geht direkt zum prämotorischen und motorischen Kortex hier wird der Kortex in Form einer cortico-thalamo-corticalen Neuronenschleife auf die Bewegung vorbereitet zweiter Weg führt zum Kleinhirn (Modulierung u. Korrektur des Bewegungsentwurfs), um dann über die VA/VL des Thalamus an den mot. Kortex weitergeleitet zu werden der dritte Weg verläuft über die Basalganglien, hier zunächst zum Striatum, das negativ reziprok rückkoppelnd mit der Substantia nigra verschaltet ist das Striatum ist überwiegend motorikhemmend die Information wird letztendlich vom Globus pallidus internus über die Ansa lenticularis zu den VA/VL weitergegeben in den VA/VL bzw. endgültig im motorischen Kortex konvergieren die drei Wege sofern der Bewegungsentwurf von den Basalganglien gefördert und nicht unterdrückt wurde, kommt es dann zur Bewegungsausführung Verschaltungsprinzip der Basalganglien s. Schema (grüner Kasten: motorikfördernd, roter Kasten: motorikhemmend, grüner Pfeil: exzitatorisch, roter Pfeil: inhibitorisch) Morbus Parkinson Degeneration dopaminerger Neurone in der Substantia nigra Ausfall der nigrostriatalen Projektion Enthemmung des Striatums Kardinalsymptome (Parkinson-Trias): o Tremor (Ruhezittern) o Rigor (erhöhter Muskeltonus) o Akinese (Bewegunsarmut) Therapie: L-Dopa, kann die BHS passieren (wird dann zu Dopamin umgewandelt) Chorea Huntington (Veitstanz, Form der Hyperkinese) Degeneration von inhibitorischen Neuronen des Striatums, v.a. in motorikhemmenden Anteilen plötzliche, unkontrollierbare und unwillkürliche Bewegungen der Extremitäten und der Gesichtsmuskulatur Demenz, Verhaltensauffälligkeiten Endstadium: Bewegungsarmut, Rigor (Ausfall auch motorikfördernder Anteile) endet stets tödlich

9 Begrenzungen o vorne medial: Ncl. caudatus o hinten medial: Thalamus o lateral: Putamen, Globus pallidus Capsula interna durch die Capsula interna ziehen die meisten auf- und absteigenden Projektionsfasern, die den Kortex mit subkortikalen Zentren verbinden Crus anterius: o Tractus frontopontinus o Radiatio thalami ant. Genu: o Fibrae corticonucleares Crus posterius: o Fibrae corticospinales o Radiatio thalami sup. o Seh- und Hörstrahlung o Tractus temporopontinus o Radiatio thalami post. die Radiatio thalami (sowohl thalamo-kortikale als auch kortiko-thalamische Fasern) kann in vier Teile zu den jeweiligen Lappen des Telencephalon gegliedert werden: o Radiatio thalami ant. Frontallappen o Radiatio thalami sup. Parietallappen o Radiatio thalami post. Okzipitallappen o Radiatio thalami inf. Temporallappen Klinik der Capsula interna besonders häufig von Durchblutungsstörungen betroffen o ungünstige Morphologie der versorgenden Arterien irreversible Schädigung der betroffenen Fasern klinisches Bild abhängig vom Ort der Schädigung o kontralaterale Facialisparese o kontralaterale spastische Hemiparese o kontralaterale Hemianopsie/zentrale Hörstörung

10 kortikale Anteile, Kerngebiete, Faserzüge äußerer Bogen o Gyrus parahippocampalis mit Area entorhinalis o Gyrus cinguli innerer Bogen o Hippocampus o Indusium griseum o Fornix o Area septalis, Ncll. septi Corpus amygdaloideum Corpus mamillare Ncll. anteriores thalami Ncl. habenularis Ncl. tegmentalis dorsalis Ncl. interpeduncularis limbisches System Hippocampus Hippocampus retrocommissuralis (Hippocampus i.e.s.) o Gyrus dentatus (medial), Cornu ammonis (CA1 CA4) (lateral), Subiculum (zwischen Cornu ammonis und Gyrus parahippocampalis) Hippocampus supracommissuralis (Indusium griseum) Hippocampus precommissuralis Hippocampusformation = Hippocampus + Gyrus parahippocampalis wölbt sich von unten her in das Unterhorn des Seitenventrikels vor Funktion: Gedächtnis, Verhalten, emotionale und vegetative Funktionen Afferenzen meist über Area entorhinalis Tractus perforans Gyrus dentatus: o aus sensorischen Kortexgebieten (Sehen, Hören, Riechen, Schmecken, Berührung) o aus dem limbischen System, z.b. Ncll. septales, Amygdala o aus dem Hypothalamus o aus dem Hirnstamm

11 Efferenzen zum Großteil in Fornix: o Ausgang aus Hippocampus: Fimbriae hippocampi o Crus fornicis o Commissura fornicis o Corpus fornicis o Columna fornicis intrinsischer hippocampaler Schaltkreis Area entorhinalis Tractus perforans Gyrus dentatus CA3 Schaffer- Kollaterale CA1 Subiculum Area entorhinalis neurale Plastizität in Form von Langzeitpotenzierung zelluläres Korrelat für Lernen und Gedächtnis Papez-Kreis Hippocampus Fornix Corpus mammillare Tractus mammillothalamicus (Visqd Azyr-Bündel) Ncll. anteriores thalami Gyrus cinguli Hippocampus Corpus amygdaloideum besteht aus zahlreichen Kernen, die untereinander verbunden sind kortikale Anteile kortikomediale Kerngruppe basolaterale Kerngruppe Einfluss auf vegetative Zentren des Hypothalamus Beteiligung am emotionalen Lernen Affektverhalten Beeinflussung sexueller und vegetativer Funktionen Klüver-Bucy-Syndrom: Verhaltensveränderungen nach Amygdala-Läsionen

12 Hirnstamm Gliederung von ventral nach dorsal o Basis Mesencephalon: Crura cerebri Pons: Pars basilaris pontis Medulla oblongata: Pyramides o Tegmentum hier liegen die Hirnnervenkerne mit Abschnitt des inneren Liquorraums Aquaeductus mesencephali Ventriculus quartus Canalis centralis o Tectum mesencephali = Lamina tecti bzw. quadrigemina Längszonengliederung Neuralrohr besteht von ventral nach dorsal aus: o Bodenplatte o Grundplatte (somatomotorisch) o vegetativer Zone (viszeromotorisch + viszerosensibel) o Flügelplatte (somatosensibel) o Deckplatte durch Auffaltung des Neuralrohrs von dorsal im Bereich des Hirnstamms kommt es zu einer Längszonengliederung des Tegmentums, von medial nach lateral: o somatomotorische Zone o viszeromotorische Zone o viszerosensible Zone o somatosensible Zone Hirnnervenkerne sieben Informationsqualitäten 1. somatomotorisch 2. allgemein-somatosensibel 3. speziell-somatosensibel (Auge, Innenohr) 4. allgemein-viszeromotorisch (Hirnnervenkerne: parasympathisch) 5. speziell-viszeromotorisch (Kiemenbogenmuskulatur) 6. allgemein-viszerosensibel 7. speziell-viszerosensibel (Geschmack, Geruch)

13 Ncll. origines (Ursprungskerne) Ncll. terminales (Endigungskerne) Lokalisation der Hirnnervenkerne Mesencephalon Pons Medulla oblongata Rückenmark (C1-C5) Ncl. n. oculomotorii Ncl. accessorius n. oculomotorii Ncl. n. trochlearis Ncl. mesencephalicus n. trigemini Ncl. principalis n. trigemini Ncl. motorius n. trigemini Ncl. n. abducentis Ncl. n. facialis Ncll. cochleares Ncl. salivatorius sup. Ncl. salivatorius inf. Ncll. vestibulares Ncl. spinalis n. trigemini Ncl. ambiguus Ncl. n. hypoglossi Ncl. dorsalis n. vagi Ncll. tractus solitarii Ncl. n. accessorii somatomotorische Hirnnvervenkerne Ncl. n. oculomotorii (III) Lage: ventral d. Aquaeductus mesencephalicus i. Höhe d. Colliculi superiores Ncl. n. trochlearis (IV) Lage: ventral d. Aquaeductus mesencephalicus i. Höhe d. Colliculi inff. Ncl. n. abducentis (VI) Lage: Boden d. Rautengrube Ncl. n. hypoglossi (XII) Lage: langgestreckt in Medulla oblongata, Boden d. Rautengrube speziell-viszeromotorische Hirnnvervenkerne Ncl. motorius n. trigemini (V) Lage: Pons i. Höhe d. Pendunculus cerebellaris sup.

14 Ncl. n. facialis (VII) Lage: kaudale Pons Ncl. ambiguus (IX, X) Lage: Medulla oblongata allgemein-viszeromotorische Hirnnvervenkerne Ncl. accessorius n. oculomotorii (EDINGER-WESTPHAL) (III) Lage: median, mediodorsal des Ncl. n. oculomotorii Ncl. salivatorius superior (VII) Lage: kaudale Pons Ncl. salivatorius inferior (IX) Lage: Pons, Grenzgebiet zur Medulla oblongata Ncl. dorsalis n. vagus (X) Lage: Medulla oblongata im Bereich des Trigonum n. vagi der Rautengrube allgemein-somatosensible Hirnnvervenkerne Ncl. mesencephalicus n. trigemini (V): propriozeptive Sensibilität Lage: Mesencephalon bis in die Mitte des Pons Ncl. principalis n. trigemini (V) : epikritische Sensibilität Lage: lateraler Rand des pontinen Tegmentum Ncl. spinalis n. trigemini (V, IX, X): protopathische Sensibilität Lage: lateraler Rand des Pons und der Medulla oblongata bis ins zervikale RM allgemein- und speziell-viszerosensible Hirnnvervenkerne Nucleus tractus solitarii (VII, IX, X) Lage: erstreckt sich über gesamte Medulla oblongata speziell-somatosensible Hirnnvervenkerne Ncll. cochleares (VIII) Lage: weit lateral am Boden d. pontinen Rautengrube i. H. d. Recessus laterales Ncll. vestibulares (VIII) Lage: medial der Cochleariskerne in Pons + Medulla oblongata

15 Hirnnerven Nerv Austritt bzw. Eintritt aus/in Hirnstamm N. III in der Fossa interpeduncularis des Mesencephalon N. IV dorsal aus dem Mittelhirn unter den Colliculi inferiores N. V an der Lateralseite in der Mitte des Pons N. VI am Unterrand der Pons direkt oberhalb der Pyramiden N. VII am Unterrand der Pons im Kleinhirnbrückenwinkel N. VIII im Kleinhirnbrückenwinkel knapp kaudal von N. VII N. IX im Sulcus posterolateralis aus der Medulla oblongata N. X kaudal von N. IX N. XI überwiegend zervikales Rückenmark, im Sulcus posterolat. kaudal der Nn. IX u. X N. XII zwischen Olive und Pyramide im Sulcus anterolateralis Mesencephalon Colliculi superiores: reflektorische Augenbewegungen Colliculi inferiores: Hörbahn Substantia nigra (s.o.) Formatio reticularis zentrales Höhlengrau Ncl. ruber o Teil der cerebellaren Projektionsschleife: Cerebellum Ncl. ruber Oliva inf. Cerebellum o Teil des extrapyramidalmotorischen Systems Formatio reticularis netzartiges Geflecht grauer Substanz im gesamten Hirnstamm drei Längszonen: o mediane Zone (Raphekerne) o mediale, magnozelluläre Zone o laterale, parvozelluläre Zone oder Einteilung nach Neurotransmitter Funktion Assoziationsapparat für motorische, sensible und vegetative Funktionen Kreislaufzentrum, Atemzentrum, Brechzentrum ARAS (aufsteigendes retikuläres aktivierendes System) Schlaf-Wach-Rhythmus Teil des extrapyramidal-motorischen Systems

16 Pons Formatio reticularis Locus coeruleus: Teil der FR, Noradrenalin, Schlaf-Wach-Rhythmus Fasciculus longitudinalis medialis: verbindet Kerne des Hirnstamms miteinander Corpus trapezoideum, Lemniscus lateralis: Hörbahn Lemniscus medialis: epikritische Sensibilität von Hals, Rumpf, Extremitäten Fibrae pontis transversae, Ncll. pontis: Tractus cortico-pontino-cerebellaris Tractus pyramidalis Medulla oblongata Tractus pyramidalis Formatio reticularis Oliven o Ncll. olivares inff.: Koordination, Feinabstimmung von Präzisionsbewegungen Ncl. olivaris principalis Ncll. olivares accessorii o Ncl. olivaris sup.: Hörbahn Ncl. gracilis: Sensibilität aus dem Rumpf- und Beinbereich Ncl. cuneatus: Sensibilität aus dem Arm- und Halsbereich Heidelberg, Dezember 2008 Fabian Rengier Gründungsmitglied von STARK