Aufbau und Funktion des Gehirns

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1 13 Aufbau und Funktion des Gehirns Gudrun Schaade.1 Anatomische Grundbegriffe 14. Funktionen des Gehirns 14.3 Schlussbemerkung 17 Literatur 17 Springer-Verlag Berlin Heidelberg 016 G. Schaade Ergotherapeutische Behandlungsansätze bei Demenz und dem Korsakow-Syndrom, DOI / _

2 14 Kapitel Aufbau und Funktion des Gehirns Zwischenhirn (Diencephalon) Großhirn (Telencephalon) Epiphyse Thalamus Balken (Corpus callosum) Kleinhirn (Cerebellum) verlängertes Mark (Medulla oblongata) Pons Brücke Stammhirn Großhirnrinde (Kortex) Mittelhirn (Mesencephalon). Abb..1 Die Gliederung des menschlichen Gehirns in seine Hauptabschnitte verlängertes Mark (Medulla oblongata) Corpus mamillare Mittelhirn (Mesencephalon) Hypophyse. Abb.. Strukturen des Gehirns (mediale Ansicht) Da es sich bei einer demenziellen Erkrankung um eine Veränderung im Gehirn handelt, ist es wichtig, dass man sich die Funktionen dieses Organs vor Augen hält. Das Gehirn steuert die Fähigkeiten des Menschen sowohl im kognitiven als auch im Bewegungsbereich. Wenn es hier zu Störungen kommt, ist das gesamte Zusammenspiel des Körpers betroffen. Sicher sind die Grundlagen für manche Leser selbstverständlich, aber als Therapeutin muss man sich die Einzelheiten immer wieder ins Gedächtnis rufen. Aus diesem Grund soll hier auf die Grundlagen der Anatomie des Gehirns nochmals eingegangen werden, um deutlich zu machen, welche Formen von Störungen bei einer demenziellen Erkrankung auftreten können..1 Anatomische Grundbegriffe Man unterscheidet verschiedene Abschnitte des menschlichen Gehirnes, die zusammenarbeiten müssen, um das Leben und die gesamten Fähigkeiten des Menschen zu gewährleisten. Im Folgenden werden nur die Grundbegriffe erläutert, die für das Verständnis des komplexen Krankheitsbildes notwendig sind. Die folgende Übersicht und die. Abb..1 und. Abb.. zeigen die betreffenden Gehirnstrukturen im Überblick: Strukturen des Gehirns Hirnstamm Medulla oblongata (verlängertes Mark) Pons (Brücke) Mesencephalon (Mittelhirn) Diencephalon (Zwischenhirn); besteht aus Thalamus, Epithalamus, Subthalamus, Hypothalamus verbunden mit der Hypophyse (Hirnanhangdrüse), Metathalamus Cerebellum (Kleinhirn) Telencephalon (Großhirn; Endhirn); ihm werden Basalganglien und das limbischen System zugeordnet Großhirnrinde (Kortex); ist die äußere Schicht des Großhirns. Funktionen des Gehirns z Hirnstamm Der Hirnstamm ist entwicklungsgeschichtlich der älteste Teil des Gehirns. Es besteht aus auf- und absteigenden Nervenfasern, die die weiße Substanz bilden und aus Neuronen, die die graue Substanz

3 . Funktionen des Gehirns 15 darstellen. Der Hirnstamm verarbeitet eingehende Sinneseindrücke und ausgehende motorische Informationen. z Zwischenhirn Im Zwischenhirn findet Informationsverarbeitung in einer großen Komplexität statt. Einerseits die Feinsteuerung vegetativer Funktionen (Emotionen) als auch die Verarbeitung sensorischer Zuflüsse, die im Thalamus einer differenzierten Analyse und Selektion erfahren. z Hypothalamus Der Hypothalamus ist die Steuerungszentrale für den Sympathikus und den Parasympathikus und damit für das gesamte Vegetativum. Es wurde z. B. beobachtet, dass Verletzungen oder Läsionen im Hypothalamus zu Problemen bei der Nahrungsaufnahme führten. Läsionen in diesem Bereich führen häufig auch zu Somnolenz (krankhafter Schlafsucht; Schandry 003). z Kleinhirn Das Kleinhirn teilt sich wie das Großhirn in zwei Hemisphären auf. Die Funktion des Kleinhirnes bezieht sich auf Gleichgewicht, Koordination und Automatisierung von Bewegung. Lernt man z. B. Tanzen, so muss man die einzelnen Schritte relativ bewusst nacheinander ausführen. Hierbei regelt das Großhirn direkt die Muskulatur. Mit einiger Übung, also nach einiger Zeit des bewussten Ausführens der einzelnen Schritte, muss man sich nicht mehr auf jeden Schritt konzentrieren. Die Bewegungsfolgen werden nun vom Kleinhirn geregelt, das während der Lernphase die Impulsfolgen gespeichert hat (Wikipedia 015). z Großhirn Das Großhirn ist in der Mitte durch einen Einschnitt in zwei Hemisphären (Halbkugeln) geteilt, die stark gefaltet bzw. gefurcht sind. Man spricht von den sog. Sulci (Furchen) und Gyri (Windungen). Es besteht eine Verbindung zwischen den Hemisphären, die Pons (Balken bzw. Brücke) genannt wird. Zusätzlich gibt es noch verschiedene kleinere Verbindungen zwischen den Hemisphären. Das Großhirn besteht noch aus dem Großhirnmark, das sich aus Faserverbindungen und Endhirnkernen, sog. Basalganglien, zusammensetzt. Basalganglien sind eine Ansammlung von Nervenzellkörpern, die in die weiße Substanz des Endhirnes eingebettet sind. Die Basalganglien sind verantwortlich für eine reibungslose und koordinierte Ausführung von Bewegungen, indem sie die motorischen Impulse des Kortex verarbeiten. z Großhirnrinde Die etwa 1,5 4,5 cm dicke Oberfläche wird Großhirnrinde (Kortex) genannt. Sie enthält eine Menge von Nervenzellen, die diese Substanz grau erscheinen lässt, daher die Bezeichnung graue Substanz. Auf der grauen Substanz unterscheidet man die sog. Rindenfelder. Der eine Teil verarbeitet Qualitätsinformationen über Wahrnehmungen wie Sehen, Berühren, Riechen, Schmecken und einfachere Bewegungen. Der andere Teil vernetzt die verschiedenen Funktionen. Erst das Zusammenspiel aller Rindenfelder ermöglicht eine komplette Funktion. Man kann die graue Substanz noch weiter unterteilen in den sog. Neokortex (Isokortex) und den sog. Allokortex. Der Neo- oder Isokortex nimmt beim Menschen den größten Teil ein. Er beinhaltet z. B. den Hippokampus, der kognitive Informationen verarbeitet. Die Fasern der Neuronen der Großhirnrinde verlaufen unterhalb der Hirnrinde. Sie bilden die weiße Substanz, sie werden im Gegensatz zur Rinde als Mark bezeichnet. Kortex und Marklager bilden den Großhirnmantel (Pallium). Das Mark enthält Gliazellen. Gliazellen bilden Markscheiden um die Fortsätze von Neuronen. Die Markscheiden dienen vor allem der verbesserten Erregungsleitung. > Wichtig Man kann davon ausgehen, dass das Großhirn, vor allem der Neokortex, der Sitz der Wahrnehmung, des Gedächtnisses und des Willens ist. Hier werden die von den Sinnesorganen ausgesandten Informationen sortiert, sinnvoll verknüpft und gespeichert, um zielgerichtetes Planen und Handeln zu ermöglichen. Dies wird durch die Verarbeitung über sensorische Felder, dem sensorischen Kortex und den motorischen Feldern, dem motorischen Kortex sichtbar. Wahrscheinlich liegt auch ein Zentrum für Denken und Erinnern in diesem Bereich.

4 16 Kapitel Aufbau und Funktion des Gehirns Frontallappen (Lobus frontalis) Lobus frontalis Temporallappen (Lobus temporalis) Parietallappen (Lobus parietalis) Großhirn (Telencephalon) Pons Lobus parietalis Lobus temporalis Lobus occipitalis Kleinhirn (Cerebellum) Medulla oblongata Okzipitallappen (Lobus Occipitalis). Abb..3 Die fünf Lappen des menschlichen Gehirns (seitliche Ansicht) Fünf Lappen der Hirnrinde Man unterscheidet bei der Hirnrinde, dem Kortex, fünf Lappen (Lobi): den Frontallappen (Lobus frontalis, Stirnlappen), den Temporallappen (Lobus temporalis, Schläfenlappen), den Parietallappen (Lobus parietalis, Scheitellappen), den Okzipitallappen (Lobus occipitalis, Hinterhauptslappen;. Abb..3): 55Im Frontallappen befinden sich Bereiche, die für die motorischen Zentren des Großhirnes verantwortlich sind. Man unterscheidet den motorischen, prämotorischen und präfrontalen Bereich. Der motorische Kortex ist verantwortlich für die Ausführung der Bewegungen, der prämotorische Kortex bestimmt die notwendigen Bewegungen. Der präfrontale Kortex bestimmt die nötigen kognitiven Prozesse, damit die Handlungen situationsgerecht ausgeführt werden können, also die Handlungsplanung und Handlungsdurchführung. 55Im Temporallappen befinden sich die Areale für das Hörzentrum. Außerdem befindet sich in diesem Kortexbereich auch das Wernicke-Sprachzentrum, ein sensorisches Sprachzentrum, das für das Sprachverständnis allerdings nicht alleine - zuständig ist. Teile des Temporallappens sind auch für das Erkennen von Körperteilen, Gesichtern und wichtiger Dinge, die zum Überleben notwendig sind wie z. B. Nahrung, zuständig. 55Der Parietallappen dient in drei Bereichen verschiedenen Funktionen: der vordere (anteriore) Bereich ist an somatosensorischen Funktionen beteiligt. Der obere Teil ist wichtig für die visuelle Steuerung von Bewegungen und Erkennung von Reizen, räumliche Aufmerksamkeit (Wechsel von einem Reiz zum anderen). Der untere Bereich ermöglicht räumliches Denken und z. B. Rechnen und Lesen. 55Der Okzipitallappen dient vor allem der Verarbeitung von Informationen aus dem optischen System, wie z. B. die Verarbeitung der visuellen Information wie Farbe, Helligkeit sowie die Erkennung und Klassifizierung von Objekten. 55Die Insula ist noch relativ wenig erforscht. Man nimmt an, dass dies das Zentrum ist, wo Informationen aus und für die Eingeweide verarbeitet werden. Zusätzlich nimmt man an, dass ein Teil sowohl für das vestibuläre System als auch für die gustatorische Wahrnehmung zuständig ist. z Das limbische System Verschiedene Strukturen des Kortex werden zum sog. limbischen System zusammengefasst. Dieses besteht vor allem aus dem Hippokampus, Gyrus cinguli und Amygdala. Das limbische System ist ein entwicklungsgeschichtlich älterer Anteil des Gehirns. Man nimmt an, dass der Hippokampus vor allem mit sensorischen Informationen und auch assoziativer Informationen versorgt wird. Er scheint auch eine entscheidende Rolle beim Einspeichern und Abrufen von Gedächtnisinhalten zu spielen. Bei Zerstörung des Hippokampus kommt es zur Beeinträchtigung des Kurzzeitgedächtnisses, was die Einspeicherung neuer Informationen verhindert. Dadurch wird die Lernfähigkeit eingeschränkt. Interessant ist, dass 014 der Nobelpreis an das norwegische Ehepaar May-Brit und Edvard Moser ging, das nachgewiesen hatte, dass auch die räumliche Orientierung im Hippokampus angesiedelt ist. Man weiß, dass die

5 Literatur 17 Alzheimer-Demenz im Hippokampus beginnt. So kann man nachvollziehen, dass die ersten Symptome eine Abnahme des Kurzzeitgedächtnisses und der Verlust der Orientierungsfähigkeit sind. Den limbischen Lappen nannte man auch Riechhirn (Rhinencephalon), weil man glaubte, dass das limbische System etwas mit dem Geruchssinn zu tun hätte. Richtig ist, dass der Tractus olfactorius in den limbischen Lappen eintritt, man weiß aber heute, dass das limbische System mit der Verarbeitung von Geruchsreizen eher weniger zu tun hat..3 Schlussbemerkung Wenn man sich dieses Miteinander der einzelnen Gehirnfunktionen betrachtet, wird es klar, dass bei einer demenziellen Erkrankung, die das gesamte Gehirn betrifft, nicht nur die Kognition eingeschränkt wird, sondern auch die Wahrnehmungsfähigkeit und die Bewegungsmöglichkeiten immer mehr Einbußen erleiden. Literatur Schandry R (003) Biologische Psychologie. Beltz, Weinheim Basel Berlin Wikipedia (015) Kleinhirn. Kleinhirn. Zugegriffen 19. Oktober 015 Weiterführende Literatur Birnbaumer N, Schmidt R F (006) Biologische Psychologie. Springer, Berlin Heidelberg New York DIMDI (000) ICD-10. WHO, Genf Markowitsch H (199) Neuropsychologie des Gedächtnisses. Hogrefe, Göttingen Toronto Zürich Palm G (1990)) In Assoziatives Gedächtnis und Gehirntheorie. Spektrum der Wissenschaft, Heidelberg Schmidt R F, Unsicker K (003) Lehrbuch Vorklinik. Deutscher Ärzte-Verlag, Köln N Trepel M (004) Neuroanatomie. Urban & Fischer, München Jena

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