Peter Walla Biologische Psychologie I Kapitel 3. Die Anatomie des Nervensystems

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1 Biologische Psychologie I Kapitel 3 Die Anatomie des Nervensystems

2 Das Wirbeltiernervensystem besteht aus 2 Teilen: Zentrales Nervensystem (ZNS) befindet sich im Schädel und der Wirbelsäule Peripheres Nervensystem (PNS) befindet sich außerhalb des Schädels und der Wirbelsäule Das ZNS besteht aus dem Gehirn (Encephalon) und dem Rückenmark (Medulla spinalis)! Das periphere Nervensystem besteht aus dem somatischen (SNS) und dem autonomen (ANS) Nervensystem!

3 Das SNS interagiert mit der Umwelt und besteht aus afferenten Nerven, die sensorische Signale zum ZNS leiten und aus efferenten Nerven, die motorische Signale von ZNS an die Muskeln leiten! Das ANS reguliert das innnere Milieu. Es besteht aus afferenten Nerven, die sensorische Signale von den Organen zum ZNS leiten und aus efferenten Nerven, die motorische Signale vom ZNS zu den Organen übertragen! Das ANS besitzt 2 efferente Nerventypen: sympathische Nerven parasympathische Nerven Beide Nerventypen werden auf ihrem Weg zum Zielorgan einmal umgeschaltet: Projektionen sympathischer Nerven werden in einiger Entfernung von ihrem Zielorgan umgeschaltet, während Projektionen parasympathischer Nerven in der nahen Umgebung ihrer Zielorgane umgeschaltet werden.

4 Die meisten peripheren Nerven entspringen dem Rückenmark! Ausnahmen: es gibt 12 paarige Hirnnerven, die direkt vom Gehirn ausgehen: (bitte aus eigener Initiative nachschlagen!)

5 Hirnhäute, Ventrikel und Cerebrospinalflüssigkeit (als Schutz des ZNS neben Schädel und Wirbel!) - 3 Hirnhäute (Meningen) - Dura mater - Arachnoidea mater - Pia mater Zwischen Pia mater und Arachnoidea mater befindet sich der Subarachnoidalraum - Ventrikel (4 grosse Kammern des Gehirns): 2 Seitenventrikel, 3ter Ventrikel und 4ter Ventrikel - Cerebrospinalflüssigkeit (Liquor cerebrospinalis): Füllt den Subarachnoidalraum, den Zentralkanal und die Ventrikel

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7 Subarachnoidalraum, Zentralkanal und die Ventrikel sind miteinander verbunden und bilden ein zusammengehörendes Reservoir!

8 Die Cerebrospinalflüssigkeit wird kontinuierlich vom Plexus choroideus produziert! ein Kapillarnetz, welches von der Pia mater in die Ventrikel ragt! Überschüssige Cerebrospinalflüssigkeit wird aus dem Subarachnoidalraum in so genannte Sinusräume absorbiert!

9 Wie entsteht ein so genanter Wasserkopf (Hydrocephalus)? aus wikipedia

10 Blut-Hirn-Schranke ein weiterer Schutzmechanismus! Schützt vor dem Übertritt toxischer Substanzen aus dem Blut in das Gehirn Cerebrale Blutgefäße haben eng nebeneinander liegende Zellen in den Gefäßwänden, sodass die meisten Proteine und andere grosse Moleküle nicht passieren können (Schranke!). Medikamente, die im Gehirn wirken sollen, müssen die Blut-Hirn- Schranke passieren können! Wichtige natürliche Proteine können aktiv durchgeschleust werden!

11 Allgemeiner Aufbau des Nervensystems Zellen des Nervensystems: Es gibt NEURONEN und GLIAZELLEN Neuronen: sind spezialisiert auf Empfang, Weiterleitung und Übertragung elektrochemischer Signale! Äußere Anatomie

12 Allgemeiner Aufbau des Nervensystems Wichtige Strukturen im Zellinneren: - Endoplasmatisches Reticulum - Cytoplasma - Ribosomen - Golgi-Apparat - Nucleus - Mitochondrien - Mikrotubuli - Synaptische Vesikel - Neurotransmitter Innere Anatomie

13 Die Zellmembran: besteht aus einer Lipid-Doppelschicht (zwei Schichten von Fettmolekülen) Entscheidenderweise sind in die Lipid-Doppelschicht Proteinmoleküle eingebettet, die für viele Funktionen der Membran wichtig sind: Kanalprotein Signalprotein

14 Die wichtigsten Klassen von Neuronen auf Basis morphologischer Unterschiede: - Unipolare Neuronen - Bipolare Neuronen - Multipolare Neuronen - Multipolare Neuronen (als Interneuronen) Funktionelle Bedeutung morphologischer Unterschiede: Mit Axon Weiterleitung über lange Distanzen! Ohne Axon Integration innerhalb einer Gehirnstruktur!

15 Im Gehirn gibt es zwei grob zu unterscheidende Arten neuronaler Strukturen: - Aus Zellkörpern bestehend im ZNS im PNS Nucleus Ganglion - Aus Axonen bestehend im ZNS im PNS Trakt Nerv Graue Substanz Weisse Substanz MRICRO!

16 Allgemeiner Aufbau des Nervensystems Gliazellen: es gibt ca. 10 mal mehr Gliazellen als Neuronen! 4 Arten von Gliazellen: Oligodendrocyten (ZNS) Jeder Oligodendrocyt bildet mehrere Myelinsegmente (oft an mehreren Axonen) Schwann-Zellen (PNS) Jede Schwann-Zelle bildet ein Myelinsegment (können axonale Regeneration einleiten) Astrocyten (größte Gliazellen) Ummanteln Blutgefäße im Gehirn und nehmen Kontakt mit Neuronen auf. Sind an der Passage chemischer Verbindungen vom Blut in die ZNS-Neuronen beteiligt! Mikroglia (kleinste Gliazellen) Entfernen abgestorbene Neuronen und lösen Entzündungsprozesse aus.

17 Oligodendrocyt Schwann-Zelle

18 Astrocyten

19 Neuroanatomische Methoden: Wie können Neuronen sichtbar gemacht werden? Schwierigkeit ist nicht die Kleinheit, sondern die enge Verflochtenheit der Neuronen! durch bestimmte Präparationstechniken können Neuronen sichtbar gemacht werden! Golgi-Färbung (Camillo Golgi): wollte eigentlich Meningen färben, indem er Kaliumdichromat und Silbernitrat verwendete. Daraus entstand Silberchromat, welches nur wenige Neuronen schwarz färbt und so prinzipielle Darstellungen ermöglicht. Golgi-Färbung kann keine Auskunft über die Zahl von Neuronen liefern!

20 Nissl-Färbung (Franz Nissl): Kresylviolett (hauptsächlich verwendeter Farbstoff) dringt in alle Zellen eines Gewebeschnitts ein und lagert sich an Strukturen in den Zellkörpern an. Unter dem Mikroskop kann dann die Zahl der Neuronen sehr gut eingeschätzt werden. (dient der Ermittlung der Zelldichte!)

21 Elektronenmikroskopie: Dünne Gewebsabschnitte werden mit einer elektronen-absorbierenden Substanz beschichtet. Die Substanz wird von verschiedenen Neuronenteilen unterschiedlich aufgenommen. Ein darauf gerichteter Elektronenstrahl wird dann durch das Gewebe auf einen Film gelenkt und erzeugt detailierte Strukturabbildungen. (dient der Abbildung von Details!)

22 Tracing-Verfahren: Anterogrades Tracing ermöglicht das Verfolgen der Axone, die von den Zellkörpern eines bestimmten Gebiets entspringen (vom Zellkörper zu den Endknöpfchen). Retrogrades Tracing ermöglicht das Verfolgen der Axone von den Endknöpfchen zum Zellkörper. (dient der Beschreibung von Projektionen!)

23 Richtungsbezeichnungen im Nervensystem: Wirbeltiernervensysteme werden auf die Orientierung der Wirbelsäule bezogen! Es gibt drei Achsen: anterior-posterior dorsal-ventral medial-lateral

24 Richtungsbezeichnungen im Nervensystem: Wirbeltiernervensysteme werden auf die Orientierung der Wirbelsäule bezogen! Für Menschen gibt es dieselben Achsenbezeichnungen, nur sind diese durch den aufrechten Gang (Bipedie) für Kopf und Rumpf getrennt zu betrachten. anterior-posterior dorsal-ventral medial-lateral

25 Weitere Begriffe: rostral-caudal (vorne-hinten), superior-inferior (oben-unten) proximal-distal (nah-entfernt) Schnittebenen: horizontal frontal sagittal Querschnitt

26 Das Rückenmark: Grob betrachtet gibt es zwei Bereiche: H-förmiger Kern (graue Substanz) Umgebende weiße Substanz Die graue Substanz besteht hauptsächlich aus Zellkörpern und unmyelinisierten Interneuronen! es wird weiters definiert: Hinterhörner (dorsal) Vorderhörner (ventral) Die weiße Substanz besteht hauptsächlich aus myelinisierten Axonen!

27 Auf 31 Ebenen sind jeweils links und rechts Paare von Spinalnerven mit dem Rückenmark verbunden. Jeder der 62 Spinalnerven teilt sich und seine Axone ziehen entweder über die Hinterwurzel oder über die Vorderwurzel in das Rückenmark hinein! Über die Hinterwurzel ziehen ausschließlich afferente sensorische unipolare Neuronen, deren Zellkörper unmittelbar außerhalb des Rückenmarks das so genannte Hinterwurzelganglion bilden! Die meisten ihrer synaptischen Endknöpfchen befinden sich in den Hinterhörnern der grauen Substanz! Die Neuronen der Vorderwurzel sind efferent, motorisch und multipolar! Ihre Zellkörper liegen in den Vorderhörnern! Die somatischen Neuronen projezieren zu den Skelettmuskeln, während die autonomen Neuronen zu Ganglien projezieren, die über weitere synaptische Kontakte mit inneren Organen in Verbindung stehen!

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