Funktionelle Anatomie des ZNS 1. Einleitung 2. Allgemeiner Aufbau des Nervensystems 2.1 Einige wenige Kommentare zum PNS 2.1.1 Somatische(s) Nerven(system) 2.1.2 ANS 2.1.3 Die Hirnnerven 3. Das Zentralnervensystem 3.1 Rückenmark 3.2 Das Gehirn 3.2.1 Erste Annäherung 3.2.2 Hirnhäute, CFS, Ventrikel 3.2.3 Funktionelle Anatomie des Gehirns (außer Neocortex) 3.2.4 Großhirnrinde / Neocortex Quelle: B&S Kap. 5; Th. Kap. 1 2. Allgemeiner Aufbau des Nervensystems Abbildung Pinel 3.2 (schon bekannt aus Vorlesung Nervenzelle ) 2.1. Einige wenige Kommentare zum PNS 2.1.1 Somatische(s) Nerven(system) Nervenfaserbündel, welche die Verbindung bilden zwischen dem ZNS und der willkürlich beeinflussbaren Skelettmuskulatur sowie einer Reihe von Sinnesrezeptoren (bspw. Haut) Somatische Nerven sind praktisch immer gemischt enthalten zuleitende (afferente) sensorische Fasern, die Infos bspw. von den Muskeln, den Gelenken und der Haut ans Rückenmark senden und ableitende (efferente) motorische Fasern, die Signale vom ZNS an die Muskulatur senden. 1/7
2.1.2. Autonomes Nervensystem [Nur einige Notizen; es gibt noch eigene Vorlesung zum ANS] Synonym: Vegetatives NS Das ANS innerviert die glatte Muskulatur aller Organe sowie das Herz und die Drüsen Es regelt die lebenswichtigen Funktionen, z.b. der Atmung, der Verdauung und der Körpertemperatur Es unterliegt - in der Regel - nicht der direkten, willkürlichen Kontrolle Zum ANS zählen: Sympathikus / Das sympathische NS Parasympathikus / Das parasympathische NS aber auch: Darmnervensystem (das eigentliche autonome NS) Sympathikus und Parasympathikus wirken weitgehend im Sinne eines funktionellen Antagonismus Wesentliche Bereiche des ANS werden durch bestimmte Hirngebiete reguliert 2.1.3 Die Hirnnerven Unterscheiden sich nicht grundsätzlich von den Rückenmarksnerven, gehen jedoch nicht vom Rückenmark aus, sondern direkt vom Gehirn. Abbildung B&S 2.13; Tab. B&S 2.2 Übermitteln vor allem Sinnesinfos aus Gesichts- und Kopfbereich und dienen zur Kontrolle der Gesichts- und Kopfbewegungen Die motorischen Anteile werden dem ANS zugerechnet und wirken parasympathisch 3. Das Zentralnervensystem 3.1. Rückenmark Abbildung Pinel 3.17 & 3.18 Im Querschnitt sind 2 Zonen erkennbar o Kernbereich: graue Substanz; primär Zellkörper und unmyelinisierte Interneurone Hinterhörner Vorderhörner o Außenbereich: weiße Substanz; Primär auf- und absteigende myelinisierte Axone 2/7
Spinalnerven o Ziehen zw. Wirbeln hindurch o 31 Ebenen; jeweils paarweise von links und rechts ins RM o Jeder Spinalnerv teilt sich auf und tritt durch Hinterwurzel / Dorsalwurzel (rein sensorisch!) bzw. durch Vorderwurzel / Ventralwurzel (rein motorisch!) ins RM 3.2. Das Gehirn 3.2.1. Erste Annäherung Abb. B&S 5.2 Das menschliche Gehirn etwa 3 Pfund schwere Masse; weiches Gewebe Gehirn besteht aus: 1. Gliazellen 2. Neuronen 1 Billionen (10 12 ) 3.2.2. Hirnhäute, CSF, Ventrikel Hirnhäute Abb. B&S, 5.3 3 schützende Meninges Dura mater: Sehr feste Schicht, die Gehirn locker umschließt Arachnoidea: Mit Subarachnoidalraum führt Blutgefäße und CSF; Pia mater: Sehr dünne Membran, die jeder Windung der Cortexoberfläche folgt. CSF & VENTRIKEL Abb. B&S, 5.4 Gehirn und RM schwimmen in CSF ( Liquor ) Schutzfunktion Weitere Funktion CSF Beteiligung an Stoffwechsel Bildung aus Blutplasma in Plexi chorioideii der Ventrikel (500 ml/tag) Abfluss über Arachnoidea Vier Ventrikel: Ausweitung des Zentralkanals; gefüllt mit CSF 3.2.3 Funktionelle Anatomie des Gehirns (außer Neocortex) Abb. B&S 5.5 1. Myelencephalon / Nachhirn: Medulla oblongata: - verlängertes Mark - enthält alle auf- und absteigenden Bahnen, die RM und Gehirn verbinden 3/7
- Ursprungsort vieler Hirnnerven - Beginn der Formatio Reticularis (zieht sich bis Mittelhirn; manchmal auch aufsteigendes reticuläres Aktivierungssystem (ARAS) Bedeutung für Aktivierungsprozesse - Formatio ist aber an vielen weiteren Funktionen beteiligt (z.b. Schlaf, Aufmerksamkeit, Muskeltonus, Herz-, Kreislauf- & Atemreflexe) 2. Metencephalon / Hinterhirn: Abb. Pinel, 3.21 Pons (Brücke): - enthält viele weitere Kerne z.b. von Hirnnerven, die eine Rolle bei Nahrungsaufnahme und Kontrolle des Gesichtsausdrucks spielen - stellt Verbindung her zum Cerebellum (Kleinhirn) Cerebellum (Kleinhirn): - wichtige Rolle im sensomotorischen System - unterhält enge Kontakte mit dem Nachhirn, dem Gleichgewichtssinn, dem Hör- und Sehsystem und der Großhirnrinde - aber: nicht einfach Teil des motor. Systems moderne Sichtweise Cerebellum als Zeitgeber bei Bewegungsplanung und Wahrnehmung - auch Bedeutung z.b. für prozedurales Gedächtnis 3. Mesencephalon / Mittelhirn Abb. Pinel, 3.22 geht über in Thalamus und Hypothalamus Tectum (Dach): - posterior/dorsal das Dach des Mittelhirns - Zwei Paare von Beulen Colliculi superiores (optisches System) Colliculi inferiores (auditorisches System) 4/7
Tegmentum: - anterior / ventral vom Tectum - Teile der Formatio, durchziehende Faserzüge, Hirnnervenkerne periaquaeductales Grau (PAG) Übermittlung analgetischer Effekte von Opiaten Nucleus ruber & Substantia Nigra sensomotorisches System 4. Diencephalon / Zwischenhirn: Abb. Pinel, 3.23 Thalamus: - Große, eiförmige und paarige Struktur - Viele Kerne, die in Cortex ziehen - Einfachste Funktionsbeschreibung: Schaltstation nahezu aller Sinnesreize zur Großhirnrinde (Ausnahme: olfaktorische Signale); Bsp. Corpus geniculatum lat. (vis. System) Corpus geniculatum med. (audit. System N. ventralis post. (somatosens. System) Hypothalamus: Abb. B&S 5.6 - wichtiges Kontrollzentrum für emotionales und motivationales Verhalten (positive und negative Affekte, Hunger, Durst, Fortpflanzung) - wichtig für Steuerung von Aufmerksamkeitsverhalten - Integriert dabei Reaktionen des ANS und des endokrinen Systems (=Hormonsystems). Dies geschieht über die - Hypophyse: schüttet eine Vielzahl von Hormonen aus, die in der Peripherie wiederum auf Hormondrüsen wirken. - Hypothalamus enthält zahlreiche, nach ihrer Lage bezeichnete Kerngruppen 5/7
5. Telencephalon / Endhirn umfaßt das limbische System, die Basalganglien und schließlich den Neocortex Limbisches System: Abb. B&S 5.9 Basalganglien: Abb. Pinel, 3.29 - besteht aus der Amygdala, Hippocampus, Mamillarkörpern, Gyrus cinguli, Septum und Fornix (aber manchmal auch andere Einteilung) - ebenfalls wichtige Rolle bei emotionalen und motivationalen Prozessen; vor allem Kampf, Flucht, Nahrungsaufnahme, Sexualverhalten - auch Unterdrückung stereotyper Verhaltensweisen zur Ermöglichung von Verhaltensmodifikation - Hippocampus: sehr wichtig für die Bereiche Lernen und Gedächtnis - Gruppe von Kernen, die z.t. den Thalamus umgeben. - Dazu zählen Amygdala (wieder!), Striatum (N. caudatus + Putamen), Globus pallidus - Wichtig für Ausführung von Willkürbewegungen (aber nicht nur! Auch Beteiligung an emotionalen & kognitiven Funktionen sowie Aufmerksamkeit) 3.2.4. Großhirnrinde / Neocortex: Abb. B&S 5.18, 5.17, 5.19 Abb. Pinel, 8.6 Macht den Menschen zum großen Teil zu dem was er ist (Denken, Bewusstsein, Vorstellen, Sprache) ABER: so genannte höhere Funktionen werden nicht nur in höheren Hirnregionen vermittelt; eher zutreffend je komplexer die Funktion desto mehr Hirnabschnitte sind beteiligt. Neocortex: 3mm dicke Schicht über dem restlichen Gehirn Evolutionsbiologisch relativ junge Struktur 6/7
Besteht aus sechs Schichten Wichtige anatomische Merkmale: 1. Zwei Typen von Neuronen: Pyramidenzellen, Sternzellen 2. Schichten unterscheiden sich bezüglich der Verteilung dieser Neuronentypen 3. Säulenartige Organisation: Viele Neurone verlaufen vertikal eine Säule oder Kolumne ist ein Miniaturschaltkreis mit einer Funktion Lässt sich unterteilen in zwei Hirnhälften / Hemisphären Verbunden durch den Balken / Corpus callosum Durch Schädigungen des Neocortex (Schlaganfälle, Traumata, Infektionen) kann es nun zu einer großen Vielzahl relativ spezifischer Funktionsdefizite kommen Thema der Neuropsychologie 7/7