(2) Funktionelle Neuroanatomie

• Horizontal

• Sagittal

• Coronal

• Dorsal (rückengerichtet)

• Ventral (bauchgerichtet)

• rostral (kopfwärts)

• caudal (“schwanzwärts”, unten)

Ursprung bei Vierfüßlern, daher beim aufrechten Menschen zu 90° Grad gedreht.

• Zentralnervensystem

• Peripheres Nervensystem

• Somatisches Nervensystem (willentlich steuerbar) + Hirnnerven

• Autonomes Nevernsystem mit Sympathischen und Parasympathischen Nervensystem

• Rückenmark

• Gehirn

• Medulla oblangata (Verlängertes Rückenmark)

• Hinterhirn mit Kleinhirn und Pons

• Mittelhirn

> auch als Hirnstamm zusammengefasst

• Vorderhirn

  • Großhirn mit Neokortex, Basalganglien und Limibischen System

  • Zwischenhirn mit Thalamus und Hypothalamus

• Innervierung von Rumpf und Extremitäten

• 31 paarige Spinalnerven (somatisches Nervensystem)

  • regelmäßige Abstände zu beiden Körperseiten aus Rückenmarkssegementen

    • Cervival

    • Thoracal

    • Lumbal

    • Sacral

    • Coccygeal

• Einfache Verschaltung (Reflexe)

• Versorgung der jeweiligen Körperhälfte

• Spinalnerv besteht aus zwei funktionell unterschiedlichen “Wurzeln”

  • Hinterwurzel (dorsal) für eintretende sensorische Informationen (affarent, aufsteigend)

  • Vorderwurzel (ventral) für austretende motorische Informationen (efferent, absteigend)

PNS, (SNS)

• 12 paarige Nevern, direkt aus dem Gehirn austretend

• I bis XII

• den Kopf betreffende Informationen

• teils nur sensorisch, teils nur motorische, teils gemischte Informationen

Besondere Funktion: Hirnnerv X (Vagus Nerv) versorgt Eingeweide und Herz

PNS

• Versorgung der inneren Organe, Gefäße und Drüsen

  • Homöostase

  • Steuruerung der Vitalfunktionen

• oft unabhängig von bewusster Beeinflussung

• Unterteilung in:

  • Sympathisches Nervensystem (“fight-or-flight”)

    • stimulieren, organisieren, mobilisieren Energiereserven

    • Aktivierung

  • Parasympathisches Nervensystem (“rest-and-digest”)

    • konservieren Energiereserven

    • Enstpannung

  • durch relatives Niveau von Sympathikus und Parasympathikus kontrolliert (Ausnahme Nebennierenmark)

Entwicklungsgeschichtliche Unterscheidung in:

• Niederes “Reptiliengehirn”, Stammhirn

  • Hirnstamm, Mittelhirn, Hypothalamus, ANS

  • automatische Regulationsmechanismen, Homöostase, Feedback-Loop, etc. > Grundfunktionen

  • nicht lernfähig

• Limbisches System / emotionales Säugerhirn

  • emotionale Regulation und Gedächtnis

• Corticale Bereiche / denkendes Säugerhirn

  • höhere kognitive Funktionen

  • komplexe Vorgänge wie Denken und Sprache

ZNS, Gehirn

• Mittelhirn

• Pons (Brücke)

• Medulla oblangata (verlängertes Rückenmark)

> Hirnstamm

• Informationsweiterleitung zwischen Großhirn und Kleinhirn / Rückenmark

• Regulierung Vitalfunktionen (Atmung, Bewusstsein, Körpertemperatur)

ZNS, Gehirn, Hirnstamm

• Informationsleitung zwischen RM und VH

• Neurone für Sensorik und Motorik

• bestehend aus

  • Tectum (Vierhügelplatte)

  • Tegmentum (wichtige Nuclei)

    • Zentrales Höhlengrau (Schmerzwahrnehmung)

    • Nucleus ruber / roter Kern (Schaltstelle für efferente motorische Fasern, Willkürbewegungen, Feinmotorik)

    • Substantia nigra / schwarze Substanz (Bewegungssteuerung, Nigrostriatales dopaminerges System)

      • Teil der Basalganglien

    • Ventral tegmentales Areal / VTA (Belohnung und mesokortikales DA System)

      • Projektionen zum Nucleus accumbens

ZNS, Gehirn, Hirnstamm

• verlängertes Mark

• affären und efferent Nervenbahnen/Axone zwischen höheren Hirnregionen und Rückenmark (Durchgangs- und Schaltstation)

• Nuclei der vegetativen Steuerung (Atmung, Blutdruck, Herzfunktion)

• Ausgang der Hirnnerven VI bis XII

ZNS, Gehirn, Hirnstamm

• Brücke

• motorische und sensorische Nuclei

• “Schaltzentrale”, verbindet Großhirnrinde mit Kleinhirn

• Säulenartige Struktur aus vernetzen Neurongebieten / Ansammlung Nervenzell (im Hirnstamm)

  • ARAS (Aufsteigende retikuläres Aktivierungssystem), verantwortlich für allgemeine Aktivierung / Akivierung Neokortex - affarente Neuronen

  • efferent e Neuronen

• Integration zentralnervöser und peripher-organismischer Funktionen

  • Homöostase

  • Atmung, Kreislauf, Aktivitätsniveau, etc.

• Wach-Schlaf Zustand, Muskeltonus, Wahrnehmung der Sinnesorgane

• beinhaltet wichtige Nuclei:

  • Raphé-Kerne (wichtigstes serotonerges Kerngebiet, Schmerzhemmung)

  • Locus coeruleus (wichtiges noradreneges Kerngebiet, Schlaf-Wach-Rhythmus)

• zwei Hemisphären

• graue Substanz (Zellkörper) und weiße Susbtanz (myelinisierte Axone)

• Bewegungskontrollzentrum

  • Bedeutung auch für Lernen (klassisches Konditionieren, automatisierte Bewegungsabläufe) und Gedächtnisfunktion

• motorische Feinabstimung von:

  • Rückenmark: Lage und Bewegungszustand der Gliedmaßen/Muskeltonus

  • Gleichgewichtsorgane

  • Großhirnrinde: an die Muskulatur entsandte motorische Befehle

• glatte, reibungslose Bewegungsabläufe

ZNS, Gehirn

• bestehend aus:

  • Grohirn

    • Neokortex, Basalganglien, Limbisches System

  • Zwischenhirn

    • Thalamus, Hypothalamus

• Sinneswahrnehmung, Bewusstsein, geistige Wahrnehmung, willentliche Aktivität

ZNS, Gehirn, VH

• bestehend aus:

  • Thalamus

  • Hypothalamus (+Hypophyse)

  • Epithalamus (+Epiphyse)

  • Subthalamus

ZNS, Gehirn, VH, ZH

• “Tor zum Bewusstsein”

• Nuclei-Ansammlung (Graue Substanz)

• Sammelstelle und Umschaltzentrale

• Vorverarbeitung (Filtern und Sortieren) sensorischer Information aus Peripherie, Ausnahme von Riechen

• Projektion in weite Bereiche des Kortex und subkortikale Strukturen

  • Motorischer Kortex

  • Hörrinde

  • Sehringen

  • …

ZNS, Gehirn, VH, ZH

• Ansammlung mehrere kleiner Nuclei

• Steuerung vitaler Funktionen

  • Hormone

  • Funktion der inneren Organe

  • Hunger, Durst (Stoffwechsel)

  • Biologische Rhythmen

  • Sexualverhalten

• enge Verbindung mit anderen Hirnregionen (Limbisches System, Mittelhirn, Hirnstamm)

• Steuerung der Hormonfreisetzung über Hypophyse

ZNS, Gehirn, VH, Großhirn

• größter Teil des Gehirns (85% vom Gesamtgewicht)

• zwei Hemisphären

  • Verbindung durch Kommissuren (querverlaufende Bahnen)

    • Corpus callosum (Balken)

• unterteilt in

  • Neocortex

  • Basaganglien

  • Limbisches System

• jüngster und höchstenwickelter Teil des Großhirns

• überproportional groß (beim Menschen)

• zentrale Struktur für höhere kognitive Fähigkeiten

• starke Faltung

  • Gyrus (Windung)

  • Sulcus (Furchung)

  • Spalten (Fissura)

• Unterteilung in vier Lappen

  • Temporallappen (Schläfenlappen)

    • Verarbeitung auditiver Informationen

  • Frontallappen (Stirnlappen)

    • Zentralfurche (sulcus centralis) = posteriore Grenze

    • Kontrolle, Planen, Entscheiden

  • Parietallappen (Scheitellappen)

    • Seitenfurche (Sulcus lateralis) als Abtrennung zum TL

    • Aufmerksamkeit, räumliches Denken

  • Okzipitallappen (Hinterhauptslappen)

    • Verarbeitung visueller Informationen; Sehsinn

I. Molekularschicht: wenige kleine Neuronen, Gliazellen

II. Äußere Körnerschicht: kleine Pyramidenzellen & Körnernzellen, Verzweigung über kurze Strecken > Eingang

III. Äußere Pyramidenschicht: Pyramidenzellen unterschiedlicher Größe, weitläufige Axone > Ausgang

IV. Innere Körnerschicht: Primär horizontale Fasen; kleine Körnerzellen; afferente Eingänge aus dem Thalamus

V. Innere Pyramidenschicht: Große Pyramidenzellen; Aufsteigende Apikaldendrite; Ausgänge (Axone) primär zu subkotrikalen Strukturen

VI. Multiforme Schicht: verschiedene Zellarten

• vier verbundene Kammern, gefüllt mit Cerebrospinalflüssigkeit (CSF)

• Austausch von Nährstoffen und anderen Stoffen innerhalb des Hirns und Rückenmark (Liqoursystem)

• “Stoßdämpfer”-Funktion

ZNS, Gehirn, VH, Großhirn

• Hirnstruktur oberhalb des Hirnstamm

  • eng verbunden über Faserbündel

  • eigenes neuronales System (“extrapyramidales System”)

• reibungslose und koordinierte Bewegungskoordination

  • Modulation motorischer Befehle des Kortex

• Beteiligung an kognitiven Filterprozessen (“Gating”)

• Nucleus caudatus + Putamen = Striatum

  • Verbindung über Nucleus accumbens

• Globus pallidus + Putamen Putamen = Nucleus lentiformis

• erweitert:

  • Nucleus subthalamicus

  • Substantial nigra

  • Amygdala

ZNS, Gehirn, VH, GH

• um Thalamus gruppiert, kortikale und subkortikale Gebiete, eng miteinander verbunden

• Verarbeitung von Emotionen und Lernprozessen

• bestehend aus (vor allem auf Mediafläche, nach innen gewandt):

  • Hippocampus

  • Amygdala

  • Cingulärer Cortex / Gyrus cinguli

  • Septum

  • Nucleus accumbens

  • Parahippocampaler Cortex

  • Kerne des Thalamus

ZNS, Gehirn, VH, GH, LS

• entwicklungsgeschichtlich alte Struktur

• Temporallappen

• 3-schichtige Rindenstruktur

• Einspeicherung von Gedächtnisinhalten (synoptische Plastizität, Langzeitpotenzierung)

ZNS, Gehirn, VH, GH, LS

• “Mandelkern”

• heterogenes Kerngebiet im medialen Teil des Temporallappen

• Basotaler Nucleus (BLA)

  • Entstehung der Furchtreaktion

    • elektrische Stimulation, Angstgefühle

  • Lernen und Erinnern von emotionalen Inhalten

Vorderhirn

Zwischenhirn