Neuroanatomie II

Das Telencephalon

• Die Basalganglien (Endhirnkerne)

• Das limbische System

• Der zerebrale Kortex

• Amygdala = Mandelkernförmige Strukturen

• wichtige Rolle für EMotionsverarbeitung

• Ist in Kerngebiete aufgeteilt

• Unterschiedlichen Kerne habne untersch. Funktionen und Verbindungen (bekommen untersch. Input)

Kortikomediale Kerne: wirkt auf HPA Achse und somit auf Stress

• Zentromedialne Kerngebiete bekommen viel Input von basalateralen Amygdala, Output senden sie nach unten (Hirnstamm, Mittelhirn usw.)

• Amygdala Input aktiviert HPA Achse

• Input kommt über basalaterale Amygdala in Hypothalamus und gibt A. die Möglichkeit hormonelle Antworten des Organismus zu regulieren

-> bekommt viel Input von allen sensorischen Systemen

-> Teil des limbischen Systems

-> liegt im medialen Temporallappen

Funktionen

• räumliche Orientierung/ Navigation

• Gedächtniskonsolidierung

Informationsfluss im Hippocampus anhand von 2 Schleifen/ Kreisen:

1. sensorische Kortexareale

2. Entorhinaler Kortex

3. Hippocampus und zuürck

Schleife:

• sensorische Information aus dem sensorischen Kortexarealen kommt im entorhinalen Kortex an

• Weiterleitung zum Hippocampus

• Über den Outcome am Subiculum wird Info wieder zurückgeleitet zum entorhinalen Kortex

• Durch Rückprojektion findet Gedächtnisabruf statt

• Bsp.: Geruch wahrgenommen, verarbeitet und durch Rückkopplung mit Erinnerung verknüpt

Funktion:

• relevant für emotionale Verarbeitung und Gedächtnis (Assoziative Aspekte)

Im Hippocampus und im entorhinalen System gibt es verschiedene Zelltypen, die der Orientierung dienen

1. Place Cells (feuern in bestimmten Bereich/ an einem bestimmten Ort wo Tier sich befand)

2. Grid Cells (in Hinblick auf die Position des Tieres)

3. Head direction cell (Kopfrichtungpräferierung -> Die Zelle feuert wenn Kopf in bestimmte Richtung schaut)

4. Border Cell (Zellen repräsentieren Grenzen der Umgebung des Tiers -> z.B. Wände)

• Teil des Telencephalons

• Alle vier Lappen bilden den zerebralen Kortex also die Großhirnrinde

• Kortex zeigt eine starke Faltung (Gyrifizierung) und Furchen (Sulci)

• Grund dafür: substantielle Erhöhung der Oberfläche

• Graue Substanz enthält Nerven, weiße Substanz Fasern

Wird unterschieden in Allokortex und Neokortex

Allokortex:

• Phylogenetisch älterer Teil des Telencephalons

• 3-5 Schichten, uneinheitlicher Aufbau

• z.B. Hippocampus, Riechhirn

Neokortex

• phylogenetisch jüngster Teil des Telencephalons

• ist einheitlich in 6 Schichten aufgebaut

• Schichten unterscheiden sich in ihrer Struktur und darin, in welche Areale sie Signale senden

• Schichten unterscheiden sich in der Form der Zellen; Pyramidenzellen, kleine Neuronen usw.

• durch diese Merkmale kann man Schichten voneinander unterscheiden

• mehrere Hinweise das unterschiedlichen Schichten des Kortex für unterschiedliche Rechnungsprozesse verantwortlich sind

Zytoarchitektur des Kortex

• Einteilung des Kortex in Areale

Brodmann Areale:

• hat 52 Areale unterteilt

• Idee: unterschiedliche Regionen haben unterschiedliche Funktionen

Economo & Koskinas

• haben Koretx ebenfalls in Areale unterteilt, allerdings über 100 Areale gefunden

Klassifikation erfolgt durch die Aufgaben, die sie verfolgen

Primäre sensorische/ motorische Areale:

• Erste Verarbeitungsstation für sensorische Information und Ausgangsareal für motorische Impulse

Sekundäre sensorische/ motorische Areale

• direkt nachgeschaltete sensorische Areale

• Prämotorische Areale

Assoziationskortex

• alle anderen kortikalen Regionen (Verknüpfung verschiedener Modalitäten)

• Beim Menschen ist viel dazugekommen (Kortex der nicht mehr primär für sensorischen oder Produktion von motorischen Kommandos verantwortlich ist, sondern vor allem assoziative Verbindungen)

• Projektionsfasern = Bündel von Aktionen Kommissurenfasern

• Über dem Balken verbinden sie die Hirnhemisphären miteinander

Motorischer Kortex

• somatotopisch organisiert

• motorischer Homunculus -> je nach ihrer funktionellen Bedeutsamkeit sind die verschiedenen Körpergebiete unterschiedlich groß repräsentiert (Hand z.B. sehr groß, Knie klein)

Hiearchie der Handlungskontrolle im Frontalhirn

Präfrontaler Koretx

• plant Handlungen

• Schädigungen im PFC führen zu Störungen im zielgerichteten Handeln:

  -> Perseverationsverhalten (Handlungen, die nicht mehr relevant sind, werden wiederholt)

  -> Utilisationsverhalten (impulsive Handlungen werden an irrelevanten Objektiven durchgeführt)

Prämotorischer Kortex

• bereitet die Bewegungssequenz für den motorischen Kortex vor

• hier sind auch Spiegelneuronne verortet

• Stimulation löst nicht direkt Bewegung aus -> Modulation von M1

(Primäre) Motorischer Kortex

• produziert spezifische Bewegungen und steuert die hierfür relevanten Muskelgruppen an

• Stimulation löst Bewegung aus

  
  

• Zellen feuern wenn Tier bestimmte Handlung ausführen aber auch wenn es bei VL Handlung beobachtet

• Ob es SN beim Menschen genauso gibt wie beim Affen nicht ganz bewiesen

-> Dopmain modulliert Schleifen

• Überrepräsentation von Mund, Hand usw. im Vergleich zu anderen Teilen der Körperoberfläche

  
  

• wichtig bei vielen psychischen Störungen

• zuständig für die Emotionsverarbeitung

1. Kortikale Säulen (columns) als kleinste Verarbeitungseinheit

   -> Neurone, die ähnliche Antwortbereiche haben, sind in kortikale Säulen zusammengefasst

2.  Information wird sowohl hierarchisch (seriell & konvergent) als auch verteilt (parallel & divergent) verarbeitet

Kortikale Säulen

 Zwei Beispiele:

• Ocular Dominance Columns

  -> Säulen im visuellen Kortex, in denen die Zellen bevorzugt Information vom linken bzw. Rechten Sehfeld verarbeiten

  -> macht Sinn Reize von Augen getrennt zu verarbeiten

  -> Disparität

  -> Tiefensehen möglich

• Orientation Columns

  -> Säulen im visuellen Kortex, in denen die Zellen bevorzugt auf Kanten mit bestimmter Orientierung reagieren (z.B. 45° Kanten)

• Divergenz: 1 Neuron verteilt Input auf verschiedene andere Neuronen; Verschaltungsmuster ermöglicht es versch. Infos parallel zu verarbeiten

• Konvergent: Diverse Inputs konvergieren auf einzelne nachgeschaltete Neuronen (durch KV kann ich neue Infos kreieren -> bekomme Zellen die auf komplexe Reizkonfiguartionen reagieren können

  
  

Wo sieht man seriell und parallel gleichzeitig?

• parallele Verarbeitungspfade die für sich genommen serielle Verschaltung bilden

• Visuelle Info wird in vielen Komplexen Stufen in 2 Verarbeitungspfaden aufgeteilt; kommt in PFK an und wird dort auch wieder komplex verschaltete usw.

• Untersch. Top Down/ Button Up: immer beides gleichzeitig

• Botton up: basaler sensorischer Input kommt an und wird weitergereicht, bis Motorik ausgeführt wird -> Input immer wichtig aber Erwartung (Top Down) spielt auch wichtige Rolle

• Geht aber immer in beide Richtungen: Selektionsprozesse: Meine Erwartung moduliert auch meine Wahrnehmung (Top Down)

• Infoverarbeitung kann in beide Richtungen gehen!