Neuroanatomie

Großhirn und Hirnrinde

Das Großhirn (Cerebrum) macht den größten Teil des Gehirns aus. Es befindet sich in der Schädelhöhle. Das Großhirn besteht aus zwei Gehirnhälften (linke und rechte) und fünf Lappen. Alle Lappen (bis auf einen) sind nach den Schädelknochen benannt, unter denen sie sich befinden: Frontallappen, Parietallappen, Temporallappen, Okzipitallappen und Insellappen.

Der Insellappen liegt direkt unter dem Frontallappen, dem Temporallappen und dem Parietallappen verborgen. „Insula“ bedeutet Insel, denn dies ist der Insellappen tatsächlich - eine Insel aus grauer Substanz, die unter der Oberfläche des Großhirns verborgen ist.

Du wirst wahrscheinlich auch auf den Begriff “limbischer Lappen” stoßen, dabei ist dieser kein wirklicher Lappen, sondern eine funktionelle Gruppe miteinander verbundener Regionen des Gehirns. Zusammen bilden sie das limbische System, dass Emotionen, Gedächtnis und räumliche Wahrnehmung steuert.

Das Großhirn bildet zusammen mit Hippocampus, Amygdala, Riechkolben und Basalganglien das Telencephalon.

Die oberflächlichste Schicht des Großhirns ist die Großhirnrinde. Es handelt sich um eine Schicht grauer Substanz, die zahlreiche Falten aufweist (Sulci und Gyri), strukturell (kortikale Zytoarchitektur) oder funktional (Brodmann-Areale) eingeteilt werden kann und Bereiche wie den primär motorischen Kortex und den primär somatosensiblen Kortex beherbergt. Beiden kann jeweils ein motorischer und ein sensibler Homunkulus zugeordnet werden.

Verbindungen der weißen Substanz erstrecken sich zwischen der grauen Substanz der Großhirnrinde und anderen Teilen derselben Gehirnhälfte (Projektionsfasern), zur gegenüberliegenden Hemisphäre (Kommissurenbahnen) und zu Strukturen außerhalb des Kortex (Assoziationsfasern).

Subkortikale Strukturen

Die subkortikalen Strukturen sind eine Gruppe verschiedener Strukturen, die sich tief im Gehirn befinden. Dazu gehören das Diencephalon (Thalamus, Epithalamus, Subthalamus und Hypothalamus), die Hypophyse, limbische Strukturen und die Basalganglien.

Diese Strukturen weisen eine Vielzahl von Funktionen auf, wie beispielsweise:

• Der Hypothalamus und die Hypophyse sind an der Hormonproduktion und -regulierung beteiligt.
• Das limbische System (einschließlich Hippocampus, Fornix, Amygdala, Inselrinde etc.) sind an Gedächtnis, Geruchssinn, emotionalem Verhalten und der Aufrechterhaltung des physiologischen Gleichgewichts des Körpers beteiligt (Homöostase).
• Die Basalganglien sind eine funktionelle Gruppe von Kernen, die zusammen eine Einheit des extrapyramidalmotorischen Systems bilden und die motorische Aktivität beeinflussen.

Hirnstamm

Der Hirnstamm (Truncus encephali) ist der kaudalste Teil des Gehirns. Es besteht aus dem Mittelhirn (Mesencephalon), Pons und der Medulla oblongata. Kleinhirn, Pons und Medulla oblongata werden häufig unter dem Namen Rautenhirn (Rhombencephalon) zusammengefasst. Die Bedeutung des Hirnstamms beruht auf mehreren wichtigen Funktionen, die dem Hirnstamm die umgangssprachliche Bezeichnung der “Überlebenszentrale” verleihen:

• Es enthält alle Hirnnervenkerne (außer HN I, HN II) und ermöglicht so eine somatische und autonome Kontrolle von Kopf und Hals.
• Es enthält die Kerne der Formatio reticularis.
• Es enthält sympathische und parasympathische Kerne, die lebenswichtige Zentren bilden, welche Aktivitäten wie Atmung, Herzfrequenz und Vasomotorik steuern.
• Alle Bahnen zwischen dem Rückenmark und dem Großhirn / Kleinhirn verlaufen durch den Hirnstamm.

Kleinhirn

Das Kleinhirn (Cerebellum) befindet sich zwischen dem Großhirn und dem verlängerten Rückenmark. Es spielt eine wichtige Rolle bei der Regulierung der Motorik und der Teilnahme an der Planung und Anpassung der motorischen Aktivität, einschließlich der Koordination des Körpers während des Bewegungsvorgangs.

Das Kleinhirn hat wie das Großhirn zwei Hemisphären (linke und rechte). Sie sind durch eine Struktur miteinander verbunden, die Vermis genannt wird. Das Kleinhirn besitzt drei Lappen: Lobus anterior, posterior und flocculonodularis. Die Kleinhirnrinde bildet die äußerste Schicht des Kleinhirns und besteht aus grauer Substanz. Wichtige Strukturen des Kleinhirns sind die vielen paarigen Kerne in seiner tief gelegenen weißen Substanz, sowie die Kleinhirnstiele.

Das Kleinhirn enthält keinerlei motorische Neurone.

Rückenmark

Das Rückenmark (Medulla spinalis) befindet sich im Rückenmarkskanal der Wirbelsäule. Es ist mit dem Hirnstamm verbunden und erstreckt sich vom Foramen magnum des Hinterhauptknochens bis zum L1/L2-Wirbel.

Dieser kaudale Teil des ZNS überträgt Informationen zur und von der Peripherie, indem es mit dem peripheren Nervensystem interagiert. Es ist jedoch mehr als nur eine Verbindung zwischen Gehirn und Körper - es verändert und integriert auch die Informationen, die es durchlaufen und an Reflexen beteiligt sind. Das Rückenmark besteht aus 5 Segmenten:

• Zervikalsegment - 8 Segmente (C1-C8)
• Thorakalsegment - 12 Segmente (T1-T12)
• Lumbalsegment - 5 Segmente (L1-L5)
• Sakralsegment - 5 Segmente (S1-S5)
• Coccygealsegment - 1 Segment (Co1)

Im Gegensatz zum Gehirn besteht die äußerste Schicht des Rückenmarks aus weißer Substanz. Diese gliedert sich in drei Strängen (Funiculus anterior, - lateralis und - posterior), die Verbindungen zwischen Gehirn und Peripherie enthalten. Die zentrale Masse des Rückenmarks ist eine schmetterlingsförmige graue Substanz, die neuronale Zellkörper enthält.

Hirnhäute

Die Hirnhäute (Meningen) bestehen aus drei Schichten, der Dura mater, Arachnoidea und Pia mater, die das Gehirn und das Rückenmark umhüllen.

Die Hirnhäute schützen die Strukturen des ZNS, agieren als Trennwände und bilden physiologische Zwischenräume. Die Schichten der Dura mater trennen das Großhirn und das Kleinhirn voneinander und teilen auch ihre Hemisphären (Falx cerebri, Tentorium cerebelli, Falx cerebelli, Diaphragma sellae).

Die Meningealräume enthalten die venösen Sinus (die venösen Blutleiter des Gehirns) und die mit Liquor gefüllten Subarachnoidalzisternen.

Ventrikel und Liquor cerebrospinalis

Die Ventrikel sind miteinander verbundene Hohlräume, die sich tief im Gehirn befinden. Sie sind mit Liquor cerebrospinalis gefüllt, der das Gehirn und Rückenmark schützt, Nährstoffe liefert und Abfallstoffe entfernt. Es gibt vier Ventrikel im Gehirn:

• Zwei Seitenventrikel - innerhalb der Gehirnhemisphären
• Dritter Ventrikel - zwischen den beiden Thalami
• Vierter Ventrikel - befindet sich über den Pons und Medulla oblongata und unter dem Kleinhirn

Der Liquor cerebrospinalis wird von den Zellen des Plexus choroideus produziert, der sich in den Wänden der Hirnventrikel befindet. Er zirkuliert dann über zwischen ihnen befindliche Foramina durch die Ventrikel. Vom vierten Ventrikel aus gelangt der Liquor zu einem System aus Subarachnoidalzisternen, die durch den Subarachnoidalraum des Gehirns und des Rückenmarks fließen, bis er schließlich in das venöse System des ZNS aufgenommen wird.

Blutversorgung des Gehirns

Die arterielle Versorgung des Gehirns wird von zwei Hauptquellen bereitgestellt - durch die innere Halsschlagader (Arteria carotis interna) und die Wirbelarterien (Arteriae vertebrales).

Die Arteria carotis interna bildet den vorderen Kreislauf des Gehirns und versorgt den vorderen und den mittleren Teil des Großhirns. Die Wirbelarterien versorgen das hintere Großhirn, den Hirnstamm und das Kleinhirn (hintere Zirkulation). Diese beiden Kreisläufe bilden eine Anastomose an der Basis des Gehirns und lassen einen Gefäßkreislauf entstehen, der als Circulus arteriosus cerebri (Willisii) bezeichnet wird.

Das venöse Blut aus dem Gehirn wird durch ein System von oberflächlichen und tiefen Gehirnvenen abgeleitet. Oberflächliche Hirnvenen drainieren die Hirnrinde, während tiefe Venen das Blut aus den tiefen Hirnstrukturen ableiten. Alle Venen münden schließlich in die venösen Sinus durae matris, die innerhalb der Dura mater verlaufen. Diese münden schließlich in die Vena jugularis interna.

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Hirnnerven

Die Hirnnerven stammen aus Kernen im Gehirn. Sie verlassen den Schädel durch Foramina und Fissuren, um Kopf und Hals sensorisch und motorisch zu versorgen. Nur der Vagusnerv reicht über den Hals hinaus und hinab in Brust -und Bauchhöhle, um dort die Eingeweide zu innervieren. Ihre numerische Reihenfolge (I-XII) wird durch die Austrittsstelle des Schädels (rostral bis kaudal) bestimmt.

Nur die "peripheren" Anteile der Hirnnerven, also solche Fasern, die keine sensorischen Informationen fortleiten, sind mit anderen peripheren Nerven gleichzusetzen. Die Nervi olfactorius und opticus fallen daher aus dieser Kategorisierung bereits heraus.

Spinalnerven

Spinalnerven entstehen paarweise auf verschiedenen Höhen des Rückenmarks. Es gibt 31 Spinalnervenpaare; 8 Hals-, 12 Brust-, 5 Lenden-, 5 Sakral- und 1 Steißbeinnervenpaar.

Spinalnerven sind eine Art Hybrid für jeden Teil des Nervensystems, da sie gemischte Nerven sind, die sensible, motorische und autonome Fasern enthalten. Sie entstehen aus zwei Wurzeln im Rückenmark, der motorischen Vorderwurzel und der sensiblen Hinterwurzel. Die Wurzeln vereinigen sich und der Nerv tritt durch das entsprechende Foramen intervertebrale aus dem Rückenmark aus, um die jeweiligen Bereiche des Körpers zu innervieren.

Spinalnerven innervieren ihre Zielorgane direkt oder indem sie verzweigende Faserbündel bilden, die Plexus genannt werden. Wichtige Plexus sind:

• Plexus cervicalis (C1-C4) - innerviert Strukturen des Halses
• Plexus brachialis (C5-T1) - innerviert den Oberkörper
• Plexus lumbalis (L1-L4) - innerviert die untere Bauchwand, die vordere Hüftregion und den Oberschenkel
• Plexus sacralis (L4-S4) - innerviert die Hüfte und die untere Extremität

Hautareale, die von einem Spinalnerv innerviert werden, werden Dermatome genannt. Muskelgruppen, die von einem Spinalnerv innerviert werden, werden als Myotome bezeichnet.

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Aufsteigende Bahnen

Aufsteigende Bahnen übertragen sensible Informationen aus unserer inneren und äußeren Körperumgebung. Das Propriozeptions- und Tastempfinden wird durch die Hinterstrangbahn übertragen, die zusammen mit dem Fasciculus longitudinalis medialis das lemniskale System (Fasciculus gracilis und cuneatus) bildet.

Absteigende Bahnen

Absteigende Bahnen steuern die Bewegungen des Körpers. Sie werden in zwei große Gruppen eingeteilt; pyramidale und extrapyramidale. Das pyramidale System (kortikonukleäre und kortikospinale Bahnen) stammt aus dem motorischen Kortex und steuert die willkürlichen Bewegungen der Skelettmuskulatur.

Das extrapyramidalmotorische System (Tractus rubrospinalis, - tectospinalis, - reticulospinalis und - vestibulospinalis) stammt aus Kernen im Hirnstamm. Durch die Synchronisation im Rückenmark steuert dieses System neben der reinen Bewegung auch andere Aspekte der Bewegungsaktivität wie Koordination, Reflexbewegungen und Körperhaltung.

Nachdem du nun einen Überblick über Grundlagen der Neuroanatomie erhalten hast, vertiefe und teste dein Wissen über die einzelnen anatomischen Strukturen am besten gleich. Nutze dafür doch die hier zusammengestellten Lerneinheiten: