Video: Brodmann-Areale

Gerhard Mercator gehört wohl zu den bekanntesten Kartographen, da er, als einer der Ersten, die Welt auf einem Globus abgebildet hat. Aber hast du schonmal von Korbinian Brodmann gehört? Er war einer der Ersten, der eine Karte des menschlichen Gehirns erstellt hat. Im zwanzigsten Jahrhundert hat er die Großhirnrinde entsprechend ihrer Zytoarchitektur, also ihrer histologischen Struktur und Organisation, beschrieben. Dabei hat er das Gehirn in 52 Areale aufgeteilt, die seitdem mit bestimmten kortikalen Funktionen assoziiert werden.

Korbinian Brodmann hatte dabei nicht die einfachsten Voraussetzungen für solch eine Karriere. Als Sohn einer Magd und als Schüler, der für unbegabt gehalten wurde, hat Brodmann durch seine medizinische Karriere alle Erwartungen übertroffen. Seine Forschung wurde durch den ersten Weltkrieg unterbrochen und durch den plötzlichen Eintritt seines Todes verkürzt. Wer weiß, was er sonst noch entdeckt hätte. Trotz allem hat Brodmann mit seiner Einteilung des Gehirns in die sogenannten Brodmann-Areale einen fundamentalen Beitrag zur Neuroanatomie geleistet.

Was es mit den Brodmann-Arealen genau auf sich hat, werden wir in unserem heutigen Tutorial besprechen. Bevor wir anfangen, gebe ich dir noch eine kurze Übersicht über das, was wir uns heute ansehen werden. Keine Panik, ich werde dir nicht jedes einzelne Areal vorstellen und erwarte auch nicht, dass du jedes Areal kennst - ansonsten müssten wir uns damit den ganzen Tag beschäftigen!

Heute besprechen wir ausschließlich die wichtigsten Brodmann-Areale des Frontallappens, des Parietallappens, des Okzipitallappens und des Temporallappens. Zum Schluss werfen wir wie immer einen Blick in die Klinik.

Bevor wir loslegen, ist es wichtig zu erwähnen, dass die Brodmann-Einteilung auf dem histologischen Aufbau der Großhirnrinde basiert. Diese setzt sich aus sechs Zellschichten zusammen - der Molekularschicht, der äußeren Körnerschicht, der äußeren Pyramidenschicht, der inneren Körnerschicht, der inneren Pyramidenschicht und der multiformen Schicht.

Die histologische Struktur und Organisation dieser Schichten ist in den verschiedenen Arealen unterschiedlich ausgeprägt. Die einzelnen Brodmann-Areale zeichnen sich also durch eine charakteristische Anordnung der Schichten und der enthaltenen Zellen aus. Wir werden uns die Areale heute nicht in der numerischen Reihenfolge anschauen, sondern in Abhängigkeit von dem Lappen, in dem sie sich befinden.

Beginnen wir mit dem Frontallappen. Der Frontallappen ist der größte Lappen beider Hemisphären. Durch den Sulcus centralis wird er vom Parietallappen getrennt. Die Grenze zum Temporallappen bildet der Sulcus lateralis. Seine Funktionen umfassen die Kontrolle von Willkürbewegungen, Aufmerksamkeit, Aufgaben des Kurzzeitgedächtnisses, Motivation und Planung. Kommen wir nun zu den Brodmann-Arealen des Frontallappens. Wir beginnen mit dem Brodmann-Areal 4, das auch als primär motorischer Kortex bekannt ist. Dieses Areal befindet sich im Gyrus precentralis und ist für die Kontrolle von Willkürbewegungen verantwortlich. Wenn du also deine Freunde mit einer Tanzeinlage beeindrucken willst, aktivierst du dabei dieses Areal.

Hier siehst du das Gehirn von lateral. Das Areal 4 erstreckt sich von hier bis zur medialen Fläche der Hemisphäre. Am primär motorischen Kortex ist die kontralaterale Körperseite somatotopisch abgebildet - dies wird als motorischer Homunkulus bezeichnet. Wie du siehst, sind Körperregionen, die komplexe oder feine Bewegungen ausführen, wie die Gesichts- oder Handmuskulatur, größer dargestellt. Dies zeigt, dass die Körperregion einen größeren Anteil der Großhirnrinde für ihre Funktion benötigt. Andere Körperregionen, wie der Rücken, sind für gröbere Bewegungen zuständig. Daher machen diese einen kleineren Anteil der Großhirnrinde aus.

Als Nächstes schauen wir uns das Brodmann-Areal 6 an. Hier befinden sich der prämotorische Kortex sowie der supplementärmotorische Kortex. Das Brodmann-Areal 6 liegt unmittelbar anterior des primär motorischen Kortex und ist von großer Bedeutung für die Planung von Willkürbewegungen. Mit diesem Areal kannst du deine Tanzschritte also ganz genau im Voraus planen. Wie du hier siehst, erstreckt sich auch dieses Areal bis zum medialen Bereich der Großhirnrinde.

In dieser Abbildung schauen wir auf die Region, die als frontales Blickzentrum bezeichnet wird. Diese Region umfasst hauptsächlich das Brodmann-Areal 8, welches sowohl von medial als auch von lateral sichtbar ist. Wie der Name schon andeutet, spielt dieses Areal eine Rolle bei der Bewegung der Augen.

Unser nächstes Areal gehört zum dorsolateralen beziehungsweise anterioren präfrontalen Kortex: das Brodmann-Areal 9. Dieses ist an der Handlungsplanung, Organisation, Affektkontrolle, Aufmerksamkeit und dem Arbeitsgedächtnis beteiligt.

Ein weiteres Areal des Frontallappens ist das Brodmann-Areal 10, welches am frontalen Pol des Kortex lokalisiert ist. Dieses Areal ist für den Abruf von Gedächtnisinhalten zuständig sowie für exekutive Funktionen wie beispielsweise der Entscheidungsfindung.

Die letzten zwei Areale, die wir uns am Frontallappen anschauen werden, bilden das Broca-Sprachzentrum. Sie sind nach dem französischen Arzt Paul Broca benannt. Das Broca-Zentrum beinhaltet das Brodmann-Areal 44 sowie das Brodmann-Areal 45. Diese Areale befinden sich im Frontallappen der dominanten Hemisphäre und sind für die Sprachmotorik, die Lautbildung sowie die sprachbezogene Gestik verantwortlich.

So, die wichtigsten Areale des Frontallappens haben wir besprochen. Lass uns nun zum Parietallappen übergehen. Wie bereits erwähnt, wird dieser vom Frontallappen durch den Sulcus centralis getrennt. Die Grenze zum Okzipitallappen bildet der Sulcus parietooccipitalis. Die Hauptfunktion des Parietallappens ist die Integration und Verarbeitung von sensorischen Informationen aus dem ganzen Körper.

Die ersten drei Regionen, die wir uns ansehen werden, bilden zusammen den primär somatosensorischen Kortex. Dieser ist am Gyrus postcentralis lokalisiert und besteht aus den Brodmann-Arealen 3, 1 und 2. Die Reihenfolge entspricht dabei der Lage der Areale von anterior nach posterior. Der primär somatosensorische Kortex dient der Verarbeitung von sensorischen Informationen. Dazu gehören der Tastsinn, die Propriozeption, die Nozizeption beziehungsweise Schmerzen und die Temperatur. Wenn einer dieser Sinneseindrücke von den Sensoren des Körpers wahrgenommen wird, wird diese Information zuerst zum Thalamus und anschließend zum primär somatosensorischen Kortex weitergeleitet.

Wie man in dieser Abbildung schön erkennen kann, verlaufen die drei Brodmann-Areale bis zur medialen Fläche der Hemisphäre. An den Brodmann-Arealen 3, 1 und 2 ist die kontralaterale Körperseite somatotopisch abgebildet - dies wird als sensorischer Homunkulus bezeichnet. Auch hier sind die Körperregionen größer dargestellt, die auf sensorische Reize besonders empfindlich reagieren. Mit diesen Körperregionen ist ein größerer Anteil der Großhirnrinde assoziiert.

Die nächsten zwei Areale, die wir besprechen werden, bilden zusammen den somatosensorischen Assoziationskortex. Eins dieser Areale ist das fünfte Brodmann-Areal, welches man hier von medial und lateral aus sehen kann. Diese Region ist zum einen wichtig für die Wahrnehmung der räumlichen Intimsphäre. Zum anderen benötigen wir sie, um unser räumliches Vorstellungsvermögen für das logische Denken nutzen zu können.

Das Brodmann-Areal 7 gehört ebenfalls zum somatosensorischen Assoziationskortex. Wir sehen es hier in grün markiert. Dieses Areal ist an der visuell-motorischen Koordination beteiligt, beispielsweise wenn man nach einem Gegenstand greifen will.

Als Nächstes siehst du hier das Brodmann-Areal 39, welches im Gyrus angularis lokalisiert ist. Dieses Areal ist am Lesen, der Satzbildung und Mathematik beteiligt.

Das letzte Areal, das wir uns am Parietallappen ansehen werden, ist das Brodmann-Areal 40, welches sich im Gyrus supramarginalis befindet. Dieses Areal ist für die Wahrnehmung und Verarbeitung von Sprache zuständig.

Nachdem wir nun den Parietallappen ausführlich besprochen haben, kommen wir jetzt zum Okzipitallappen. Der Okzipitallappen wird vom Parietallappen - wie vorhin erwähnt - durch den Sulcus parietooccipitalis getrennt und ist für die Verarbeitung von visuellen Informationen aus dem kontralateralen Auge verantwortlich.

Schauen wir uns nun die wichtigsten Brodmann-Areale des Okzipitallappens an, beginnend mit dem Brodmann-Areal 17. Dieses Areal liegt in den Seitenwänden und am Boden des posterioren Anteils des Sulcus calcarinus. In der medialen Ansicht kann man diesen Bereich etwas besser erkennen. Das Brodmann-Areal 17 bildet die primäre Sehrinde, die auch als primär visueller Kortex oder V1 bekannt ist. Teilweise wird sie auch als Area striata bezeichnet. Striata bedeutet gestreift und bezieht sich auf die Sehbahnfasern, die hier mit ihren myelinisierten Fasern enden und einen weißen Streifen hinterlassen - den Gennari-Streifen. Mithilfe des primär visuellen Kortex können wir visuelle Reize bewusst wahrnehmen. Dabei spielt er vor allem eine Rolle bei der Mustererkennung, der Wahrnehmung der Lichtintensität sowie der Farberkennung.

Ein weiteres wichtiges Areal des Okzipitallappens ist das Brodmann-Areal 18, welches dem Kortexareal V2 entspricht, sowie das Brodmann-Areal 19, welches dem Kortexareal V4 entspricht. Die genaue Lokalisation des Kortexareals V3 wird noch diskutiert, es befindet sich aber vermutlich im 18. oder 19. Brodmann-Areal. Diese beiden Areale bilden zusammen die sekundäre Sehrinde, die auch als sekundär visueller Kortex bezeichnet wird. Die sekundäre Sehrinde umgibt die primäre Sehrinde und erhält afferente Fasern aus dieser Region. Ihre Funktion ist es, die visuellen Informationen aus der primären Sehrinde zu verarbeiten und zuzuordnen. Dadurch ist es möglich, das, was man gerade sieht, zu interpretieren. Das war es schon zum Okzipitallappen.

Als Letztes fehlt uns noch der Temporallappen. Hier sehen wir den Temporallappen in grün markiert. Er wird vom Parietal- und Frontallappen durch den Sulcus lateralis getrennt. Seine Funktion umfasst die Verarbeitung von auditiven Reizen, die Bildung des Langzeitgedächtnisses, den Geruchssinn sowie das Sprachverständnis.

Wir beginnen mit dem Brodmann-Areal 22, das, zusammen mit dem Brodmann-Areal 42, die sekundäre Hörrinde bildet. In der dominanten Hemisphäre beinhaltet dieses Areal das Wernicke-Zentrum. Das Wernicke-Zentrum ist nach dem deutschen Arzt Carl Wernicke benannt und für das Sprachverständnis besonders wichtig.

Als Nächstes sehen wir hier von medial das Brodmann-Areal 27. Dieses Areal ist in der Area piriformis lokalisiert und am Geruchssinn beteiligt. Unterhalb des Areals 27 siehst du die Brodmann-Areale 35 und 36. Sie befinden sich in der Area perirhinalis und spielen eine Rolle bei der Gedächtnisbildung.

Kommen wir nun zum Brodmann-Areal 37, welches zum Teil durch den Gyrus fusiformis gebildet wird. Das Areal 37 ist von großer Bedeutung für die Gesichtserkennung.

Das nächste wichtige Areal des Temporallappens wird als primäre Hörrinde bezeichnet, das Brodmann-Areal 41. Dieses Areal ist zuständig für die Wahrnehmung von auditiven Reizen, ohne diese direkt zu interpretieren.

Das letzte Areal, das wir uns heute ansehen werden, ist das Brodmann-Areal 43, das auch als primär gustatorischer Kortex bekannt ist. Die Funktion dieses Areals ist die Geschmackswahrnehmung. Damit haben wir nun alle wichtigen Brodmann-Areale besprochen. An dieser Stelle sollte erwähnt werden, dass die Einteilung der Großhirnrinde nach Brodmann nicht ganz makellos ist. Zum einen hat Brodmann bei der Beschreibung der Lokalisation und Größe der Areale die interindividuelle Variabilität nicht berücksichtigt. Um diese Variabilität darzustellen, werden probabilistische Karten genutzt. Probabilistische Karten quantifizieren die Variabilität zwischen Individuen, indem sie die Wahrscheinlichkeit der Aktivierung eines bestimmten Areals angeben. Untersucht man beispielsweise in einer Studie die Aktivität eines bestimmten Areals anhand von 50 Probanden, würde eine Wahrscheinlichkeit von 50% bedeuten, dass das Areal bei 25 Probanden aktiviert wurde. Zudem hat man durch moderne Bildgebung erkannt, dass einige Brodmann-Areale weiter in kleinere Areale unterteilt werden können.

Eine weitere Limitation ist, dass die Abgrenzung der kortikalen Areale vom Untersucher abhängig ist. Die Fortschritte im Bereich der Bildgebung helfen jedoch auch hier, dieses Problem zu überwinden. Jetzt, wo wir alles Wichtige über die Brodmann-Areale wissen, können wir einen Blick in die Klinik werfen.

In unserem klinischen Teil besprechen wir heute die Aphasie - eine erworbene Sprachstörung, bei der Betroffene Schwierigkeiten beim Sprechen haben. Die häufigsten Ursachen einer Aphasie sind Schlaganfälle sowie Schädel-Hirn-Traumata, weswegen die Aphasie meistens plötzlich auftritt.

Heute beschäftigen wir uns mit den zwei wichtigsten Formen der Aphasie - der Broca-Aphasie und der Wernicke-Aphasie.

Die Broca-Aphasie ist auch als motorische Aphasie bekannt. Die Betroffenen haben Schwierigkeiten bei der motorischen Sprachproduktion. Diese Form der Aphasie wird durch die Schädigung des Broca-Zentrums verursacht, welches von den Brodmann-Arealen 44 und 45 gebildet wird. Betroffene wissen, was sie sagen möchten, haben aber Schwierigkeiten dies wiederzugeben. Dadurch ist ihre Sprache verlangsamt und stockend. Das Sprachverständnis bleibt bei dieser Form der Aphasie aber weitestgehend erhalten.

Bei der Wernicke-Aphasie hingegen haben Patienten genau in diesem Bereich Schwierigkeiten. Die Wernicke-Aphasie wird deshalb auch als sensorische Aphasie bezeichnet. Sie resultiert aus der Schädigung des Wernicke-Zentrums, welches dem Brodmann-Areal 22 entspricht. Betroffene mit dieser Aphasie-Form können zwar fließend reden, der Inhalt des Gesprochenen ergibt jedoch nicht immer Sinn. Teilweise nutzen die Patienten ausgedachte Wörter in ihren Sätzen und sind verwirrt, wenn sie von anderen nicht verstanden werden.

Die Therapie der Wahl ist bei beiden Aphasieformen die Sprachtherapie. Sie zielt darauf ab, die Kommunikationsfähigkeit der Betroffenen zu verbessern und, falls nötig, alternative Kommunikationsformen an die Hand zu geben. Beispielsweise ist es für manche Patienten leichter, durch Singen zu kommunizieren, da dabei ein anderes Gehirnareal eingesetzt wird als beim Sprechen.

Bevor wir das Tutorial abschließen, möchte ich noch kurz zusammenfassen, was wir heute gelernt haben. Begonnen haben wir mit den wichtigsten Brodmann-Arealen des Frontallappens. Dabei haben wir uns zuerst das Brodmann-Areal 4 angesehen.

Dieses wird auch als primär motorischer Kortex bezeichnet und dient der Steuerung von Willkürbewegungen. Als Nächstes haben wir das Brodmann-Areal 6 besprochen. Dies beinhaltet den prämotorischen Kortex sowie den supplementärmotorischen Kortex und ist für die Planung von Willkürbewegungen verantwortlich.

Das Brodmann-Areal 8 ist an der Kontrolle von Augenbewegungen beteiligt, während das Brodmann-Areal 9 bei der Handlungsplanung eine Rolle spielt.

Das Brodmann-Areal 10 ist für die Entscheidungsfindung zuständig. Zuletzt haben wir uns das Broca-Sprachzentrum angesehen. Dieses wird von den Brodmann-Arealen 44 und 45 gebildet und ist für die Sprachproduktion notwendig.

Als Nächstes sind wir auf die Brodmann-Areale des Parietallappens eingegangen. Dabei haben wir mit dem primär somatosensorischen Kortex begonnen. Dieser umfasst das Brodmann-Areal 3, 1 und 2 und ist wichtig für die Verarbeitung von sensorischen Informationen.

Anschließend haben wir uns die Brodmann-Areale 5 und 7 angesehen, die Teil des somatosensorischen Assoziationskortex sind. Im Parietallappen befindet sich außerdem das Brodmann-Areal 39, welches am Lesen und Rechnen beteiligt ist.

Das Brodmann-Areal 40 ist für die Wahrnehmung und Verarbeitung von Sprache verantwortlich. Weiter ging es mit dem Okzipitallappen, in dem sich das Brodmann-Areal 17 befindet. Dies dient der Wahrnehmung visueller Reize und wird deshalb auch als primäre Sehrinde bezeichnet.

Die Brodmann-Areale 18 und 19 bilden die sekundäre Sehrinde und sind wichtig für die Interpretation von visuellen Informationen. Abschließend sind wir auf die Brodmann-Areale des Temporallappens eingegangen. Dazu gehört unter anderem das Brodmann-Areal 22. Diese Region beinhaltet das Wernicke-Sprachzentrum und ist für das Sprachverständnis von großer Bedeutung. Es bildet außerdem einen Teil der sekundären Hörrinde.

Das Brodmann-Areal 27 ist für den Geruchssinn verantwortlich, während die Brodmann-Areale 35 und 36 zusammen an der Gedächtnisbildung beteiligt sind. Das Brodmann-Areal 37 ermöglicht die Gesichtserkennung. Die primäre Hörrinde wird durch das Brodmann-Areal 41 gebildet und ist für die Wahrnehmung auditiver Reize notwendig. Das Brodmann-Areal 42 gehört, wie das Areal 22, zur sekundären Hörrinde.

Als Letztes haben wir uns das Brodmann-Areal 43 angesehen, das bei der Geschmackswahrnehmung eine Rolle spielt. Anschließend sind wir im klinischen Abschnitt auf das Krankheitsbild der Aphasie eingegangen. Es handelt sich dabei um eine erworbene Sprachstörung, die durch Schädigung des Broca- und des Wernicke-Areals verursacht werden kann. Und damit sind wir am Ende unseres Tutorials über die Brodmann-Areale angekommen. Ich hoffe, es hat dir Spaß gemacht. Danke fürs Zuschauen und bis zum nächsten Mal!