Kapitel 7: Die Struktur des Nervensystems1. ORGANISATION DES SÄUGETIERGEHIRNSBestandteile des Nervensystems ALLER Säuger:-...
horizontaler Schnitt teilt das Gehirn in einen dorsalen und einen ventralen TeilFrontalebene: Verläuft senkrecht zum Boden...
- Durchtrennung führt zu:   Betäubung der Haut   Lähmung der Muskeln, die caudal zur Schnittstelle liegen(bedeutet nicht, ...
z.B. Kontrolle des Blutdrucks durch Regulierung der Herzfrequenz + Durchmesser der Blutgefäße   z.B. Rotwerden, Herzklopfe...
- Liquor fließt von dem Ventrikelpaar im Großhirn zu einer Reihe von miteinander verbundenen,unpaarigen Höhlungen im Kernb...
sich das Nervensystem entwickelt) (etwa 22 Tage nach Befruchtung)- Neuralrinne: Entwicklung einer Furche in der Neuralplat...
Neuronen im GroßhirnSeitenventrikel= mit Flüssigkeit gefüllte Zwischenräume in den Großhirnhälften   wichtiges Kennzeichen...
Axone der Neuronen des Thalamus erstrecken sich über die Capsula interna zur Großhirnrinde:- Allgemein gilt: Axone von jed...
Mittelhirndach: bestehend aus Colliculus superior und Colliculus inferiorColliculus superior:- enthält Infos direkt aus de...
Kleinhirn (Cerebellum):- wichtiges Kontrollzentrum für Bewegung- empfängt umfangreiche Signale von Axonen aus dem Rückenma...
- Seitenstränge: Axonbündel, die jeweils seitlich der grauen Substanz verlaufen- Vorderstränge: Bündel an der ventralen Ob...
- ventral zum vierten Ventrikel liegen die Brücke und die Medulla  siehe Seite 214, 2152.8 Besondere Merkmale des menschli...
mater getrennt- Molekularschicht: Bereich der keine Somata von Nervenzellen enthält3. Es gibt mindestens eine Schicht mit ...
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Kapitel 7

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Kapitel 7

  1. 1. Kapitel 7: Die Struktur des Nervensystems1. ORGANISATION DES SÄUGETIERGEHIRNSBestandteile des Nervensystems ALLER Säuger:- Zentralnervensystem (ZNS)- peripheres Nervensystem (PNS)1.1 Anatomische Bezugspunkte1.1.1 SEITLICHE BetrachtungAnterior oder rostral: Richtung, die zur Nase der Ratte zeigtPosterior oder caudal:Richtung, die zum Schwanz der Ratte zeigtDorsal: Richtung nach obenVentral: Richtung nach unten Rückenmark der Ratte verläuft von anterior nach posterior Oberseite des Rückenmarks: dorsal Untere Seite des Rückenmarks: ventral1.1.2 Betrachtung von OBENBilaterale Symmetrie: Rechte Seite des Gehirns und des Rückenmark ist Spiegelbild der linken SeiteAlle Strukturen des Nervensystems kommen paarweise vor, eins links, eins rechts (mit Ausnahmen)Mittellinie: Unsichtbare Linie, die entlang der Mitte des Nervensystems verläuftMedial: Strukturen nahe der MittellinieLateral: Strukturen in relativ großer Entfernung zur Mittellinie Nase liegt medial zu den Augen Augen liegen medial zu den Ohren usw.Ipsilateral: Zwei Strukturen, die sich auf der selben Seite befinden rechtes Ohr liegt ipsilateral zum rechten AugeKontralateral: Zwei Strukturen, die sich auf den entgegengesetzten Seiten der Mittellinie befinden rechtes Ohr liegt kontralateral zum linken OhrSektion: Das Aufschneiden des Gehirns1.1.3 Anatomische SchnittebenenMediansagittalebene: Schnittebene, die das Gehirn in links und rechts teiltSagittalebene: Schnitte parallel zur MediansagittalebeneHorizontalebene: Verläuft parallel zum Boden
  2. 2. horizontaler Schnitt teilt das Gehirn in einen dorsalen und einen ventralen TeilFrontalebene: Verläuft senkrecht zum Boden frontaler Schnitt teilt das Gehirn in einen anterioren und einen posterioren Teil1.2 Das ZentralnervensystemBestandteile: Gehirn, Rückenmark- von Knochen umgeben1.2.1 Bestandteile des GehirnsDas Großhirn (Cerebrum):- liegt am weitesten rostral- größter Teil des Gehirns- durch die Mitte in zwei erkennbare Hirnhälften geteilt durch tiefe Fissura longitudinalis cerebrigetrennt- rechte Gehirnhälfte: empfängt Sinneswahrnehmungen der linken Körperhälfte Steuerung der Bewegungen der linken Körperhälfte- linke Gehirnhälfte: empfängt Sinneswahrnehmungen der rechten Körperhälfte Steuerung der Bewegung der rechten KörperhälfteDas Kleinhirn (Cerebellum):- liegt hinter dem Großhirn- kleiner als Großhirn, jedoch enthält es genauso viele Neuronen wie das Großhirn- Bewegungskontrollzentrum- besitzt umfangreiche Verbindungen mit dem Großhirn und dem Rückenmark-linke Seite: Bewegungen der linken Körperseite-rechte Seite: Bewegungen der rechten KörperseiteDer Hirnstamm:- bildet einen Stiel, von dem die beiden Großhirnhälften und das Kleinhirn ausgehen- komplexes Gebilde aus Fasern und Zellen- dient teilweise dazu, Infos vom Großhirn ans Rückenmark+Kleinhirn , sowie in umgekehrterRichtung weiterzuleiten- Regulierung der Vitalfunktionen, wie Atmung, Bewusstsein und Körpertemperatur- gilt als primitivster Teil des Gehirns der Säuger- jedoch überlebenswichtig Schädigung des Hirnstammes führt schneller zum Tod als Schädigungdes Klein- und Großhirns1.2.2 Das Rückenmark- verbunden mit dem Hirnstamm- umgeben von knöcherner Wirbelsäule- größte Bahn für Infos von der Haut, Gelenken, Muskeln zum Gehirn und umgekehrt
  3. 3. - Durchtrennung führt zu: Betäubung der Haut Lähmung der Muskeln, die caudal zur Schnittstelle liegen(bedeutet nicht, dass die Muskeln nicht mehr funktionieren könnten, aber sie werden nicht mehrvom Gehirn kontrolliert)Spinalnerven:- gehören zum PNS- über Spinalnerven kommuniziert das Rückenmark mit dem Körper- treten durch Öffnungen zwischen den einzelnen Wirbeln aus dem Rückenmark heraus-Hinterwurzel und Vorderwurzel:Zwei Äste, über die jeder Spinalnerv mit dem Rückenmark verbunden ist-Francois Magendie:-Hinterwurzel enthält Axone, die Infos in das Rückenmark hineintragen- z.B. Eindringen einer Reißzwecke in den Fuß-Charles Bell:- Vorderwurzel enthält Axone, die Infos aus dem Rückenmark heraustragen- z.B. an die Muskeln als Reaktion auf den Schmerz durch die Reißzwecke Fuß wird zurückgezogen1.3 Das periphere Nervensystem (PNS)Umfasst alle Bereiche des Nervensystems außer Gehirn + Rückenmark1.3.1 Das somatische PNSAlle peripheren Nerven, die die Haut, die Gelenke + die willentlich kontrollierten Muskeln innervierenSomatische motorische Axone gehen aus Motoneuronen im ventralen Rückenmark hervor Steuerung der Muskelkontraktion Zellkörper der Motoneuronen liegen innerhalb des ZNS, die Axone im PNSSomatische sensorische Axone treten über die Hinterwurzel ins Rückenmark ein innervieren Haut, Muskeln, Gelenke und sammeln dort Infos Zellkörper der sensorischen Neuronen liegen außerhalb des Rückenmarks in Spinalganglien (=Gruppen) zu jedem Spinalnerv gibt es ein Spinalganglion1.3.2 Das viszerale PNS (vegetatives Nervensystem)Umfasst Neuronen, die die inneren Organe, Blutgefäße und Drüsen innervierenViszerale sensorische Axone transportieren Infos über die viszeralen sensorischen Axone in das ZNS(z.B. Blutdruck, Blutsauerstoffgehalt in den Arterien)Viszerale motorische Axone steuern die Kontraktion und Entspannung der Muskeln, die die Wände der Därme und Blutgefäßebilden (sog. Glatte Muskulatur) steuern die Kontraktionsrate des Herzmuskels steuern die sektretorische Funktion verschiedener Drüsen
  4. 4. z.B. Kontrolle des Blutdrucks durch Regulierung der Herzfrequenz + Durchmesser der Blutgefäße z.B. Rotwerden, HerzklopfenAfferente Axone: Transportieren Infos zu einem bestimmten OrtEfferente Axone: Holen Infos von einem bestimmten Ort viszeroafferent: somatische oder viszerale sensorische Axone, die die Infos zum ZNS bringen viszeroefferent: somatische oder viszerale sensorische Axone, die aus dem ZNS herausgehen undzu den Muskeln und Drüsen führen1.4 Die Hirnnerven- es gibt 12 Paare Hirnnerven- gehen vom Hirnstamm aus und innervieren (größtenteils) den Kopf- Jeder Hirnnerv hat eine Bezeichnung und Nummer- kommen im ZNS, somatischen PNS und viszeralen PNS vor- enthalten eine komplexe Kombination von Axonen, die verschiedene Funktionen erfüllen1.5 Die Hirnhäute (Meningen)Drei Membranen (Meningen): Dura mater, Arachnoidea mater, Pia mater1.5.1 Harte Hirnhaut oder Dura materÄußerste SchichtLederartige KonsistenzFeste, unelastische Tasche, die das Gehirn + Rückenmark umgibt1.5.2 Spinnenhaut oder Arachnoidea mater encephaliDirekt unter der Dura materAussehen + Dichte ähnelt einem SpinnennetzNormalerweise kein freier Raum zwischen Dura mater und Arachnoidea- subdurales Hämatom:- entsteht, wenn Blutgefäße verletzt werden, die durch die Dura mater hindurchgehen- Ansammlung von BlutZufluss von Flüssigkeit in den subduralen Bereich kann Gehirnfunktionen stören Teile des ZNSwerden zusammengedrückt!Behandlung: Loch in Schädel bohren + Blut ableiten1.5.3 Weiche Hirnhaut oder Pia materDünne MembranLiegt eng an der Oberfläche des Gehirns- subarachnoidaler Zwischenraum:- Mit Flüssigkeit gefüllter Zwischenraum, der die Pia mater von der Arachnoidea trennt- Flüssigkeit: Liquor cerebrospinalis (Hirn-Rückenmarks-Flüssigkeit) salzhaltig, farblos Gehirn schwimmt im Kopf in dieser dünnen Schicht aus Liquor1.6 Das Ventrikelsystem= mit Flüssigkeit gefüllte Höhlungen und Kanäle- gleiche Flüssigkeit wie im Subarachnoidalraum- Liquor wird im Adergeflecht produziert:Besonderes Gewebe in den Ventrikeln der beiden Großhirnhälften
  5. 5. - Liquor fließt von dem Ventrikelpaar im Großhirn zu einer Reihe von miteinander verbundenen,unpaarigen Höhlungen im Kernbereich des Hirnstammes- verlässt das Ventrikelsystem- durch kleine Öffnungen (Aperturen) an der Stelle, wo sich Kleinhirn und Hirnstamm berühren,gelangt er in den Subarachnoidalraum dort wird Liquor an Arachnoidalzotten absorbiert- bei Störungen z.B. Wasserkopf (Schwellung der Ventrikel durch Stau von Flüssigkeit)1.7 Bildgebung am lebenden Gehirn1.7.1 Computertomographie (CT) (Hounsfields, Cormack)- Ziel: Erzeugung eines Bildes eines Gehirnschnitts- in der gewünschten Ebene des Querschnitts kreist eine Röntgenquelle um den Kopf- an der anderen Kopfseite: für Röntgenstrahlen empfindliche Sensoren- Ergebnis: Wiedergabe der Position und der Menge des strahlenundurchlässigen Materials in derSchnittebene1.7.2 Magnetresonanztomographie (MRT) oder Kernspintomographie- Vorteile:Gewonnene Bilder enthalten viel mehr EinzelheitenKeine Röntgenstrahlen erforderlichMan kann von jeder gewünschten Ebene des Gehirns Bilder erstellen- Nutzung von Reaktionen von Wasserstoffatomen im Gehirn auf Veränderungen eines starkenmagnetischen Feldes- Aufnahme der emittierenden elektromagnetischen Signale durch Sensoren um den Kopf- Auswertung im Computer- Herstellung von Schnittbildern des Gehirns1.7.3 Funktionelle BildgebungVerfahren zur Darstellung der funktionellen Gehirnaktivität: Positronenemissionstomographie (PET) + funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT)- Feststellung der Veränderungen des regionalen Blutflusses und Metabolismus im Gehirn:Aktive Neuronen benötigen mehr Glucose und Sauerstoff als inaktiveBlutgefäße reagieren auf neuronale Aktivitäten, indem mehr Blut in die aktiven Hirnregionen geleitetwirdBestimmung der Hirnregionen, die unter verschiedenen Bedingungen am aktivsten sind2. DAS GEHIRN AUS SICHT SEINER ENTWICKLUNGAnsammlungen von NeuronenAnsammlungen von Axonen siehe Seite 201!!2.1 Die Bildung des NeuralrohrsEmbryo ist anfangs eine flache Scheibe mit drei getrennten Zellschichten:Entoderm, Mesoderm, EktodermEntoderm: Daraus geht die innere Auskleidung vieler innerer Organe hervor („Eingeweide“, Viscera)Mesoderm: Daraus entwickeln sich die Skelettknochen und die MuskelnEktoderm: Daraus entwickelt sich das Nervensystem und die HautNeurulation: Entwicklung von der Neuralplatte zum Neuralrohr: (der Teil des Ektoderms, aus dem
  6. 6. sich das Nervensystem entwickelt) (etwa 22 Tage nach Befruchtung)- Neuralrinne: Entwicklung einer Furche in der Neuralplatteverläuft in der Richtung von rostral nach caudal- Neuralwülste: Wände der Furche- Neuralrohr: entsteht, nachdem die Neuralwülste aufeinander zugewachsen und mit der Dorsalseitemiteinander verschmolzen sind Das gesamte Nervensystem entwickelt sich aus den Wänden des Neuralrohres!- Neuralleiste: entsteht, wenn sich die Neuralwülste vereinigen. Dabei schnürt sich ein Teil desneuralen Ektoderms ab und kommt genau seitlich (lateral) des Neuralrohres zu liegen Alle Neuronen, deren Zellkörper im peripheren Nervensystem liegen, stammen von derNeuralleiste ab- Neuralleiste entwickelt sich in engem Zusammenhang mit dem darunter liegenden Mesoderm- Somiten: vom Mesoderm gebildete auffällige Ausbuchtungen an jeder Seite des NeuralrohresAus den Somiten gehen die 34 einzelnen Wirbel der Wirbelsäule und die damit zusammenhängendeSkelettmuskulatur hervor- somatische motorische Nerven: Nerven, die die Skelettmuskeln innervieren2.2 Die drei primären HirnbläschenDifferenzierung: Vorgang, durch den Strukturen komplexer werden und sich funktionell spezialisierenErster Schritt der Differenzierung des Gehirns:- Entwicklung von drei Ausbuchtungen am rostralen Ende des Neuralrohres- primäre Bläschen= die drei Ausbuchtungen Das gesamte Gehirn geht aus diesen drei primären Bläschen des Neuralrohres hervor1. Prosencephalon: das am weitesten rostral liegende Bläschen Vorderhirn2. Mesencephalon: weiteres Bläschen, das hinter dem Prosencephalon liegt Mittelhirn3. Rhombencephalon: drittes primäres Bläschen RautenhirnBildet Verbindung zum caudalen Neuralrohr, aus dem das Rückenmark hervorgeht2.3 Differenzierung des Vorderhirns- sekundäre Bläschen wachsen an beiden Seiten des Prosencephalons heraus- sekundäre Bläschen= Augenbläschen, Großhirnbläschen- Zwischenhirn (Diencephalon): unpaarige Struktur, die nach der Ausbildung der sekundären Bläschenübrigbleibt- Vorderhirn umfasst also in diesem Zustand die beiden Augenbläschen, die beiden Großhirnbläschenund das Zwischenhirn- Augenbläschen wachsen und falten sich nach innen- Augenblasenstiele und Augenbecher entstehen- aus den Augenbechern entstehen im ausgewachsenen Gehirn die Sehnerven (Retinae) Differenzierung des Großhirns und des Zwischenhirns:Großhirnbläschen bilden zusammen das Großhirn (Telencephalon, Endhirn)Das Großhirn entwickelt sich auf vier Weisen weiter: 1. Großhirnbläschen wachsen an der posterioren Seite, sodass sie oberhalb und seitlich des Zwischenhirns zu liegen kommen 2. An den ventralen Oberflächen der beiden Großhirnhälften bildet sich ein weiteres Bläschenpaar, aus dem dann die Riechkolben (Bulbi olfactorii) hervorgehen 3. Die Zellen der Großhirnwände teilen sich und differenzieren zu verschiedenen Strukturen 4. Die Systeme der weißen Substanz entwickeln sich und führen Axone von und zu den
  7. 7. Neuronen im GroßhirnSeitenventrikel= mit Flüssigkeit gefüllte Zwischenräume in den Großhirnhälften wichtiges Kennzeichen des ausgewachsenen Gehirns!Drittes Ventrikel= Zwischenraum in der Mitte des Zwischenhirns; im Querschnitt: lang gestreckt,schlitzförmig- Wände der Großhirnbläschen sind aufgrund der Proliferation der Neuronen angeschwollenDiese Neuronen bilden im Großhirn zwei verschiedene Arten von grauer Substanz:1. Großhirnrinde2. BasalganglienDifferenzierung des Zwischenhirns:1. Thalamus: tief im Innern des Vorderhirns2. HypothalamusDie Neuronen des sich entwickelnden Vorderhirns schicken Axone aus, um mit anderen Teilen desNervensystems zu kommunizieren Diese Axone sind zu drei Hauptsystemen der weißen Substanzgebündelt: 1. Cortikale weiße Substanz Enthält alle Axone, die von den Neuronen in der Großhirnrinde ausgehen oder dorthin führen 2. Balken (Corpus callosum) Fortsetzung der cortikalen weißen Substanz Bildet eine Brücke aus Axonen, die die cortikalen Neuronen der beiden Großhirnhälften miteinander verbindet 3. Innere Kapsel (Capsula interna) Verbindet den Cortex mit dem Hirnstamm, vor allem mit dem ThalamusZusammenhänge zwischen Struktur und Funktion beim Vorderhirn: Vorderhirn:- Ort der Sinneswahrnehmung- des Bewusstseins- der geistigen Wahrnehmung- der willentlichen Aktivität Das alles basiert auf den umfangreichen wechselseitigen Verbindungen mit den sensorischen undmotorischen Neuronen des Hirnstammes und des RückenmarksWichtigste Struktur: Großhirnrinde- Gehirnstruktur, die sich im Verlauf der menschlichen Evolution am stärksten ausgedehnt hatcortikale Neuronen:- empfangen sensorische Infos- bilden die Sinneswahrnehmungen der umgebenden Welt ab- steuern willkürliche BewegungenNeuronen in den Riechkolben nehmen Gerüche wahr:- übermitteln diese Infos zur weiteren Analyse an einen Bereich, der caudal zur Großhirnrinde liegtInfos von den Augen, Ohren, Haut werden ebenfalls zur Analyse in die Großhirnrinde geleitet:- jeder sensorische Übertragungsweg für Sehen, Hören, Fühlen läuft auf dem Weg in dieGroßhirnrinde über den Thalamus (bilden Synapsen im Thalamus) Thalamus= Eingangstor zurGroßhirnrinde
  8. 8. Axone der Neuronen des Thalamus erstrecken sich über die Capsula interna zur Großhirnrinde:- Allgemein gilt: Axone von jeder Capsula interna bringen die Infos über die entgegengesetzteKörperseite zur Großhirnrinde- d.h. Reißzwecke im rechten Fuß Reiz wird über Axone in der linken Capsula interna und denlinken Thalamus zur linken Großhirnrinde weitergeleitet- möglich durch den wichtigen Kommunikationsweg zwischen den beiden Gehirnhälften: Axone desBalkensAxone von Hirnrindenneuronen verlaufen auch durch die Capsula interna zurück zum HirnstammPyramidenbahn:- Axone der Hirnrinde, die die gesamte Strecke bis zum Rückenmark durchlaufen- Befehligung der willkürlichen Bewegungen durch die GroßhirnrindeKommunikation mit Neuronen in den Basalganglien (Ansammlung von Zellen im basalen Großhirn):- „basal“= Strukturen, die sich tief im Gehirn befinden- Basalganglien: liegen tief im Großhirn- Schädigung führt zur Beeinträchtigung der Fähigkeit, willkürliche Bewegungen auszuführenHypothalamus:- liegt genau unter dem Thalamus- funktionell eher mit Strukturen des Großhirns verwandt wie mit dem Corpus amygdaloideum(Amygdala)- Ansiedlung vieler primitiver Funktionen- Kontrolle des vegetativen Nervensystems- z.B. Koordination der Kampf-oder-Flucht-Reaktion- Steuerung der Körperreaktionen über Verbindungen mit der Hypophyse (befindet sich unterhalbdes Zwischenhirns) Kommunikation mit vielen Teilen des Körpers durch Freisetzung von Hormonenim Blut2.4 Differenzierung des MittelhirnsDifferenziert sich relativ wenigMittelhirndach (Tectum mesencephali): entwickelt sich aus der dorsalen Oberfläche desMittelhirnbläschensMittelhirnhaube (Tegmentum mesencephali): „Boden“ des MittelhirnsHirnschenkel (Crura cerebri): sind ventral aufgelagertcerebraler Aquädukt: schmaler Kanal, wozu sich der mit Liquor gefüllte Bereich dazwischen verengtVerbunden mit dem dritten Ventrikel des Zwischenhirns- Geringe Größe- Im Querschnitt ringförmig- Gutes Erkennungsmerkmal für das Mittelhirn2.4.1 Zusammenhänge zwischen Struktur und Funktion beim MittelhirnMittelhirn:- Weiterleitung von Infos vom Rückenmark zum Vorderhirn und umgekehrt- enthält Neuronen, die der Sensorik, Bewegungskontrolle etc. dienen- enthält Axone, die von der Großhirnrinde zum Hirnstamm und zum Rückenmark führen Verlaufder Pyramidenbahn auf dem Weg zum Rückenmark durch das Mittelhirn Schädigung dieser Nervenbahn auf einer Seite im Mittelhirn: Verlust der Kontrolle überwillkürliche Bewegungen der gegenüberliegenden Körperseite
  9. 9. Mittelhirndach: bestehend aus Colliculus superior und Colliculus inferiorColliculus superior:- enthält Infos direkt aus dem Auge- Kontrolle der Augenbewegungen durch synaptische Verbindungen mit den motorischen Neuronenaus den AugenmuskelnColliculus inferior:- empfängt sensorische Infos vom Ohr- wichtige Schaltstelle für die Infos des Gehörs auf dem Weg zum ThalamusMittelhirnhaube:- eine der farbigsten Regionen des Gehirns- enthält schwarze Substanz + roten Kern: wichtig bei der Kontrolle der willkürlichen Bewegungen2.5 Differenzierung des RautenhirnsRautenhirn differenziert sich in drei wichtige Strukturen: 1. Kleinhirn (Cerebellum) 2. Brücke (Pons) 3. Medulla oblongata (Medulla)Kleinhirn und Brücke:- entwickeln sich aus der rostralen Hälfte des Rautenhirns (=Metencephalon)Medulla:- entwickelt sich aus der caudalen Hälfte (= Myelencephalon oder Nachhirn)Liquorraum wird zum vierten VentrikelVierter Ventrikel: bildet die Fortsetzung des cerebralen Aquädukts im Mittelhirn- im Drei-Bläschen-Stadium erscheint das rostrale Rautenhirn im Querschnitt als einfaches Rohr- Gewebe wächst entlang der dorsal-lateralen Wand des Rohres, an der dorsalen Seite und in derMitte bis diese mit ihrem jeweiligen Gegenstück an der anderen Seite fusionieren- der so entstehende Lappen aus Hirngewebe wächst zum Kleinhirn aus- ventrale Wand des Rohres differenziert sich und nimmt an Volumen zu- Brücke entstehtDifferenzierung der caudalen Hälfte des Rautenhirns zur Medulla:- ventralen und lateralen Wände nehmen an Volumen zu- Abdeckung wird nur noch von einer dünnen Schicht aus nichtneuralen Ependymzellen gebildet- entlang der ventralen Oberfläche an beiden Seiten der Medulla verläuft ein wichtiges System derweißen Substanz- medulläre Pyramiden: dreieckige Form der Axonbündel im Querschnitt2.5.1 Zusammenhänge zwischen Struktur und Funktion beim RautenhirnRautenhirn:- wichtiger Transportweg für Infos, die vom Vorderhirn zum Rückenmark und umgekehrt laufenBeteiligung der Neuronen des Rautenhirns:- Weiterverarbeitung von sensorischen Infos- Kontrolle der willkürlichen Bewegungen- Kontrolle der vegetativen Regulierung
  10. 10. Kleinhirn (Cerebellum):- wichtiges Kontrollzentrum für Bewegung- empfängt umfangreiche Signale von Axonen aus dem Rückenmark und der Brücke- Signale aus dem Rückenmark liefern Infos über die Lage des Körpers im Raum- Signale aus der Brücke enthalten Infos aus der Großhirnrinde über die Ziele von geplantenBewegungen- Kleinhirn vergleicht diese Infos und berechnet die Abfolge der Muskelkontraktion- Beschädigung des Kleinhirns führt zu unkoordinierten und unpassenden Bewegungen- 90% der absteigenden Axone die durch das Mittelhirn gehen, bilden in der Brücke Synapsen mitNeuronen- Brückenzellen schalten diese Infos zum Kleinhirn gegenüber um- Brücke fungiert als umfassende „Schaltzentrale“- Brücke verbindet Großhirnrinde mit dem Kleinhirn- Brücke wölbt sich aus der ventralen Oberfläche des Hirnstammes auf- Brücke ist zuständig für die Koordination dieser ganzen Schaltkreise- Axone, die nicht in der Brücke enden, setzen sich an der caudalen Seite fort- treten in die medullären Pyramiden ein- meisten dieser Axone haben ihren Ursprung in der Großhirnrinde- meisten dieser Axone gehören zum Tractus corticospinalis (Pyramidenbahn)- Nahe der Stelle, wo die Medulla auf das Rückenmark trifft:Wechsel beider Pyramidenbahnen von einer Seite der Mittellinie auf die andere- Decussatio: Überkreuzung von Axonen von einer Seite auf die andere- Überkreuzung von Axonen in der Medulla erklärt, warum die Großhirnrinde an der einen Seite desGehirns die Bewegungen der entgegengesetzten Körperseite kontrolliert- Axone der Hörnerven bilden Synapsen mit Zellen in den Cochleariskernen der Medulla- Schädigung der Cochleariskerne führt zu GehörlosigkeitWeitere sensorische Funktionen der Medulla:- Tastsinn- GeschmackssinnMedulla enthält Neuronen, die somatische sensorische Infos aus dem Rückenmark zum Thalamusleiten Zerstörung dieser Neuronen führt zu TaubheitsgefühlenAndere Neuronen leiten Geschmacksinfos von der Zunge zum Thalamus um2.6 Differenzierung des Rückenmarks- Gewebe in den Wänden dehnt sich aus- durch die Ausdehnung verengt sich die Höhlung innerhalb des Rohres Bildung des schmalen und mit Liquor gefüllten Spinalkanal- graue Substanz (Bereich, indem sich Neuronen befinden) hat im Querschnitt Schmetterlingsform- oberer Teil des Schmetterlingsflügels: Hinterhorn- unterer Teil des Schmetterlingsflügels: Vorderhorn- graue Substanz zwischen Hinter- und Vorderhörnern: Intermediärzone- der Rest besteht aus weißer Substanz- weiße Substanz besteht aus Säulen aus Axonen, die im Rückenmark auf- und abwärts verlaufen- Hinterstränge: Axonbündel, die an der dorsalen Oberfläche des Rückenmarks liegen
  11. 11. - Seitenstränge: Axonbündel, die jeweils seitlich der grauen Substanz verlaufen- Vorderstränge: Bündel an der ventralen Oberfläche2.6.1 Zusammenhänge zwischen Struktur und Funktion im RückenmarkAllgemeine Regel:- Zellen des Hinterhorns erhalten sensorische Signale aus den Nervenfasern der Hinterwurzel- Axone der Vorderhornzellen erstrecken sich in die Vorderwurzeln- Muskeln innervieren- Zellen der Intermediärzone sind Interneuronen- Interneuronen senden motorische Signale aus als Reaktion auf ankommende sensorische Signale +absteigende Anweisungen aus dem Gehirn- Hirnstränge enthalten somatosensorische Axone- somatosensorische Axone transportieren Signale des Rückenmarks aufwärts in das Gehirn- aus postsynaptischen Neuronen in der Medulla gehen Axone hervor, die dann kreuzen + zumThalamus auf der entgegengesetzten Seite aufsteigen Durch diese Kreuzung lässt sich erklären, warum eine Berührung auf der linken Körperseite vonder rechten Seite des Gehirns wahrgenommen wird- Seitenstränge enthalten z.B. Axone der absteigenden Pyramidenbahn- diese Axone wechseln in der Medulla ebenfalls von einer Seite auf die andere- diese Axone innervieren die Neuronen der Intermediärzoneund des Hinterhorns- sie befördern Signale, die die willkürliche Bewegung kontrollieren- in der gesamten weißen Substanz des Rückenmarks gibt es Nervenstränge- die meisten wirken nur in einer Richtung- leiten Infos zum Gehirn hin oder von dort weg- Rückenmark ist Hauptleitung für Infos von der Haut, Gelenken, Muskeln in das Gehirn undumgekehrt- Neuronen der grauen Substanz des Rückenmarks:Beginnen mit der Analyse der sensorischen InfosSpielen Rolle bei Koordinierung von BewegungenSteuern Reflexe2.7 Wie alles zusammenpasst- paarig angeordneten Hirnhälften des Großhirns umgeben die Seitenventrikel- Großhirnrinde liegt an der Dorsalseite der Seitenventrikel (an der Oberfläche des Gehirns)- ventral und lateral der Seitenventrikel liegt das basale Großhirn- Seitenventrikel sind mit dem dritten Ventrikel des Zwischenhirns verbunden- Thalamus, Hypothalamus umgeben den dritten Ventrikel- dritter Ventrikel ist Fortsetzung des cerebralen Aquädukts- dorsal zum cerebralen Aquädukts liegt das Mittelhirndach- ventral zum cerebralen Aquädukts liegt die Mittelhirnhaube- Äquadukt ist die Verbindung zum vierten Ventrikel- vierter Ventrikel liegt in der Kernregion des Rautenhirns- dorsal zum vierten Ventrikel ist das Kleinhirn
  12. 12. - ventral zum vierten Ventrikel liegen die Brücke und die Medulla siehe Seite 214, 2152.8 Besondere Merkmale des menschlichen ZNSÄhnlichkeiten Rattenhirn-Menschenhirn:- Dorsalansicht beider Gehirne zeigt paarig angeordnete Hälften des Großhirns (7.21a)- Schnitt in der Mediansagittalebene zeigt bei beiden Gehirnen, wie sich das Großhirn vomZwischenhirn aus rostral erstreckt (7.21b)- Zwischenhirn umgibt den dritten Ventrikel- Mittelhirn umgibt den cerebralen Aquädukt- Kleinhirn, Brücke, Medulla umgeben den vierten Ventrikel- Auffällig: Volumen der Brücke nimmt vor dem Kleinhirn zuUnterschiede:- zahlreiche Windungen an der Oberfläche des menschlichen Großhirns (7.21a)- Sulci= Furchen an der Oberfläche des Großhirns- Gyri= Auswölbungen an der Oberfläche des Großhirns- Cortex (Großhirnrinde)= dünne Schicht von Neuronen an der Oberfläche des Großhirns- Sulci und Gyri: Ergebnis der enormen Oberflächenvergrößerung der Großhirnrinde während derEntwicklung des Fetus- Großhirnrinde: Ort für den charakteristischen Verstand und Wahrnehmung- Seitenansicht der Gehirne zeigt Unterschiede beim Vorderhirn (7.21c)- geringe Größe des Riechkolbens beim Menschen- besonderes Ausmaß der Großhirnhälften beim Menschen- Großhirnhälften des menschlichen Gehirns bilden posterior, ventrolateral, anterior große Bögen Form eines Widderhorns entsteht- Temporallappen (Schläfenlappen): Spitze des Horns, liegt unter dem Schläfenbein (Tempus) desSchädels- Frontallappen (Stirnlappen): liegt direkt unter der Stirn- zentrale Furche (Sulcus centralis): bildet posteriore Grenze des Stirnlappens- Parietallappen (Scheitellappen): liegt caudal zur zentralen Furche unter dem Scheitelbein- Okzipitallappen (Hinterhauptslappen): liegt caudal zum Parietallappen, an der Rückseite desGroßhirns unter dem Scheitellappen das menschliche Gehirn folgt trotz unproportionalen Wachstums seines Großhirns derGrundstruktur des Säugerhirns (7.23)- Ventrikel ermöglichen entsprechende Zuordnungen3. EIN ATLAS DER GROßHIRNRINDEGroßhirnrinde zeigt bei allen Wirbeltieren mehrere übereinstimmende Merkmale (7.24):1. Zellkörper der Neuronen der Großhirnrinde sind immer in Schichten angeordnet- Schichten liegen parallel zur Gehirnoberfläche2. Schicht der Neuronen, die der Oberfläche am nächsten liegt ist durch Molekularschicht von Pia
  13. 13. mater getrennt- Molekularschicht: Bereich der keine Somata von Nervenzellen enthält3. Es gibt mindestens eine Schicht mit Pyramidenzellen- Dendriten der Pyramidenzellen erstrecken sich nach oben bis in die Schicht I charakteristische CytoarchitekturUnterscheidet sich dadurch von den Kernen des basalen Vorderhirns oder vom ThalamusAbbildung 7.25:Ein nach Nissl gefärbter Schnitt in der Frontalebene durch das caudale Großhirn der RatteHippocampus:- medial zum Seitenventrikel- Bereich, in dem die Hirnrinde in besonderer Weise auf sich selbst zurückgefaltet ist- trotz seiner Windungen nur eine einzige ZellschichtRiechrinde:- ventral und lateral mit dem Hippocampus verbunden- besteht nur aus zwei Zellschichten- Fortsetzung des Riechkolbens- durch rhinale Fissur (Furche) von Neocortex getrenntNeocortex:- besteht aus vielen Zellschichten- kommt NUR BEI SÄUGERN vor3.1 Die Areale des NeocortexEinteilung des Neocortex in verschiedene Zonen (Brodmann) siehe 7.26Areale der Hirnrinde die unterschiedlich aussehen, haben auch unterschiedliche Funktionen3.1.1 Die Evolution des Neocortex und Struktur-Funktions-BeziehungenDer ursprüngliche Neocortex bestand aus drei Arten von Hirnrinde: (Krubitzer) 1. Primäre sensorische Areale Erhalten von den afferenten sensorischen Bahnen als erstes die Signale 2. Sekundäre sensorische Areale Sind mit den primären sensorischen Arealen stark verknüpft 3. Motorische Areale Sind eng mit der Kontrolle der willkürlichen Bewegungen verknüpft- diese cortikalen Regionen erhalten über motorische Kerne des Thalamus Infos aus denBasalganglien und dem Kleinhirn- senden Signale an Motoneuronen im Hirnstamm und RückenmarkPrimärer motorischer Kortex (M1):- cortikale Area 4- sendet Signale direkt an Motoneuronen im Vorderhorn des RückenmarksAssoziationszonen des Cortex: Stirn- und Schläfenlappen

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