Neuroanatomie: Telencephalon

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Oberflächenrelief des Großhirns[Bearbeiten]

Lappen und tiefe Furchen[Bearbeiten]

Der Cortex cerebri (Hirnrinde), der aus nervenzelllreicher, grauer Substanz besteht, bedeckt das sogenannte Marklager, welches vor allem aus Nervenbahnen aufgebaut wird und durch den hohen Myelingehalt der Axone heller erscheint. Die Oberfläche des Gehirns ist zur Vergrößerung der kortikalen Fläche in Gyri (Windungen) und Sulci (Gräben) gefaltet.

Der Cortex ist aus dem Riechhirn niederer Wirbeltiere hervorgegangen und hat sich zum Sitz des Bewusstseins entwickelt. Den einzelnen Rindenarealen können bestimmte Funktionen zugeordnet werden, man teilt sie in primäre Rindenfelder und sekundäre Rindenfelder ein. Erstere sind direkt über Projektionsbahnen mit der Peripherie verschaltet, letztere sind mit anderen Hirnarealen verbunden, entweder innerhalb der gleichen Hemisphäre über Assoziationsbahnen oder über Kommissurenbahnen mit der Gegenseite.

Des Großhirn wird durch die Fissura longitudinalis cerebri (Längsfurche) in zwei Hemisphären geteilt, die in der Tiefe über das Corpus callosum (Balken), die dickste Kommissurenbahn des Nervensystems, miteinander verbunden sind. Auf dem Balken liegt das Indusium griseum (grauer Schleier).

Bei der Betrachtung der Hemisphären fallen zwei große Furchen auf. Der Sulcus lateralis (Fissura Sylvii) und der Sulcus centralis (Zentralfurche).

Jede Hemisphäre lässt sich in fünf Lobi (Lappen) unterteilen. Der Lobus frontalis wird nach hinten durch den Sulcus centralis vom Parietallappen (Scheitellappen) getrennt und zur Seite hin durch den Sulcus lateralis vom Temporallappen (Schläfenlappen).

Eine imaginäre Linie zwischen den zwei Einkerbungen am hinteren Teil des Gehirns, dem Sulcus parietooccipitalis oben und der Incisura preoccipitalis unten, trennt den Lobus occipitalis vom Parietal- und Schläfenlappen. Der Schläfenlappen wird vom Parietallappen durch eine imaginäre Fortsetzung der Fissura lateralis nach hinten getrennt.

In der Tiefe der Fissura lateralis liegt der fünfte Lappen, die Insula (Lobus insularis), die während der embryonalen Entwicklung (Posthornartige Drehung des Großhirns um das Mittelhirn) von den drei benachbarten Lappen überdeckt wird. Die Überdeckungen nennt man Opercula.

Die medial um Zwischenhirn und Balken gelegenen Anteile des limbischen Systems gehören nicht mehr zum Großhirn.


Versuchen sie die drei großen Furchen und die Lappen im folgenden Fotos zu erkennen!

Beschriftung und Lösungen.

Human brain lateral view.JPG


Versuchen sie auch bei dem folgenden Foto die Lappengrenzen auszumachen, bei der beschrifteten Bildversion dürfte das allerdings leichter fallen!

Beschriftung und Lösungen.

Human brain inferior-medial view.JPG


Welcher Lappen ist hier zu sehen? Welche Windungen haben etwas mit Musik zu tun?

Beschriftung und Lösungen.

Human brain view on transverse temporal and insular gyri.JPG

Gehirn von lateral

Gyri und Sulci[Bearbeiten]

Der sensible und der motorische Homunculus.

Die Windungen und Furchen muten auf den ersten Blick sehr chaotisch an und sind individuell auch unterschiedlich ausgeprägt, allerdings sind sie soweit geordnet, dass sie sich benennen lassen.

Der Frontallappen besitzt oben bis lateral drei Gyri, den Gyrus frontalis superior, medius et inferior. Dazwischen liegen der Sulcus frontalis superior und der Sulcus frontalis inferior. Die untere Frontalwindung besitzt eine Pars triangularis, so genannt wegen der Dreiecksform und eine Pars opercularis, die die Insula bedeckt. Nach hinten schließen sich den drei Windungen der Sulcus precentralis, der Sulcus centralis und der Sulcus postcentralis an, die die vordere (Gyrus precentralis) und hintere Zentralwindung (Gyrus postcentralis) begrenzen. Nach unten folgen die Gyri orbitales und medial davon an der Unterfläche der Gyrus rectus mit dem Sulcus olfactorius, in dem mit dem Riechnerv liegt.

Der Frontallappen ist zuständig für die Umsetzung von Handlungsimpulsen und die Planung bewußter Bewegungsentwürfe, auch das BROCA-Sprachzentrum (motorisches Sprechzentrum der dominanten Hemisphäre) gehört in diese Hirnregion. Die Verknüpfung von Gefühl und Ratio zu moralisch getragenen Handlungsentwürfen wird dem ventromedialen präfrontalen Cortex (VMPC) zugeordnet. Die genannten Gebiete sind der vorderen Zentralwindung vorgeschaltet. Letztere ist ein wichtiges primär-motorisches Zentrum, das über die Pyramidenbahn (eine Projektionsbahn) direkt (und willkürlich) die Skelettmuskulatur ansteuert.

Die Pyramidenbahn verläuft vom Cortex der vorderen Zentralwindung durch die Capsula interna und die Crura cerebri (Großhirnschenkel), kreuzt in der Medulla oblongata größtenteils zur Gegenseite (Decussatio pyramidum) und verläuft dann auf die entsprechende Rückenmarkshöhe des Versorgungsgebietes, wo eine Umschaltung auf das 2. Neuron (alpha-Motoneuron) erfolgt. Die vordere Zentralwindung ist somatotop gegliedert, d.h. die Projektion des Körpers auf die Hirnwindung erfolgt nach Körperregionen geordnet und bildet ein bizarres Menschlein, den Homunculus. Die kortikale Fläche ist dabei proportional zur Innervationsdichte des Zielgebietes, d.h. motorisch fein ausgesteuerte Gebiete wie Hände und Gesicht sind kortikal stark repräsentiert, während der Rücken bspw. relativ wenige Neurone für sich beansprucht.

Der Gyrus postcentralis gehört bereits zum Parietallappen und ist das primär-somatosensible Rindenareal. Hier gehen alle sensiblen afferenten Impulse aus der Körperperipherie ein (Berührung, Schmerz, Temperatur, Vibration, Druck), die uns bewusst werden, wenn der Thalamus (das „Tor zum Bewußtsein“) sie passieren lässt. Die 1. Umschaltung erfolgt vom peripheren Nerv (Zellkörper im Spinalganglion) auf das Rückenmark, die 2. vom Rückenmark auf den Thalamus, die 3. auf das thalamocorticale Neuron. Auch hier bildet die somatotope Projektion einen in diesem Fall somatosensiblen Homunculus.

Im Parietalllappen liegen einige Assoziationsgebiete, die die eingehenden Informationen aus den verschiedensten Hirnregionen verarbeiten und komplexe kognitive Leistungen hervorbringen.

Neben der hinteren Zentralwindung gehören zum Lobus parietalis der Lobulus parietalis superior und inferior (durch den Sulcus intraparietalis getrennt), sowie der Gyrus supramarginalis (am hinteren Ende des Sulcus lateralis) und posterior und etwas inferior davon der Gyrus angularis.

Am Okziptalpol des Occipitallappens im Bereich des Sulcus calcarinus befindet sich das primäre Sehzentrum. Auch diese Neurone sind geordnet und zwar retinotop. Auf jeder Seite wird jeweils das Gesichtsfeld der Gegenseite abgebildet.

Der Temporallappen besteht seitlich aus den drei Windungen Gyrus temporalis superior, medius et inferior, die wiederum durch den Sulcus temporalis superior et inferior getrennt werden. An der Unterfläche schließen sich daran die Gyri occipito-temporales lateralis et medialis an, gefolgt vom Gyrus parahippocampalis, der zum limbischen System gehört.

Auf der Oberseite des Lobus temporalis befinden sich vom Frontallappen bedeckt die zwei Gyri temporalis transversus. In dieser Region ist auch das tonotop gegliederte primär-auditorische Zentrum angesiedelt. In der Umgebung liegen die entsprechenden Assoziationsfelder (sekundärer auditorischer Kortex). Weiter hinten am Übergang zum Parietallappen schließt sich auf der dominanten Hemisphäre (beim Rechtshänder die linke, beim Linkshänder unterschiedlich) das WERNICKE-Sprachverständniszentrum an.

Die Insula besteht oberflächlich aus den Gyri breves insulae vorne und dem Gyrus longus insulae hinten. Dazwischen liegt der Sulcus centralis insulae.

Auf der medialen Fläche der Hemissphäre finden sich hintereinander angeordnet: der Gyrus frontalis superior, der Lobulus paracentralis (den sich Frontal- und Pariettallappen teilen), der Precuneus und der schon zum Okzipitallappen gehörende Cuneus (Keil), der vom Sulcus parietooccipitalis oben und vom Sulcus calcarinus unten eingerahmt wird. Unter dem Cuneus liegt der Gyrus occipitotemporalis medialis mit Übergang in den basalen Temporallappen. Der Balken wird vom Gyrus cinguli eingerahmt, der zum limbischen System gehört.

Ursache des sog. Frontalhirnsyndroms ist eine Schädigung des Lobus frontalis. Erscheinungsformen des heterogenen Krankheitsbildes können Enthemmung, Distanzlosigkeit, Impulshaftigkeit, Gefühlskälte und soziopathische Verhaltensweisen umfassen, aber auch inhibitorische Symptome wie Perseveration und Handlungsunfähigkeit. Insbesondere die Schädigung des ventromedialen präfrontalen Cortex (VMPC) führt zur Ausschaltung moralischer Überlegungen aus Entscheidungsprozessen.[1] Der wohl berühmteste Fall eines Frontalhirnsyndroms ist der des Eisenbahnarbeiters Phineas Gage. Generell unterscheidet man nach der topographisch-klinischen Korrelation 3 Subtypen:
  • Desorganisiertes Syndrom - Dorsolaterale Konvexität des Frontalhirns
  • Enthemmtes Syndrom - Orbitofrontaler Kortex
  • Apathisches Syndrom - Mittelliniennah: Gyrus cinguli, supplementär-motorisches Areal.


Versuchen Sie die Strukturen zu identifizieren! Nehmen Sie beim erstem Mal ruhig die beschriftete Version!

Beschriftung und Lösungen.

Human brain lateral view.JPG


Beschriftung und Lösungen.

Human brain superior-lateral view.JPG


Beschriftung und Lösungen.

Human brain inferior-medial view.JPG


Beschriftung und Lösungen.

Human brain inferior view.JPG

Die Komissurenbahnen[Bearbeiten]

Das Corpus callosum (Balken) ist die dickste Kommissurenbahn des Nervensystems und verbindet die beiden Hemisphären miteinander. Daneben gibt es noch zwei kleinere Querverbindungen, die Commisura anterior und posterior.

Beispiele für die interhemisphärische Kommunikation: Die linke Hemisphäre verarbeitet die Grammatik, die rechte die Prosodie (Sprachmelodie). Beide Anteile sind für das korrekte Sprachverständnis wichtig. Verbunden werden die beiden Sprachzentren über Faserbündel, die im hinteren Drittel des Balkens verlaufen. [2]

Basalganglien[Bearbeiten]

Mangels Schnittfoto eine Zeichnung.
Mangels Schnittfoto eine Zeichnung.

Die Basalganglien sind mächtige graue Kerngebiete in der Tiefe des Marklagers. Sie werden größtenteils dem extrapyramidalmotorischen System zugeordnet. Von außen betrachtet unter der Insula, etwas rostral und lateral des Thalamus, der in der Mitte der Hemisphäre liegt, befindet sich der Globus pallidus, kurz Pallidum bestehend aus einem medialen und einem lateralen Anteil, an den sich lateral das Putamen anschließt. Der Nucleus caudatus (Schweifkern) umgibt dabei das Putamen wie ein Schweif; beide Kerne hatten ursprünglich eine enge Verbindung, die in der Phylogenese erst sekundär durch die Entstehung der kortikalen Bahnen (z.B. der Pyramidenbahn und der thalamokortikalen Bahnen) durchbrochen wurde, die sich zwischen den beiden Kernen hindurch ihren Weg zum Kortex gebahnt haben. Die noch erhaltenen Verbindungen sind im seitlichen Hirnschnitt als schmale Streifen zu sehen und haben dazu geführt, dass man das Putamen und den Nucleus caudatus auch unter dem Namen Nucleus striatum (Streifenkörper), kurz Striatum zusammenfasst. Sie bilden auch funktionell eine Einheit. Früher fasste man das Putamen auch mit dem Globus pallidus zum Nucleus lenticularis (Linsenkern) zusammen, da beide anatomisch eng benachbart liegen, wegen den funktionellen und phylogenetischen Unterschieden (das Pallidum stammt vom Diencephalon ab) ist diese Benennung allerdings nicht mehr üblich.

Medial an die Basalgangliegen grenzt fächerförmig die Capsula interna mit den auf- (somatosensible, Hör- und Sehbahn) und absteigenden Bahnen (Pyramidenbahn), lateral folgt auf das Putamen die Capsula externa, das Claustrum und nunmehr direkt unter der Inselrinde die Capsula extrema.

Bei der Chorea Huntington, einer Trinukleotiderkrankung wird insbesondere das Striatum geschädigt. Dystonien wie z.B. der Torticollis spasmodicus (Schiefhals) haben ihre Ursache im Globus pallidus. Bei Athetosen (langsame, geschraubte, wurmförmige Bewegungen) sind sowohl Striatum als auch Globus pallidus involviert.


Auf dieser mediosagittalen Aufnahme wurde der Fornix und das Septum pellucidum entfernt. Welcher Kern ist in der Wand des Seitenventrikels zu erkennen?

Beschriftung und Lösungen

Human brain left dissected midsagittal view.JPG

Limbisches System[Bearbeiten]

Das limbische System hat seinen Namen daher, weil es das Diencephalon (Zwischenhirn) saumartig (limbus: Saum) umgibt. Das limbische System ist an der emotionalen Informationsverarbeitung und an Lernvorgängen beteiligt. Die gebogene Gestaltung ist auf die entwicklungsgeschichtliche Expansion der Hemisphären zurückzuführen, die auch zur Überlagerung der Inselrinde geführt hat.

Das limbische System besteht aus den Corpora mamillaria, die an der Hirnbasis als "kleine Brüste" sichtbar sind, dem Fornix (Gewölbe), dem Hippocampus (Seepferdchen), dem Corpus amygdaloideum (Mandelkern) und den benachbarten kortikalen Bereichen (Gyrus cinguli, Gyrus parahippocampalis). Die Nuclei anterioventrales des Hypothalamus gehören ebenso zum limbischen System.

Der C-förmige Fornix beginnt mit seiner Pars tecta vorne-unten an den Corpora mamillaria, geht nach oben in die Pars libera über (beide zusammen bilden die Columna fornicis), windet sich um die Foramina interventricularia und zieht unterhalb des Balkens bzw. dem Septum pellucidum (Trennwand zwischen den Seitenventrikeln) als Corpus fornicis nach hinten, wobei sich die beiden Fornices zunehmend voneinander trennen und über die dreieckige Commissura fornicis bis zum Splenium des Balkens verbunden bleiben. Der absteigenden Teil, das Crus fornicis, lagert sich auf dem Weg nach unten in den Temporallappen dem Pes hippocampi (Fuß des Hippocampus) und dem Gyrus dentatus (gezahnte Windung) an. Seitlich wölbt sich der Hippocampus in den Seitenventrikel vor und schließt dort mit dem Calcar avis (eine vogelkrallenartige Formation) das Trigonum collaterale ein. Dem Fuß des Hippocampus sitzt rostral der Mandelkern auf.

Die bilaterale Schädigung des Hippocampus z.B. im Rahmen dementieller Hirnerkrankungen kann zum Verlust der Fähigkeit führen, Neues zu erlernen, d.h. Informationen vom Kurzzeit- ins Langzeitgedächtnis zu überführen. Die vor dem Schadensereignis gespeicherten Inhalte bleiben dabei meist erhalten.


Versuchen Sie an dieser linken Hemisphäre den Fornix mit seinen Teilen, das Cingulum und den Gyrus parahippocampalis zu finden! Benennen Sie die benachbarten Strukturen, die noch zu sehen sind!

Beschriftung und Lösungen

Human brain inferior-medial view.JPG


Auf dem folgenden Foto sind große Teile der rechten Hemisphäre entfernt, so dass der Blick auf die Seitenventrikel frei wird. Welche Strukturen des extrapyramidal-motorischen und des limbischen Systems erkennen Sie?

Beschriftung und Lösungen

Human brain right dissected lateral view.JPG

Quellen[Bearbeiten]

  1. Koenigs M et al. “Damage to the prefrontal cortex increases utilitarian moral judgements”. Nature, [Epub] Mar 21 2007. DOI:10.1038/nature05631. PMID 17377536
  2. Friederici AD et al. “Role of the corpus callosum in speech comprehension: interfacing syntax and prosody”. Neuron, 53(1):135-45, Jan 4 2007. PMID 17196536