Gehirnatlas

Einleitung

"Ich glaube, dass das Gehirn eine sehr große Macht im Menschen besitzt... Die Menschen müssen ferner wissen, dass von nirgendwo anders her Freude und Frohsinn, Lachen und Scherzen kommen als daher, woher auch Trauer und Kummer, Missmut und Weinen herrühren." Hippokrates

Das Zentralnervensystem (ZNS) umfasst Gehirn und Rückenmark  und ist von der zerebrospinalen Flüssigkeit (ZSF) umgeben.

Das Gehirn wiegt ca. 1,4 kg und besteht aus drei Hauptstrukturen: Großhirn , Kleinhirn  und Hirnstamm .

Großhirn - besteht aus zwei Hemisphären (links und rechts) mit jeweils vier Lappen (Frontal-, parietal -, okzipital - und Temporallappen). Die äußere Schicht des Gehirns wird als Cortex cerebri  oder "graue Substanz" bezeichnet. Sie bedeckt die tief in der Großhirnhemisphäre liegenden Nuclei, die so genannte "weiße Substanz".

• Graue Substanz  – dicht gepackte Neuronen -Zellkörper bilden die graue Substanz des Gehirns. Die graue Substanz umfasst die Bereiche des Gehirns, die an Muskelkontrolle, Sinneswahrnehmungen wie Sehen und Hören, Gedächtnisvorgängen, Gefühlen und Sprache beteiligt sind.
• Weiße Substanz  – Neuronengewebe mit hauptsächlich langen, von Myelin  umgebenen Axonen; wird als weiße Substanz oder Diencephalon bezeichnet. Die zwischen Hirnstamm und Kleinhirn gelegene weiße Substanz besteht aus Strukturen im Gehirnkern wie Thalamus  und Hypothalamus . Die Nuclei der weißen Substanz sind für die Übertragung von Sinneserregungen vom übrigen Körper an den Cortex cerebri zuständig und sorgen für die Regulierung von autonomen (unbewussten) Funktionen wie Körpertemperatur, Herzfrequenz und Blutdruck. Bestimmte Nuclei in der weißen Substanz sind an Gefühlsausdrücken, Ausschüttung von Hormonen aus der Hypophyse und an der Regulierung der Nahrungs- und Wasseraufnahme beteiligt. Diese Nuclei werden im Allgemeinen als Teil des limbischen Systems gesehen.

Kleinhirn – verantwortlich für die Psychomotorik und die Koordination der Sinneserregungen aus Innenohr und Muskulatur zur exakten Orientierung und Bewegungssteuerung.

Hirnstamm – an der Schädelbasis gelegen ist der Hirnstamm das Bindeglied zwischen Cortex cerebri, weißer Substanz und Rückenmark. Der Hirnstamm sorgt für die Steuerung von Atmung, Schlaf und Kreislauf.

Zu den weiteren wichtigen Bereichen des Gehirns zählen Basalganglien, Thalamus, Hypothalamus, Ventrikel, limbisches System  und retikuläres Aktivierungssystem.

Basalganglien

Nucleus caudatus, Putamen und Globus pallidus bilden gemeinsam die Basalganglien und sind an der Steuerung der Bewegungsabläufe beteiligt. Diese hoch spezialisierten Zell-/Nucleus-Cluster sind in der weißen Substanz unterhalb des Cortex cerebri zu finden.

Thalamus und Hypothalamus

Thalamus und Hypothalamus sind wichtige innere Strukturen. Der Thalamus hat weit reichende Verbindungen zum Cortex und zu vielen anderen Teilen des Gehirns wie Basalganglien, Hypothalamus und Hirnstamm. Er kann Schmerz wahrnehmen, ihn aber nicht exakt lokalisieren. Der Hypothalamus hat mehrere wichtige Funktionen, darunter die Steuerung von Appetit, Schlafrhythmus, Sexualtrieb und Angstreaktion des Körpers.

Ventrikel

tlInnerhalb des Gehirns befinden sich mehrere Kammern, die als Ventrikel bezeichnet werden. Ventrikel sind mit zerebrospinaler Flüssigkeit (ZSF) gefüllt, die in der Ventrikelwand produziert wird. Die ZSF umgibt die Außenflächen des Gehirns, schützt das Gehirn vor Verletzungen, sorgt für den Erhalt und die Kontrolle des extrazellulären Milieus und transportiert endokrine Hormone. Eben diese ZSF wird dem Patienten bei einer Lumbalpunktion (LP) aus der Wirbelsäule entnommen. Die Ergebnisse einer LP können zeigen, ob die Glucose- und Elektrolytwerte der ZSF normal sind und ob im Gehirn oder in benachbarten Bereichen eine Infektion vorliegt.

Limbisches System

Das limbische System ist keine Struktur, sondern besteht aus einer Reihe von Nervenbahnen, zu denen Strukturen innerhalb der Temporallappen zählen, wie z. B. Hippocampus  und Corpus amygdaloideum . Durch seine Verbindungen mit Cortex cerebri, weißer Substanz und Hirnstamm ist das limbische System an Steuerung und Ausdruck von Stimmungen und Gefühlen, an der Verarbeitung und Speicherung von Informationen im Kurzzeitgedächtnis und an der Steuerung des Appetits und der gefühlsmäßigen Reaktionen auf Speisen beteiligt. All diese Funktionen werden bei einer Depression häufig in Mitleidenschaft gezogen und das limbische System wird mit der Pathogenese der Depression in Beziehung gebracht. Das limbische System steht außerdem in Kontakt mit Teilen des neuroendokrinen und autonomen Nervensystems und manche neurologische Störungen wie Angst werden sowohl mit hormonellen als auch mit autonomen Veränderungen in Verbindung gebracht.

Retikuläres Aktivierungssystem

Im Kern des Hirnstamms befindet sich eine Ansammlung von Nuclei, die als Retikularformation bezeichnet werden. Diese Nuclei erhalten von den meisten Sinnesorganen des Körpers (z. B. für Sehen, Riechen, Schmecken usw.) und anderen Teilen des Gehirns wie dem Kleinhirn und den Großhirnhemisphären Signale.

Einige Neuronen aus der Retikularformation haben so lange Fortsätze, dass sie motorische Neuronen des Rückenmarks erreichen und Funktionen wie die Herz-Kreislauf- und Atmungssteuerung beeinflussen. Andere Neuronen haben Fortsätze, die in weite Teile des übrigen Gehirns vordringen. Die aufsteigenden Fasern der Retikularformation bilden ein Netz, das als retikuläres Aktivierungssystem bezeichnet wird und den Schlaf-Wachrhythmus, den Wachheitsgrad insgesamt und das Bewusstsein beeinflusst – alles Faktoren, die bei depressiven Patienten gestört sein können.

Das Gehirn und seine verschiedenen Bereiche können anhand von Bildern des Gehirns in verschiedenen Orientierungen bzw. "Schnitten" veranschaulicht werden. Die am häufigsten verwendeten Schnitte sind der mittlere Sagittalschnitt (d. h. von vorne nach hinten) und der Koronarschnitt .

Das Gehirn ist zwar ein hochkomplexes Gebilde, besteht aber hauptsächlich aus zwei Zelltypen: Neuronen und Gliazellen . Das Gehirn enthält mehr als 100 Mrd. Neuronen und noch viel mehr Gliazellen. Schätzungsweise über 10 Mrd. Zellen sitzen allein im Cortex cerebri.

Neuronen

Neuronen sind an der Übertragung von Signalen beteiligt – Empfang, Verarbeitung und Weiterleitung der Signale erfolgen über ihre hoch spezialisierte Struktur. Neuronen bestehen aus einem Zellkörper und zwei Arten von Fortsätzen: den Dendriten  und einem Axon. Die meisten Neuronen haben viele Dendriten, aber nur ein Axon.

Der größte Teil der Neuronen ist nicht zur Zellteilung oder -reparatur in der Lage. Dadurch kann es nach Verletzung, Vergiftung, Sauerstoffmangel oder Schlaganfall zu einer irreversiblen Schädigung des Nervensystems kommen.

Neuronen nutzen ihre hoch spezialisierte Struktur gleichermaßen zum Versenden und Empfangen von Signalen. Die einzelnen Neuronen empfangen Signale von Tausenden von anderen Neuronen und senden ihrerseits Signale an Tausende weiterer Neuronen aus. Die Signale werden mittels Neurotransmission von einem Neuron auf das nächste übertragen. Dabei handelt es sich um einen indirekten Vorgang, der im Bereich zwischen der Nervenendigung des einen Neurons und dem Zellkörper des nächsten stattfindet. Dieser Bereich wird als synaptischer Spalt  bzw. Synapse bezeichnet.

Glia

Die Gliazellen stellen einen wichtigen Bestandteil des Zentralnervensystems dar; sie spielen zwar keine direkte Rolle bei der Neurotransmission, aber sie unterstützen den reibungslosen Ablauf von synaptischen Vorgängen und halten die Fähigkeit der Neuronen zur Weiterleitung von Signalen aufrecht. Im Gehirn bzw. im ZNS finden sich verschiedene Arten von Gliazellen, darunter Astrozyten, Oligodendroglia und Mikroglia. Insgesamt gibt es etwa dreimal so viele Gliazellen im Gehirn wie Neuronen.

Gliazellen sind kleiner als Neuronen und haben weder axone  noch Dendriten. Zu den klar umgrenzten Aufgaben der Glia zählen: Modulation der Weiterleitungsgeschwindigkeit des Nervenimpulses, Steuerung der Aufnahme von Neurotransmittern sowie eine zentrale Rolle während des Entwicklungsstadiums und im Erwachsenenalter. Es gibt Hinweise darauf, dass Gliazellen die Heilung nach einer neuronalen Verletzung unterstützen (bzw. in manchen Fällen auch verhindern) und dass sie an zahlreichen Erkrankungen wie Alzheimer-Krankheit, multipler Sklerose und anderen zentralen und peripheren Neuropathien beteiligt sind.

h

Schon Aristoteles (384-322 v. Chr.) wusste, dass ein Berühren des Gehirns keine körperliche Empfindung verursacht. Er schloss daraus, dass die Körperstruktur, die Empfindungen steuert, das Herz sein musste.