Die Struktur des Nervensystems

Zusammenfassung

Kapitel 7 liefert einen groben Überblick über die Anatomie des Nervensystems. Hier konzentrieren wir uns auf die allgemeine Organisation des Nervensystems der Säugetiere, indem wir die embryonale Entwicklung des Gehirns verfolgen. Wir zeigen, dass die Spezialisierungen des menschlichen Gehirns im Grunde einfache Variationen vom Grundbauplan des Säugergehirns darstellen. Außerdem stellen wir die Großhirnrinde und das neue Gebiet der Konnektomik vor. Als Anhang (Kapitel 7A) folgt diesem Kapitel ein neuroanatomischer Atlas, der Oberflächen- und Querschnittsanatomie von Gehirn, Rückenmark, vegetativem Nervensystem, Hirnnerven und versorgenden Blutgefäßen des Gehirns illustriert. Ein Selbsttest hilft beim Lernen und Rekapitulieren der anatomischen Terminologie. In diesem Überblick werden nur ausgewählte anatomische Strukturen behandelt, mit besonderem Augenmerk auf die Beziehungen von Strukturen, die in den nächsten Kapiteln behandelt werden.

Appendices

Wiederholungsfragen

• 1. Liegen die Spinalganglien im Zentralnervensystem oder im peripheren Nervensystem?

• 2. Stammt die Myelinscheide der Axone der Sehnerven von den Schwannzellen oder von der Oligodendroglia? Warum?

• 3. Stellen Sie sich vor, Sie seien ein Neurochirurg und wollten einen Tumor entfernen, der tief im Inneren des Gehirns liegt. Die obere Schädeldecke wurde bereits entfernt. Was befindet sich jetzt zwischen Ihnen und dem Gehirn? Welche Schichten müssen durchtrennt werden, bis Sie den Liquorraum erreichen?

• 4. Was geschieht mit dem Gewebe, das sich aus dem embryonalen Neuralrohr beziehungsweise der Neuralleiste ableitet?

• 5. Nennen Sie die drei Hauptteile des Rautenhirns. Welche davon gehören auch zum Hirnstamm?

• 6. Wo wird der Liquor erzeugt? Welchen Weg nimmt der Liquor, bevor er vom Blut aufgenommen wird? Nennen Sie die Teile des ZNS, die der Liquor auf seinem Weg vom Gehirn zum Blut durchströmt.

• 7. Welche drei Merkmale sind für die Struktur der Großhirnrinde charakteristisch?

Anhang

Bildatlas der menschlichen Neuroanatomie

• Einführung

• Anatomie der Gehirnoberfläche

  • Seitliche Oberfläche des Gehirns

  • Mediale Oberfläche des Gehirns

  • Ventrale Oberfläche des Gehirns

  • Dorsale Oberfläche des Gehirns

• Anatomie des Gehirns in Querschnitten

  • Querschnitt 1: Vorderhirn am vorderen Ende des Thalamus

  • Querschnitt 2: Vorderhirn in der Mitte des Thalamus

  • Querschnitt 3: Vorderhirn am Thalamus-Mittelhirn-Übergang

  • Querschnitt 4: rostrales Mittelhirn

  • Querschnitt 5: caudales Mittelhirn

  • Querschnitt 6: Brücke und Kleinhirn

  • Querschnitt 7: rostrale Medulla

  • Querschnitt 8: mittlere Medulla

  • Querschnitt 9: Übergang zwischen Medulla und Rückenmark

• Rückenmark

  • Dorsalansicht von Rückenmark und Spinalnerven

  • Ventral-laterale Oberfläche

  • Anatomie im Querschnitt

• Vegetatives Nervensystem

• Hirnnerven

• Blutversorgung des Gehirns

  • Ventralansicht

  • Lateralansicht

  • Medialansicht (ohne Hirnstamm)

• Selbsttest

Einführung

Wie wir in diesem Buch noch feststellen werden, besteht eine Erfolg versprechende Vorgehensweise zur Untersuchung des Nervensystems darin, es in funktionelle Systeme aufzuteilen. Der Geruchssinn (das olfaktorische System) umfasst die Bestandteile des Gehirns, die der Wahrnehmung von Gerüchen dienen, der Sehsinn (das visuelle System) beinhaltet die Bestandteile, die dem Sehen dienen, und so weiter. Diese funktionelle Herangehensweise, die Struktur des Nervensystems zu erkunden, hat zwar viele Vorteile, lässt aber das Gesamtbild – wie alle diese Systeme zusammen das ergeben, was wir als Gehirn bezeichnen – nur schwer erkennen. Dieser Bildatlas soll Ihnen dabei helfen, sich bereits im Voraus die anatomischen Grundlagen für das anzueignen, was in den folgenden Kapiteln besprochen wird. Hier beschränken wir uns darauf, die Strukturen zu bezeichnen und darzustellen, wie sie räumlich zueinander in Beziehung stehen. Ihre funktionelle Bedeutung wird dann im übrigen Buch besprochen.

Der Atlas ist in sechs Hauptteile gegliedert. Der erste Teil behandelt die Oberflächenanatomie des Gehirns – die Strukturen, die zu erkennen sind, wenn man das Gehirn als Ganzes betrachtet, sowie diejenigen Regionen, die zu sehen sind, wenn die beiden Hirnhälften durch einen Schnitt in der Mediansagittalebene getrennt werden. Als Nächstes befassen wir uns mit der Anatomie des Gehirns im Querschnitt, wobei eine Reihe von Schnitten dargestellt wird, die wichtige Strukturen enthalten. Der dritte und vierte Teil sind kurz gehalten, hier werden das Rückenmark und das vegetative Nervensystem veranschaulicht. Der fünfte Teil des Atlas enthält eine Darstellung der Hirnnerven und fasst ihre verschiedenen Funktionen zusammen. Der letzte Teil erläutert die Blutversorgung des Gehirns.

Das Nervensystem hat erstaunlich viele Bestandteile. In diesem Atlas liegt der Schwerpunkt auf den Strukturen, die in diesem Buch in späteren Kapiteln noch vorkommen werden, wenn wir die verschiedenen funktionellen Systeme besprechen. Aber selbst dieser verkürzte Atlas der Neuroanatomie enthält eine beachtliche Liste neuen Vokabulars. Deshalb soll Ihnen am Ende ein ausführlicher Selbsttest in Form von Arbeitsbögen mit Beschriftungsübungen dabei helfen, sich diese Terminologie anzueignen.

Anatomie der Gehirnoberfläche

Stellen Sie sich vor, dass Sie ein menschliches Gehirn in den Händen halten, das aus dem Schädel entnommen wurde. Es ist nass und schwammig und wiegt etwa 1,4 kg. Wenn Sie von oben auf die dorsale Oberfläche blicken, erkennen Sie die gefaltete Oberfläche des Großhirns. Durch Umdrehen des Gehirns wird die komplexe ventrale Oberfläche sichtbar, die normalerweise auf der Schädelbasis aufliegt. Wenn Sie das Gehirn hochhalten und von der Seite darauf blicken, ist das „Widderhorn“ des Großhirns zu erkennen, das aus dem Stiel des Hirnstammes hervorkommt. Der Hirnstamm ist besser zu erkennen, wenn man das Gehirn an der Mitte entlang aufschneidet und auf die mediale Oberfläche blickt. Im nun folgenden Teil des Atlas wollen wir die wichtigen Strukturen bezeichnen, die bei einer solchen Betrachtung des Gehirns zu erkennen sind. Beachten Sie den Größenmaßstab der Zeichnungen: 1 $\times$ bedeutet Originalgröße, 2 $\times$ ungefähr doppelte Originalgröße, 0,6 $\times$ bedeutet ungefähr 60 % der Originalgröße und so weiter.

Seitliche Oberfläche des Gehirns

a) Hauptmerkmale

Dies ist eine Darstellung des Gehirns in seiner natürlichen Größe. Ein erster Überblick zeigt drei Hauptteile: das voluminöse Großhirn , den Hirnstamm , der einen Stiel bildet, und das geriffelte Kleinhirn (Cerebellum ). Der winzige Riechkolben (Bulbus olfactorius ) des Großhirns ist in der Seitenansicht ebenfalls zu sehen.

b) Ausgewählte Gyri, Sulci und Fissuren

Ein besonderes Merkmal des Großhirns ist seine gefaltete Oberfläche. Die Aufwölbungen bezeichnet man als Gyri, die Furchen als Sulci oder, wenn sie besonders tief sind, als Fissuren. Das genaue Muster der Gyri und Sulci kann bei den einzelnen Menschen sehr unterschiedlich sein, aber viele Merkmale sind allen menschlichen Gehirnen gemeinsam. Einige der wichtigsten anatomischen Merkmale sind hier beschriftet. Wie zu ersehen ist, liegt der Gyrus postcentralis unmittelbar posterior und der Gyrus praecentralis unmittelbar anterior zum Sulcus centralis . Die Neuronen des Gyrus postcentralis sind mit der somatosensorischen Wahrnehmung befasst (Tastsinn; Kap. 12), und die Neuronen des Gyrus praecentralis kontrollieren die willkürliche Bewegung (Kap. 14). Die Neuronen des Gyrus temporalis superior spielen beim Hörsinn eine Rolle (Kap. 11).

c) Lappen des Großhirns und die Insula

Konventionell teilt man das Großhirn in Lappen ein, die nach den Knochen benannt werden, die jeweils darüber liegen. Der Sulcus centralis trennt den Frontallappen vom Parietallappen . Die Temporallappen liegen unmittelbar ventral zur tiefen Fissura Sylvii . Der Okzipitallappen liegt an der Rückseite des Großhirns und grenzt sowohl an den Parietal- als auch an den Temporallappen. Wenn man die Ränder der Fissura Sylvii vorsichtig auseinanderzieht, wird ein verborgener Teil der Großhirnrinde sichtbar, die sogenannte Insula (lateinisch für „Insel“) (kleines Bild). Die Insula grenzt den Temporallappen vom Frontallappen ab.

d) Die wichtigen sensorischen, motorischen und Assoziationsareale der Hirnrinde

Die Großhirnrinde ist organisiert wie ein Flickenteppich. Die verschiedenen Zonen, die ursprünglich von Brodmann identifiziert worden sind, lassen sich anhand ihrer mikroskopischen Struktur und ihrer Funktion voneinander unterscheiden. Wie zu ersehen, liegen die visuellen Areale (Kap. 10) im Okzipitallappen , die somatosensorischen Areale (Kap. 12) im Parietallappen und die auditorischen Areale (Kap. 11) im Temporallappen. An der unteren Oberfläche des Scheitellappens (dem Operculum) und in der Insula verborgen liegen die für Geschmack zuständigen Areale (Kap. 8).

Neben der Analyse der sensorischen Informationen besitzt die Großhirnrinde auch eine wichtige Funktion bei der Kontrolle der Willkürmotorik. Die motorischen Cortexregionen liegen im Frontallappen, anterior zum Sulcus centralis (Kap. 14). Im menschlichen Gehirn können große Bereiche der Hirnrinde nicht einfach sensorischen oder motorischen Funktionen zugeordnet werden. Diese bilden die Assoziationsregionen der Hirnrinde. Einige der wichtigeren Zonen sind der präfrontale Cortex (Kap. 21 und 24), der posteriore Parietalcortex (Kap. 12, 21 und 24) sowie der inferotemporale Cortex (Kap. 24 und 25).

Mediale Oberfläche des Gehirns

a) Strukturen von Hirnstamm und Zwischenhirn

Wenn man das Gehirn entlang der Mitte durchtrennt, wird die mediale Ebene des Großhirns freigelegt, wie in der etwa lebensgroßen Abbildung dargestellt ist. Diese Ansicht zeigt in der Mediansagittalebene auch die darunterliegenden Strukturen, die das Zwischenhirn (Thalamus und Hypothalamus ), das Mittelhirn (Mittelhirndach und -haube ), die Brücke und die Medulla umfassen. Mittelhirn, Brücke und Medulla bilden zusammen den Hirnstamm.

b) Strukturen des Vorderhirns

Dargestellt sind die wichtigen Strukturen des Vorderhirns , die zu sehen sind, wenn man auf die mediale Oberfläche des Gehirns blickt. Beachten Sie, dass die Oberfläche des Balkens (Corpus callosum ), eines großen Bündels von Axonen, die die beiden Seiten des Großhirns verbinden, angeschnitten ist. Die spezifischen Beiträge der beiden Großhirnhälften zur Funktion des menschlichen Gehirns lassen sich bei Patienten untersuchen, bei denen der Balken durchtrennt wurde (Kap. 20). Der Fornix (das lateinische Wort für „Gewölbebogen“) ist ein weiteres auffälliges Faserbündel, es verbindet den Hippocampus an beiden Seiten mit dem Hypothalamus. Einige der Axone des Fornix sind an der Gedächtnisbildung beteiligt (Kap. 24).

In der unteren Abbildung ist das Gehirn etwas geneigt dargestellt, um die Positionen der Amygdala und des Hippocampus zu zeigen. Es handelt sich um „Phantombilder“ dieser Strukturen, da sie von der Oberfläche aus nicht zu sehen sind. Sie liegen beide tief unter der darüberliegenden Hirnrinde. Weiter hinten in diesem Atlas werden wir ihnen in einem Querschnitt noch einmal begegnen. Die Amygdala (nach dem lateinischen Wort für „Mandel“) ist für die Regulierung von Gefühlszuständen (Kap. 18) wichtig und der Hippocampus für das Gedächtnis (Kap. 24 und 25).

c) Ventrikel

Die Seitenwände der unpaarigen Bestandteile des ventrikulären Systems – der dritte Ventrikel , der cerebrale Aquädukt , der vierte Ventrikel und der Spinalkanal – lassen sich in der Medialansicht des Gehirns betrachten. Sie sind leicht erkennbare Orientierungspunkte: Thalamus und Hypothalamus sind dem dritten Ventrikel am nächsten, das Mittelhirn dem Aquädukt, die Brücke, das Kleinhirn und die Medulla dem vierten Ventrikel und das Rückenmark dem Spinalkanal.

Die Seitenventrikel sind paarige Strukturen, die wie Geweihe aus dem dritten Ventrikel hervorgehen. Vom rechten Seitenventrikel, der unterhalb der Hirnrinde liegt, ist in der unteren Darstellung ein Phantombild zu sehen. Die Seitenventrikel sind von den beiden Großhirnhälften umgeben. Achten Sie darauf, wie ein Schnitt durch das Gehirn in der Frontalebene an der Verbindung zwischen Thalamus und Mittelhirn die „Hörner“ der Seitenventrikel in jeder Hirnhälfte zweimal durchschneidet.

Ventrale Oberfläche des Gehirns

Die Unterseite des Gehirns besitzt zahlreiche spezielle anatomische Merkmale. Die Nerven, die aus dem Hirnstamm herausführen, sind die Hirnnerven . Sie werden weiter hinten in diesem Atlas noch genauer dargestellt. Die x-förmige Sehnervenkreuzung direkt anterior zum Hypothalamus ist die Stelle, an der viele Axone aus den Retinae von einer Seite auf die andere wechseln (Decussatio ). Die Axonbündel, die anterior zur Sehnervenkreuzung liegen und die aus den Rückseiten der Augen austreten, sind die Sehnerven . Die posterior zur Kreuzung liegenden Bündel, die im Thalamus verschwinden, bezeichnet man als Sehbahnen (Kap. 10). Die paarig angeordneten Mammillarkörper (von dem lateinischen Wort für „Brustwarze“) sind ein auffälliges Merkmal der ventralen Oberfläche des Gehirns. Diese Kerne des Hypothalamus (Kap. 24) sind das wichtigste Ziel der Axone aus dem Fornix (in Medialansicht dargestellt). Beachten Sie auch die Riechkolben (Kap. 8) und das Mittelhirn , die Brücke und die Medulla .

Dorsale Oberfläche des Gehirns

a) Großhirn (Cerebrum)

Die Dorsalansicht des Gehirns wird von den voluminösen Großhirnhälften (Hemisphären) beherrscht. Sie sind über die Axone des Balkens (Corpus callosum ) miteinander verbunden (Kap. 20), der zu sehen ist, wenn man die Hirnhälften etwas zurückzieht. In der Medialansicht des Gehirns (siehe oben) erscheint der Balken im Querschnitt.

b) Nach Entfernen des Großhirns

In der Dorsalansicht ist das Kleinhirn (Cerebellum ) die größte Struktur, wenn das Großhirn entfernt wurde und man das Gehirn leicht nach vorne neigt. Das Kleinhirn ist eine wichtige Struktur zur Kontrolle der Bewegungen (Kap. 14), und es ist in zwei Hemisphären und eine Mittellinienregion gegliedert, die man als Wurm (lateinisch Vermis ) bezeichnet.

c) Nach Entfernen von Großhirn und Kleinhirn

Hier ist die Oberseite des Hirnstammes zu sehen. Links sind die wichtigsten Bestandteile des Hirnstammes angegeben, rechts einige spezifische Einzelstrukturen. Die Epiphyse, die oberhalb des Thalamus liegt, setzt Melatonin frei und wirkt bei der Regulierung des Schlafes und des Sexualverhaltens mit (Kap. 17 und 19). Der Colliculus superior empfängt ankommende Signale direkt von den Augen (Kap. 10) und ist an der Kontrolle der Augenbewegungen beteiligt (Kap. 14), während der Colliculus inferior ein wichtiger Bestandteil des auditorischen Systems ist (Kap. 11). (Colliculus ist das lateinische Wort für „kleiner Hügel“.) Die Kleinhirnstiele (Pedunculi cerebellares ) sind große Bündel von Axonen, die das Kleinhirn mit dem Hirnstamm verbinden (Kap. 14).

Anatomie des Gehirns in Querschnitten

Um das Gehirn verstehen zu können, müssen wir hineinsehen, und das lässt sich mithilfe von Querschnitten erreichen. Diese können physikalisch durch ein Messer erzeugt werden oder vom lebenden Gehirn durch ein nichtinvasives Bildgebungsverfahren wie die Magnetresonanztomografie (MRT) oder die Computertomografie (CT). Um die innere Organisationsstruktur des Gehirns kennenzulernen, eignen sich am besten Querschnitte, die senkrecht zur Achse verlaufen, die durch das embryonale Neuralrohr festgelegt ist, die sogenannte Neuraxis. Die Neuraxis krümmt sich während der menschliche Fetus wächst, vor allem an der Verbindung zwischen dem Mittelhirn und dem Thalamus. Deshalb hängt die geeignete Schnittebene davon ab, in welchem Bereich entlang der Neuraxis wir uns befinden.

In diesem Abschnitt betrachten wir die Zeichnungen einer Reihe von Querschnitten des Gehirns, die die inneren Strukturen zeigen: vom Vorderhirn (Querschnitte 1 bis 3), vom Mittelhirn (Querschnitte 4 und 5), von der Brücke und vom Kleinhirn (Querschnitt 6) und von der Medulla (Querschnitte 7 bis 9). Die Zeichnungen sind schematisch, das heißt, dass Strukturen innerhalb einer Schnittscheibe manchmal an die sichtbare Oberfläche der Scheibe projiziert wurden.

Querschnitt 1: Vorderhirn am vorderen Ende des Thalamus

a) Hauptmerkmale

Das Großhirn umgibt die Seitenventrikel und der Thalamus den dritten Ventrikel . In diesem Querschnitt sind die Seitenventrikel zu erkennen, die vom schlitzförmigen dritten Ventrikel ausgehen. Der Hypothalamus , der den Boden des dritten Ventrikels bildet, ist ein wichtiges Kontrollzentrum für viele Vitalfunktionen (Kap. 15, 16 und 17). Die Insula (Kap. 8) liegt, wie zu sehen ist, tief im Inneren der Fissura Sylvii und trennt dort den Frontallappen vom Temporallappen . Die heterogene Region, die tief innerhalb des Großhirns, medial zur Insula und lateral vom Thalamus liegt, bezeichnet man als basales Vorderhirn .

b) Ausgewählte Gruppen von Zellen und Fasern

Hier betrachten wir die Strukturen des Vorderhirns genauer. Bei der Capsula interna handelt es sich um eine große Ansammlung von Axonen, die die cortikale weiße Substanz mit dem Thalamus verbinden, der Balken (Corpus callosum ) ist die Faserbahn, die die Großhirnrinde der beiden Hirnhälften verbindet. Der Fornix, der bereits in der Medialansicht des Gehirns dargestellt wurde, ist hier im Querschnitt zu sehen, wo er sich um den Stiel des Seitenventrikels herumwickelt. Die Neuronen des Septums (von dem lateinischen Wort für „Trennung“) tragen Axone zum Fornix bei und wirken bei der Gedächtnisbildung mit (Kap. 24). Drei wichtige Neuronengruppen des basalen Vorderhirns sind dargestellt: der Nucleus caudatus , das Putamen und das Pallidum . Insgesamt bezeichnet man diese Strukturen als Basalganglien. Sie sind an der Kontrolle von Bewegungen beteiligt (Kap. 14).

Querschnitt 2: Vorderhirn in der Mitte des Thalamus

a) Hauptmerkmale

Wenn wir uns ein wenig in caudaler Richtung die Neuraxis entlangbewegen, erkennen wir den herzförmigen Thalamus (griechisch für „Kammer“), der im Kernbereich des Gehirns den kleinen dritten Ventrikel umschließt. Direkt ventral zum Thalamus liegt der Hypothalamus . Das Großhirn ist zu einem großen Teil genauso strukturiert wie in Querschnitt 1. Da wir uns nun etwas weiter posterior befinden, ist hier der Parietallappen oberhalb der Fissura Sylvii zu erkennen.

b) Ausgewählte Gruppen von Zellen und Fasern

In dieser Schnittebene liegen viele wichtige Gruppen von Zellen und Fasern. Eine Struktur, die hier im Großhirn auftritt, ist die Amygdala , die bei der Regulierung der Emotionen (Kap. 18) und des Gedächtnisses (Kap. 24) mitwirkt. Der Thalamus ist in verschiedene Kerne (Nuclei) unterteilt, von denen zwei – der ventral-posteriore Kern und der ventral-laterale Kern – kenntlich gemacht sind. Der Thalamus liefert einen großen Teil der Informationen für die Großhirnrinde , wobei die Axone der verschiedenen Kerne des Thalamus in verschiedene Bereiche der Hirnrinde projizieren. Der ventral-posteriore Kern, der Teil des somatosensorischen Systems ist (Kap. 12), projiziert zur Hirnrinde des Gyrus postcentralis . Der ventral-laterale Kern und der eng verwandte ventral-anteriore Kern (nicht dargestellt) gehören zum motorischen System (Kap. 14) und projizieren in die motorische Hirnrinde des Gyrus praecentralis . Unterhalb des Thalamus sind der Nucleus subthalamicus und die Mammillarkörper des Hypothalamus zu sehen. Der Nucleus subthalamicus ist Teil der Basalganglien (Kap. 14), während die Mammillarkörper Informationen aus dem Fornix erhalten und an der Regulierung des Gedächtnisses beteiligt sind (Kap. 24). Da dieser Schnitt auch auf das Mittelhirn übergreift, ist hier in der Nähe der Hirnstammbasis ein kleiner Teil der schwarzen Substanz (Substantia nigra ) zu erkennen. Die Substantia nigra ist funktionell eng an die Basalganglien gekoppelt (Kap. 14). Die Degenerierung dieser Struktur führt zur Parkinson-Krankheit .

Querschnitt 3: Vorderhirn am Thalamus-Mittelhirn-Übergang

a) Hauptmerkmale

Die Neuraxis macht am Übergang zwischen Thalamus und Mittelhirn eine starke Biegung. Dieser Querschnitt wurde in einer Ebene geführt, wo der tropfenförmige dritte Ventrikel mit dem cerebralen Aquädukt kommuniziert. Der Gehirnbereich, der den dritten Ventrikel umgibt, ist der Thalamus. Das Mittelhirn umgibt den cerebralen Aquädukt. Die Seitenventrikel der beiden Hirnhälften erscheinen in diesem Querschnitt doppelt. Wenn Sie das weiter oben bereits gezeigte Phantombild betrachten, können Sie erkennen, warum das so ist.

b) Ausgewählte Gruppen von Zellen und Fasern

Dieser Querschnitt enthält drei weitere wichtige Kerne des Thalamus: das Pulvinar (vom lateinischen Wort pulvinar für „Polster“), das Corpus geniculatum mediale und das Corpus geniculatum laterale (Kniehöcker; geniculatum ist vom lateinischen Wort für „Knie“ abgeleitet). Das Pulvinar ist mit weiten Teilen der Assoziationsbereiche des Cortex verknüpft und spielt eine wichtige Rolle bei der Steuerung der Aufmerksamkeit (Kap. 21). Das Corpus geniculatum laterale sendet Informationen zur Sehrinde (Kap. 10), das Corpus geniculatum mediale übermittelt Informationen an die Hörrinde (Kap. 11). Zu beachten ist hier auch die Position des Hippocampus , einer relativ einfachen Form der Großhirnrinde , die den Seitenventrikel des Schläfenlappens begrenzt. Der Hippocampus (griechisch für „Seepferdchen“) hat für Lernen und Gedächtnis eine große Bedeutung (Kap. 24 und 25).

Querschnitt 4: rostrales Mittelhirn

Wir befinden uns jetzt im Mittelhirn , einem Bestandteil des Hirnstammes. Zu beachten ist, dass die Schnittebene hier relativ zu den Vorderhirnschnitten gekippt verläuft, sodass sie senkrecht zur Neuraxis steht. Der Kernbereich des Mittelhirns ist der kleine cerebrale Aquädukt . Das Mittelhirndach, das man auch als Tectum mesencephali bezeichnet (tectum ist das lateinische Wort für „Dach“), besteht aus den paarig angeordneten Colliculi superiores. Wie bereits besprochen, ist der Colliculus superior Teil des visuellen Systems (Kap. 10), und die Substantia nigra gehört zum motorischen System (Kap. 14). Der Nucleus ruber (roter Kern) ist eine motorische Kontrollstruktur (Kap. 14), während das periaquäduktale Grau für die Kontrolle der somatischen Schmerzempfindung von Bedeutung ist (Kap. 12).

Querschnitt 5: caudales Mittelhirn

Das caudale Mittelhirn ist dem rostralen Mittelhirn offensichtlich sehr ähnlich. Auf dieser Ebene finden sich im Mittelhirndach allerdings nicht die Colliculi superiores, sondern stattdessen die Colliculi inferiores (die Teil des auditorischen Systems sind; Kap. 11). Betrachten Sie noch einmal die Dorsalansicht des Hirnstammes, um festzustellen, wie Colliculus superior und Colliculus inferior relativ zueinander liegen.

Querschnitt 6: Brücke und Kleinhirn

Dieser Schnitt zeigt die Brücke und das Kleinhirn, Teile des rostralen Rautenhirns, die den vierten Ventrikel begrenzen. Wie bereits erwähnt, ist das Kleinhirn für die Kontrolle der Bewegungen von Bedeutung. Ein großer Teil der Informationen, die in die Kleinhirnrinde gelangen, stammt aus den Kernen der Brücke. Die abgehenden Informationen des Kleinhirns kommen hingegen von Neuronen der tiefen Kleinhirnkerne (Kap. 14). Die Formatio reticularis (reticulum ist das lateinische Wort für „Netz“) verläuft vom Mittelhirn zur Medulla im Kernbereich des Hirnstammes, direkt unter dem cerebralen Aquädukt und dem vierten Ventrikel. Zu den Funktionen der Formatio reticularis gehören die Regulation von Schlafen und Wachsein (Kap. 19) sowie die Kontrolle der Körperhaltung (Kap. 14).

Querschnitt 7: rostrale Medulla

Wenn wir der Neuraxis weiter caudal folgen, geht der Gehirnbereich, der den vierten Ventrikel umgibt, in die Medulla über. Die Medulla ist eine komplexe Gehirnregion. Hier wollen wir uns auf die Strukturen beschränken, deren Funktionen später noch besprochen werden. Am tiefsten Punkt der Medulla liegen die medullären Pyramiden , große Axonbündel, die vom Vorderhirn zum Rückenmark absteigen. Die Pyramiden enthalten die Pyramidenbahnen, die an der Kontrolle der willkürlichen Bewegungen beteiligt sind (Kap. 14). In der rostralen Medulla liegen auch mehrere Kerne, die für das Gehör von Bedeutung sind: die dorsalen und ventralen Cochleariskerne und die obere Olive (Nucleus olivaris superior; Kap. 11). Dargestellt sind hier auch die untere Olive (Nucleus olivaris inferior), die für die motorische Kontrolle wichtig ist (Kap. 14), und die Raphekerne , die für die Modulation von Schmerzempfindungen, Stimmungen und den Wachzustand von Bedeutung sind (Kap. 12, 19 und 22).

Querschnitt 8: mittlere Medulla

Der mittlere Bereich der Medulla enthält einige der Strukturen, die in Querschnitt 7 eingezeichnet sind. Beachten Sie auch den Lemniscus medialis (mittlere Schleifenbahn, von dem lateinischen Wort für „Band“ abgeleitet). Der Lemniscus medialis enthält Axone, die Informationen über die somatischen Wahrnehmungen zum Thalamus leiten (Kap. 12). Der Nucleus gustatorius , welcher der Geschmackswahrnehmung dient (Kap. 8), ist Teil des größeren Kerns Nucleus tractus solitarii. Die Vestibulariskerne dienen dem Gleichgewichtssinn (Kap. 11).

Querschnitt 9: Übergang zwischen Medulla und Rückenmark

Weder Medulla noch vierter Ventrikel sind hier noch vorhanden, stattdessen beginnt hier der Spinalkanal . Die Hinterstrangkerne erhalten somatosensorische Informationen aus dem Rückenmark (Kap. 12). Axone der Neuronen in den beiden Hinterstrangkernen kreuzen auf die Gegenseite und projizieren über den Lemniscus medialis zum Thalamus.

Rückenmark

Dorsalansicht von Rückenmark und Spinalnerven

Das Rückenmark liegt innerhalb der Wirbelsäule. Die Spinalnerven sind Teil des somatischen peripheren Nervensystems (PNS) und ziehen durch Öffnungen zwischen den Wirbeln (Foramina intervertebralia ). Die Bezeichnung der Wirbel erfolgt entsprechend ihrer Position. Im Halsbereich (Cervix) nennt man sie Cervikalwirbel , nummeriert von 1 bis 7. Die Thorakalwirbel , an denen Rippen befestigt sind, sind von 1 bis 12 durchnummeriert. Die fünf Wirbel im unteren Rückenbereich bezeichnet man als Lumbalwirbel, die Wirbel im Beckenbereich als Sakral- (Kreuzbein-) und Kokzygeal-(Steißbein-)wirbel. Die jeweils fünf Sakral - und Kokzygealwirbel sind miteinander verwachsen.

Die Spinalnerven und die damit zusammenhängenden Abschnitte des Rückenmarks erhalten die Bezeichnungen der entsprechenden Wirbel; zu beachten ist, dass acht Cervikalnerven mit sieben Cervikalwirbeln assoziiert sind. Außerdem endet das Rückenmark eines erwachsenen Menschen, wie zu ersehen, etwa auf Höhe des dritten Lumbalwirbels . Diese Diskrepanz kommt dadurch zustande, dass das Rückenmark im Gegensatz zur Wirbelsäule nach der Geburt im Wachstum relativ zur Wirbelsäule zurückbleibt. Die Bündel von Spinalwurzeln, die in der Lumbal - und Sakralwirbelsäule absteigen, bezeichnet man als Cauda equina (lateinisch für „Pferdeschwanz“).

Ventral-laterale Oberfläche

Diese Ansicht zeigt, wie die Spinalnerven mit dem Rückenmark verbunden sind, und die Organisation der Rückenmarkhäute. Dort, wo der Spinalnerv durch das Foramen intervertebrale eintritt, teilt er sich in zwei Wurzeln auf. Die Hinterwurzel enthält sensorische Axone, deren Zellkörper in den Spinalganglien liegen. Die Vorderwurzel enthält motorische Axone, die in der grauen Substanz im Vorderhorn des Rückenmarks ihren Ursprung haben. Der schmetterlingsförmige Kernbereich des Rückenmarks besteht aus grauer Substanz mit neuronalen Zellkörpern. Die graue Substanz ist in (jeweils zwei) Hinter -, Seiten - und Vorderhörner gegliedert. Die Organisationsstruktur der grauen und weißen Substanz im Rückenmark unterscheidet sich von derjenigen im Großhirn. Im Großhirn umgibt die graue Substanz die weiße Substanz; im Rückenmark ist es umgekehrt. Die dicke Umhüllung aus weißer Substanz, die die langen Axone enthält, welche im Rückenmark auf- und abwärts verlaufen, ist in drei Stränge gegliedert: (je zwei) Hinter-, Seiten- und Vorderstränge.

Anatomie im Querschnitt

Diese Ansicht soll einige der wichtigen Faserbahnen veranschaulichen, die im Rückenmark auf- und abwärts verlaufen. Links sind aufsteigende sensorische Bahnen markiert. Der gesamte Hinterstrang besteht aus sensorischen Axonen, die zum Gehirn aufsteigen: Diese Nervenbahn ist von Bedeutung für die bewusste Auswertung von Berührungsreizen. Die Vorderseitenstrangbahn transportiert Informationen über Schmerz- und Temperaturreize. Beide sind Teil des somatosensorischen Systems, das in Kap. 12 dargestellt wird.

Rechts sind einige absteigende Bahnen markiert, die für die Kontrolle der Bewegung wichtig sind (Kap. 14). Die Bezeichnungen der Nervenbahnen spiegeln jeweils ihren Ursprung und ihren Zielort wider (so hat der Tractus vestibulospinalis seinen Ursprung in den Vestibulariskernen der Medulla und endet im Rückenmark). Die absteigenden Nervenbahnen sind, wie zu ersehen, an zwei Bahnsystemen beteiligt: an den lateralen und an den ventromedialen Bahnen. Die lateralen Bahnen vermitteln Befehle für willkürliche Bewegungen, vor allem für die der Extremitäten. Die ventromedialen Bahnen sind primär an der Stabilisierung der Körperhaltung und bestimmten Reflex bewegungen beteiligt.

Vegetatives Nervensystem

Neben dem somatischen PNS , das zu einem großen Teil der willentlichen Kontrolle von Bewegungen und bewussten Hautempfindungen dient, gibt es noch das viszerale PNS , das für die Regulierung der inneren Organe und Drüsen sowie die Blutgefäßversorgung zuständig ist. Da diese Regulierung automatisch erfolgt und nicht einer direkten Kontrolle durch das Bewusstsein unterliegt, bezeichnet man dieses System auch als autonomes Nervensystem . Seine zwei wichtigsten Bestandteile sind der Sympathicus und der Parasympathicus.

Die Abbildung zeigt die Körperhöhle, wie sie zu sehen ist, wenn man den Körper etwa in der Ebene des Auges sagittal aufschneidet. Die Wirbelsäule ist von einer dicken Hülle aus Bindegewebe umschlossen. Zu erkennen sind die Spinalnerven, die aus der Wirbelsäule hervortreten. Der Sympathicus besteht aus einer Kette von Ganglien, die an der Seite der Wirbelsäule entlangläuft. Die Ganglien in diesem sympathischen Grenzstrang kommunizieren mit den Spinalnerven , aber auch untereinander und mit vielen inneren Organen. Der Parasympathicus ist deutlich anders strukturiert. Ein großer Teil der parasympathischen Innervation der Eingeweide hat ihren Ursprung im Vagusnerv , einem der Hirnnerven, die in der Medulla ihren Ursprung haben. Der andere wichtige Ursprung der parasympathischen Fasern sind die Spinalnerven im Bereich der Sakralwirbel. Die funktionelle Organisationsstruktur des vegetativen Nervensystems wird in Kap. 15 genauer besprochen.

Hirnnerven

In der Gehirnbasis haben zwölf Paare Hirnnerven ihren Ursprung. Die ersten beiden „Nerven“ gehören eigentlich zum ZNS; sie sind für Geruchssinn und Sehen zuständig. Die übrigen enthalten wie die Spinalnerven Axone des PNS. Wie die Abbildung zeigt, umfasst ein Nerv häufig Fasern, die viele unterschiedliche Funktionen haben. Für die Diagnose zahlreicher neurologischer Störungen sind Kenntnisse über die Nerven und ihre vielfältigen Funktionen eine große Hilfe. Es ist wichtig zu erkennen, dass die Hirnnerven mit Hirnnervenkernen im Mittelhirn, in der Brücke und in der Medulla assoziiert sind. Beispiele dafür sind die Cochlearis- und die Vestibulariskerne, die vom Hirnnerv VIII Informationen erhalten. Die meisten Hirnnervenkerne sind jedoch in den Querschnitten des Hirnstammes nicht dargestellt, da ihre Funktion in diesem Buch nicht explizit besprochen wird.

Bezeichnung	Typen von Axonen	Wichtige Funktionen
I. N. olfactorius	Sensorisch	Geruchswahrnehmung
II. N. opticus	Sensorisch	Visuelle Wahrnehmung
III. N. oculomotorius	Motorisch	Bewegung von Augen und Augenlidern
IV. N. trochlearis	Motorisch	Augenbewegung
V. N. trigeminus	Somatosensorisch	Sensible Innervation im Bereich von Gesicht, Nasen-Rachen-Raum und der vorderen zwei Drittel der Zunge
	Motorisch	Bewegung der Kaumuskulatur
VI. N. abducens	Motorisch	Augenbewegung
VII. N. facialis	Motorisch	Bewegung der mimischen Muskulatur
	Sensorisch	Geschmackswahrnehmung auf den vorderen zwei Dritteln der Zunge
VIII. N. vestibulocochlearis	Sensorisch	Gehör und Gleichgewichtssinn
IX. N. glossopharyngeus	Motorisch	Bewegung der Rachenmuskulatur
	Viszeromotorisch	Parasympathische Kontrolle der Speicheldrüsen
	Sensorisch	Geschmackswahrnehmung und sensible Innervation im hinteren Drittel der Zunge
	Viszerosensorisch	Feststellen von Blutdruckveränderungen in der Aorta
X. N. vagus	Motorisch	Bewegung von Kehlkopf- und Rachenmuskulatur
	Viszeromotorisch	Parasympathische Kontrolle von Herz, Lungen und Organen im Bauchraum
	Sensorisch	Geschmackswahrnehmung von Epiglottis und Zungengrund; sensible Innervation von Rachen, Luft- und Speiseröhre
	Viszerosensorisch	Wahrnehmung viszeraler Schmerzen
XI. N. accessorius	Motorisch	Bewegung von Hals- und Nackenmuskulatur
XII. N. hypoglossus	Motorisch	Bewegung der Zungenmuskulatur

Blutversorgung des Gehirns

Ventralansicht

Das Gehirn wird über zwei Arterienpaare mit Blut versorgt: die linke und rechte Arteria (A.) vertebralis sowie die linke und rechte A. carotis interna . Die beiden Vertebralarterien laufen nahe der Basis der Brücke zusammen und bilden die unpaarige A. basilaris . Am Oberrand der Brücke gibt die Basilararterie links und rechts je eine A. cerebelli superior zum Kleinhirn ab und teilt sich dann in die linke und rechte A. cerebri posterior . Aus der A. carotis interna gehen auf jeder Seite die A. cerebri media und die A. cerebri anterior hervor. Die vorderen Gehirnarterien sind durch ein Blutgefäß, die A. communicans anterior , miteinander verbunden. Zudem stehen die posterioren Gehirnarterien über eine linke und rechte A. communicans posterior mit der A. carotis interna der jeweiligen Seite in Verbindung. Damit besteht an der Hirnbasis ein Ring aus miteinander verbundenen Arterien, der als Circulus arteriosus cerebri (Willisii) bezeichnet wird.

Lateralansicht

Der größte Teil der lateralen Oberfläche des Großhirns wird durch die Arteria cerebri media versorgt. Diese Arterie versorgt auch die tiefen Strukturen des basalen Vorderhirns.

Medialansicht (ohne Hirnstamm)

Der größte Teil der medialen Wand der Hemisphäre wird durch die Arteria cerebri anterior versorgt. Die Arteria cerebri posterior versorgt die mediale Wand des Okzipitallappens und den unteren Teil des Temporallappens.

Selbsttest

Diese Übungsblätter sind so gestaltet, dass sie Sie beim Erlernen der dargestellten Neuroanatomie unterstützen können. Die Illustrationen aus dem Atlas sind hier noch einmal abgebildet. Die fehlenden Beschriftungen sind den Zahlen entsprechend in die einzelnen Zeilen einzutragen. Die Nummerierung erfolgt im Uhrzeigersinn, die Linien zeigen auf die gesuchten Strukturen. Prüfen Sie Ihre Kenntnisse, indem Sie die richtigen Bezeichnungen eintragen. Um zu wiederholen, was Sie gelernt haben, testen Sie sich selbst, indem Sie die Bezeichnungen abdecken. Wie die Erfahrung gezeigt hat, erleichtert diese Methode das Lernen und Merken der anatomischen Begriffe deutlich. Wenn Sie den Wortschatz der Neuroanatomie beherrschen, wird Ihnen das beim Erlernen der funktionellen Organisation des Gehirns im übrigen Buch sehr helfen.