Kap.3 Struktur des Nervensystems
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Physiologische Psychologie Kapitel: 3 Die Struktur des Nervensystems 3.1 Grundlegende Merkmale des Nervensystems: Größenordnung im Vergleich zu anderen Gehirnen: Delphin Mensch Schimpanse Schaf Katze Hase Ratte Gehirns: Encephalon 1350 g zwei spiegelbildlich ähnliche Hemisphären je Hemisphäre 4 Lobi [Lappen] Kommissuren bilden Verbindungen zwischen den Hemisphären besteht neben den Ventrikeln [Hohlräumen] hauptsächlich aus grauer & weißer Substanz sowie Gliazellen weiße Substanz: Axone Myelin graue Substanz: Perykarien Zellkörper Angabe der Richtungsbezeichnungen im Gehirn: relativ zur Neuraxis gedachte Linie entlang des Rückenmarks bis zur Vorderseite des Gehirns durch die aufrechte Haltung geknickt anterior oder rostral: im ZNS in der Nähe des Kopfes in der Nähe des Schnabels frontal posterior oder caudal: im ZNS weg vom Gesicht in der Nähe des Schwanzes dorsal: rückwärts zur Neuraxis rechtwinklig verlaufend zum oberen Punkt des Kopfes oder Rückens ventral: bauchwärts im ZNS rechtwinklig zur Schädelbasis oder der frontalen Oberfläche des Körpers verlaufend lateral: seitlich weg von der Mitte medial: zur Mitte weg von der Seite -1- Physiologische Psychologie Kapitel: 3 Die Struktur des Nervensystems Mögliche Schnittebenen des ZNS: Transversalschnitte [Frontal-/Querschnitt] Frontalschnitt – parallel zum Gesicht Querschnitt – rechtwinklig zur Neuraxis im RM Horizontalschnitt - parallel zum Erdboden Sagitalschnitt / Medianschnitt - trennt das Gehirn in 2 Hälften parallel zur Neuraxis & rechtwinklig zum Boden Hauptabschnitte des Nervensystems Zentralnervensystem ZNS: von Knochen umhüllt Gehirn Rückenmark peripheres Nervensystem PNS umhüllt von Dura mater & Pia mater Hirnnerven & Rückenmark-Nerven periphere Ganglien Energie- Blutversorgung des Gehirns: erhält circa 20% des Schlagvolumens des Herzens relativ konstant Primärenergie Glucose [keine Speicherung] konstante Blutversorgung ist wesentlich Sauerstoff 6 Sekunden ohne Sauerstoff Bewusstlosigkeit wenige Minuten bleibende Schäden 3.1.2 Die Meninges Meninge (Meninx): drei Gewebslagen die das ZNS umhüllen Dura mater Arachnoidea mater Pia mater zwischen Arachnoidea mater & Pia mater liegt der Subarachnoidalraum – gefüllt mit Liquor cerebrospinalis Dura mater äußerste Meninx fest und flexibel aber nicht dehnbar Arachnoidea mater: mittlere Meninx im ZNS zwischen Dura mater & inneren Pia mater weich und schwammig Subarachnoidalraum: gefüllt mit Flüssigkeit Liquor cerebrospinalis ähnlich dem Blutplasma zwischen Arachnoidea mater & Pia mater Pia mater: dünn und eng an Gehirn & Rückenmark geheftet folgt jeder Krümmung enthält Blutgefäße des Gehirns & Rückenmarks -2- Physiologische Psychologie Kapitel: 3 Die Struktur des Nervensystems 3.1.2 Das Ventrikelsystem und die Produktion des Liquor cerebrospinalis Ventrikelsystem: Hohlräume gefüllt mit Liquor Im Zentrum des Telencephalons 2 laterale Ventrikel [größten] verbunden mit III. Ventrikel im Zentrum des Diencephalons an der Mittellinie des Gehirns teilt die Hirnbereich in symmetrische Hälften Massa intermedia [Brücke aus Nervengewebe] durchkreuzt die Mitte des III. Ventrikels Aquaeductus cerebri enger Kanal verbindet III. Ventrikel mit IV. Ventrikel im Zentrum des Mesencephalons IV. Ventrikel zwischen Cerebellum und dorsaler Pons im Zentrum des Metenecephalons [besteht aus Cerebellum & Pons] Funktion des Liquors: Reduktion des effektiven Gewichts des Gehirns auf 80 Gramm Druck auf die Hirnbasis wird vermindert Puffer - reduziert Stöße bei plötzlichen Kopfbewegungen Liquor cerebrospinalis: Aus Blut extrahiert dem Blutplasma ähnliche Zusammensetzung in Ventrikeln & äußerem Liquorraum erzeugt im Plexus chorideus – blutgefäßreiches Gewebe ragt in die Ventrikel & sondert Liquor ab Arachnoidalzotten absorbieren Liquor mehrfach tägliche Produktion von 500ml Liquor ständig vorhanden circa 150 ml Produktion Zirkulation & Reabsorbtion des Liquors: Produktion im Plexus chorideus fließt in den III. Ventrikel durch Aquaeductus cerebri zum IV. Ventrikel weiter durch den Subarachnoidalraum um das ZNS herum von Granulationes arachnoidales ins Blut absorbiert diese Pacchioni Granulationen ragen in einen Venenbogen Sinus sagittalis superior des Gehirns Hydrocephalus: zu enger Aquaeductus cerebri kein normaler Liquordurchfluss erhöhter Druck innerhalb der Ventrikel Erweiterung der Ventrikel Blutgefäße werden verschlossen dauerhafter (tödlicher) Hirnschaden Hydrocephalus Operation: Loch durch den Schädel Shunt wird in einen Ventrikel eingeführt Rohr mit Druckklappe in abdominale Höhlung implantiert Liquor kann in den Abdomen (Bauchraum) abfließen [dort wird er vom Blut aufgenommen] Entwicklung des Nervensystems Fig. 7.8 pg. 179 Bear -3- Physiologische Psychologie Kapitel: 3 Die Struktur des Nervensystems Entwicklung des Embryos : Beginnt mit drei Platten Ektoderm Nervensystem & Haut Mesoderm Knochen (Skelett) & Muskeln Endoderm innere Organe 3.2.1 Entwicklung des ZNS Entwicklung des ZNS im Überblick: am 18 Tag nach der Konzeption Ektoderm verdickt sich zu Neuralplatten äußere Ränder stülpen sich nach innern & bildet Neuralrinne am 21 Tag schließt sich die Rinne zu einem Roh aus dem Neuralrohr entstehen später Rückenmark & Gehirn äußerer Teil die Neuralwülste bilden die Neuralleiste Neuralleiste ist Ausgangspunkt für Ganglien des vegetativen NS am 23/24 Tag muss das Neuralrohr geschlossen sein bis zum 28 Tag haben sich am rostralen Ende des Neuralrohrs drei miteinander verbundene Kammern gebildet diese drei Kammern werden die Ventrikel das umgebende Gewebe werden die drei Hauptabteilungen des Gehirns 3 primäre Hirnbläschen [primary vesicles ] 3 primäre Hirnbläschen Prosencephalon [Vorderhirn] Mesencephalon [Mittelhirn] Rhombencephalon [Nachhirn] Defekte während der Bildung des Neuralrohrs: Anencephaly [Prosencephalon & Schädel Degeneriert] durch rostrale Fehlbildung Spina Bifida [Verlängerte Wirbelsäule „Schwanzbildung“] durch caudale Fehlbildung Fig. B in Box 7.4 pg. 181Bear sekundäre Hirnbläschen : Entwicklung aus dem Vorderhirn [Prosencephalon] Vorderhirn Teilt sich ins Telencephalon - Region um die lateralen Ventrikel Diencephalon - Region um dem III. Ventrikel Optische Vesicel Abb. 3.8 & Tabelle 3.2 pg. 88 Carlson [Bear pg. 183] Untergliederungsweisen des Gehirns: Encephalon [Gehirn] Prosencephalon [Vorderhirn] Telencephalon [Endhirn] Diencephalon [Zwischenhirn] Truncus cerebri [Hirnstamm] Mesencephalon [Mittelhirn] Rhombencephalon Myelencephalon Metencephalon [Hinterhirn] Pons Cerebellum -4- Physiologische Psychologie Kapitel: 3 Die Struktur des Nervensystems Williams Syndrom: starke Unterentwicklung des Parietal- und Occipitallappens schlechte räumliche Fähigkeiten normal entwickelter des Frontallappens & Temporallappens gute Sprachfähigkeit hohe Sprachgeschwindigkeit trotz verzögerter Sprachentwicklung Abnormalität im limbischen System emotionale Auffälligkeiten Musiknoten können nicht erlernt werden aber hervorragendes Gehör & besondere Gabe des Gesichertmerkens sehr reduzierte IQ (bei 60 ) gesellig empathisch und gesprächig – elfenhaftes Erscheinungsbild 1 aus 20 000 Geburten neurale Migration: Wanderung der Nervenzellen von Ihrem Ursprung zur Zielregion während der Gehirnentwicklung zwei Arten der neuralen Migration: radiale Migration [glia-vermittelte Migration] entlang radial ausgerichteter Gliazellen tangentiale Migration durch somale Translokation Sperrys Untersuchung Regeneration & Augenrotation: Frosch schnappt präzise mit Zunge nach Insekt Augen um 180° gedreht ohne Sehnerv zu durchtrennen Frosch schnappt um 180° in falsche Richtung Durchtrennter wieder regenerierter Sehnerv & Augen um 180° verdreht Frosch schnappt trotzdem in falsche Richtung Axone wachsen wieder zurück in ihre ursprünglichen Bahnen im Tectum opticum Regeneration des Sehnervs des Frosches: Axone wachsen aus der Retina ins Tectum opticum [in geordneter Weise] bei Zerstörung der Hälfte der Retina projizieren die verbleibenden retinale Ganglienzellen systematisch verteilt zum gesamten Tectum bei Zerstörung des Tectum opticum & Durchtrennung des Sehnervs projizieren die retinalen Ganglienzellen systematisch verteilt zur verbleibenden Hälfte des Tectums diese Befunde unterstützen die topographische Gradientenhypothese topographische Gradientenhypothese: Schichten der sich entwickelten Neuronen charakterisiert durch 2 sich überschneidende chemische Substanzen [Gradienten] diese definieren die Lage der jedes Neurons dorsal-ventral Gradienten Ephrin-B [ höhere Konzentration bei ventral] medial-temporal Gradient Ephrin-A [ höhere Konzentration bei temporal] somit hat jeder Punkt auf der Retina eine unterschiedliche Kombination von Ephrin-A/B jedes wachsende Axon kann so unter Beibehaltung der räumlichen Beziehung zum Nachbarn seinen Bestimmungsort erreichen -5- Physiologische Psychologie Kapitel: 3 Die Struktur des Nervensystems Details der Hirnentwicklung Wachstumssteuerung der Zellen im Gehirn: Basis für Zellen des Zentralsystems im Neuralrohr in der Ventrikulären Zone dies Zellen teilen sich und bilden Neurone & Glia Cerebrale Cortex [ äußerste Schicht der grauen Substanz] entwickelt sich von inner her nachkommende Neurone müssen durch jeweilige Schicht durchwachsen/ durchwandern Lenkung der Neurone zu ihrer endgültigen Schicht: bestimmte Form der Gliazellen radiale Gliazellen mit Fasern bilden von Ventrikulären Zone aus eine Leitschnur für wachsende Neurone Gründerzellen in der Ventrikelzone teilen sich symmetrische Teilung asymmetrische Teilung eine Gründerzelle bleibt am Teilungsort eine wandert weiter Neurone hangeln sich entlang der radialen Gliazellen- Fasern zum Zielort Abschluss der corticalen Entwicklung: Gründerzellen erhalten ein chemisches Signal aktiviert Killergene innerhalb der Zellen Apoptosis [Zelltod] überschüssig [50%] gewachsene Neurone sterben ab es wachsen weit mehr Zellen als benötigt [evolutionär sicherste Strategie – je mehr desto besser] Abb. 3.9pg.90 Carlson Cortex-Aufbau: Neocortex relevant für alle höheren intellektuellen Leistungen manche Gebiete sehr eng begrenz & manche große Areale drei Bereiche des Neocortex lassen sich unterscheiden Primärfelder sensorische Zentren - Verarbeitung auf sehr niedriger Stufe motorische Zentren Sekundärfelder modalitätsspezifisch den jeweiligen primären Zentren angehörig Verarbeitung auf höherer Stufe Assoziationsfelder Integration von Input aus mehreren Sinnesmodalitäten gemeinsame Verarbeitung Zellschichten des Cortex – von außen nach innen: Molekularschicht [lamina molecularis ] Fortsätze tiefer gelegenerer Neurone äußere Körnerschicht [lamina granularis externa] ganz kleine Pyramidenzellen äußere Pyramidenschicht [ lamina pyramidalis externa] große Pyramidenzellen innere Körnerschicht [lamina granularis interna] kleine Pyramidenzellen & nicht-pyramidale Zellen innere Pyramidenschicht [lamina pyramidalis interna] große Pyramidenzellen – Betz-Zellen Multiforme Schicht [lamina multiformis] viel unterschiedliche Zellen -6- Physiologische Psychologie Kapitel: 3 Die Struktur des Nervensystems Anatomische Unterteilung des Gehirns – Tabelle 3.2 pg. 88 Carlson Hauptkategorien Ventrikel Unterkategorien lateral Telencephalon [Endhirn] III. Ventrikel Diencephalon [Zwischenhirn] Aquaeductus Cerebri Mesencephalon Tectum Tegmentum Metencephalon [Nach-Hinterhirn] Cerebellum Pons Myelencephalon [Markhirn] Medulla oblongata Vorderhirn [Prosencephalon] Mittelhirn R H O M B - Encephalon IV. Ventrikel Hinterhirn 3.2.2 Das Vorderhirn Prosencephalon [Vorderhirn] umgibt das rostrale Ende des Neuralrohres besteht aus Telencephalon - Endhirn & Diencephalon - Zwischenhirn 2 Hemisphären umgeben vom Cerebralen Cortex Das Telencephalon Telencephalon [Endhirn oder Großhirn]: Besteht aus den 2 symmetrischen cerebralen Hemisphären Hauptteile des Vorderhirns um die lateralen Ventrikel inklusive Riechhirn [Rhineencephalon] Subcorticale Strukturen Basalganglien & das Limbische Systems Cerebraler Cortex: Gesamtoberfläche etwa 2360 cm² Dicke 2-5 mm starke Windungen Sulci - kleine Vertiefungen Fissura – Hauptfurche Gyri – Auswölbungen zwischen Sulci & Fissuren 2/3 des Oberfläche des Cortex in Vertiefungen verdeckt graue Substanz – Zellkörper weiße Substanz –hohe Myelinkonzentration Areale des Cerebralen Cortex: primärer visueller Cortex [ V1 ] primärer auditiver Cortex [A1] primärer somatosensorischer Cortex primärer motorischer Cortex [M1] sensorische Areale [Input aus Sinnesorgan Bewegungssteuerung primärer visueller Cortex: in der Rückseite des Gehirns [caudal] Abschnitt des posterioren Occipitallappens an der inneren Oberfläche der cerebralen Hemisphären um die Windungen oberhalb & unterhalb des Sulcus calcarinus [Fissura Calcarina ] Input aus visuellem System -7- Hauptstrukturen Cerebraler Cortex Basalganglien limbisches System Thalamus Hypothalamus Physiologische Psychologie Kapitel: 3 Die Struktur des Nervensystems Sulcus calcarinus: Sulcus an der Medianseite des Occipitallappens Großteil des visuellen Cortex befindet sich hier entlang primärer auditiver Cortex: Empfängt akustische Information inneren Oberfläche des Sulcus lateralis Sylvische Furche oder Heschel’sche Querwindung an der dorsalen Kante des Temporallappens Region des Lobus temporalis superior primärer somatosensorischer Cortex: vertikaler Cortexstreifen Region des vorderen Parietallappens caudal hinter dem Sulcus centralis Gyrus postcentralis empfängt Information aus verschiedenen Körperregionen Insula [Cortex Insula] verdeckt durch Lobus temporalis superior [rostral] und Lobus frontalis inferior [caudal] Insula ist für Gustation orbitofrontale Areale für Olfaktion Hemisphärenbezogene Aktivierung & Verarbeitung: sensorische Information aus der Umwelt wird zum primären somatosensorischen Cortex contralateral Ausnahme Olfaktion & Gustation ipsilateral primärer motorischer Cortex: Region des Lobus frontalis posterior Gyrus praecentralis rostral zum Sulcus centralis genau vorm primären somatosensorischen Cortex contralateral linke prim. mot. Cortex steuert rechte Körperhälfte Steuerung der Bewegung der Skelettmuskulatur Assoziationsareale: primärer sensorischer & motorischer Cortex nehmen nur einen kleinen Teil des cerebralen Cortex ein verbleibender Anteil Assoziationsareale sensorische Infoverarbeitung & Handlungs-Prozesse Wahrnehmung Lernen Erinnern Planen Sulcus Centralis: trennt Frontal und Parietallappen zwischen primärem motorischen Cortex & primär somatosensorischen Cortex wichtige Trennungslinie zw. anterior (rostral) & posterior (caudal) der cerebralen Cortex-Regionen anteriore (rostrale) Region: bewegungsbezogene Aktivitäten Verhaltensplanung & Verhaltensauführung posteriore (caudale) Region: Wahrnehmung Lernen -8- Physiologische Psychologie Kapitel: 3 Die Struktur des Nervensystems Lappen des cerebralen Cortex: nach den Schädelknochen benannt Frontallappen Parietallappen Temporallappen Occipitallappen Frontallappen: alles vor dem Sulcus Centralis vorderer Teil des cerebralen Cortex anterior (rostral) zum Parietallappen dorsal zum Temporallappen Parietallappen: genau hinter dem Sulcus Centralis caudal (posterior) zum Frontallappen dorsal zum Temporallappen Temporallappen: von der Hirnbasis nach vorne ventral zu Frontal- und Parietallappen rostral (anterior) zum Occipitallappen Occipitallappen: genau an der Hinterseite des Gehirns caudal (posterior) zum Parietal& Temporallappen sensorischer Assoziationscortex: Region des cerebralen Cortex visueller Assoziationscortex – Occipitallappen auditiver Assoziationscortex – Temporallappen somatosensorischer Assoziationscortex – Parietallappen erhält Information aus primären sensorischen Arealen aus sekundären oder sogar tertiären Arealen Funktion von Assoziationscortici: höhere Prozesse sensorisch – posterior motorisch - anterior posteriore Teile Wahrnehmung & Gedächtnis frontale AC Planung & Ausführung von Bewegung Probleme bei Schädigung der sensorischen Assoziations-Areale: visueller Assoziationscortex Gegenstandserkennung auditiver Assoziationscortex Sprachwahrnehmung / Produktion somatosensorischer AC Tastsinn oder [Autotopagnosie Verbindungsstelle der überlagernden 3 AC Probleme bei Schreiben/ Lesen Autotopagnosie: Fallbeispiel pg. 97 Carlson Schädigung des linken Parietallappens geringes Wissen zur eigenen Topografie Fehlendes Wissen über die Bezeichnung der eigenen Körperteile Parietallappen Funktion: Parietallappen sind für Verarbeitung räumlicher Information rechts für Umgebung & links für eigenen Körper Schädigung rechts Umgebungswahrnehmung Schädigung links Wahrnehmung des eigenen Körpers -9- Physiologische Psychologie Kapitel: 3 Die Struktur des Nervensystems Motorischer Assoziations-Cortex: im Bereich des Frontallappens rostral (anterior) zum primären motorischen Cortex auch prämotorischer Cortex genannt steuert den primären motorischen Cortex direkte Steuerung des Verhaltens präfrontaler Cortex: Bereich des Frontallappens vor dem prämotorischen Arealen rostral (anterior) zum motorischen Assoziationscortex Formierung von Plänen & Strategien weniger Steuerung von Bewegung BRODMANN Areale: Unterteilung des Cortex in 52 Rindenfelder [nach Ausprägung der Schichten] Motorik Area 4, 6 Sensorik Area 1,2,,3,5 Vis. System Area 17,18,19 Akk. System 41,42 Motor Cortex Fig. 14.7 pg.473 Wilder Penfield & Stimulation des Motorischen Cortex: elektrische Stimulation in motorischen Arealen 4 und 6 führt zu Bewegungen Area 4 wird auch als M1 bezeichnet [primärer motorischer Cortex] wichtige motorische Areale neben M1: für Koordination komplexer Bewegungen Area 6 unterteilt in : PMA prämotorischer Areal [ vor dem primären Motorcortex] körpernahe Muskelgruppe SMA supplementary Areal distale Bewegungen Beitrag des präfrontalen Cortex & des parietalen Cortex: parietale Cortex stark mit präfrontalen Bereichen verbunden mit Bereichen des Planes & Entscheidens reine Vorstellung einer Bewegung aktiviert Area 6 Brodmann Areal 6 ist für „was & wie etwas zu tun ist“ Areal 4 ist inaktiv wenn Handlung nur vorgestellt wird SOMATOTOPIC MAP FIG. 14.8 pg. 474 Bear HOMUNCULUS - 10 - Physiologische Psychologie Kapitel: 3 Die Struktur des Nervensystems Links- Rechts-hemisphärisch: beide Hirnhälften kooperieren miteinander nicht identische Funktionen manche Funktionen sind lateralisiert sind nur auf einer Seite des Gehirns lokalisiert linke Hemisphäre: Analyse von Information Extraktion von Elementen Erkennung von Ereignisfolgen Steuerung von Verhaltenssequenzen verbale Aktivitäten Sprache & Sprachverständnis Lesen & Schreiben rechte Hemisphäre: Synthese von Informationen fügt isolierte Elemente zusammen ganzheitliche Wahrnehmung Karten lesen komplexe Konstruktionen 3 D Skizzen [Puzzle] Corpus Callosum: dickes Axonbündel verbindet korrespondierende Regionen des AC beider Hemisphären so ist jede Region der AC’s über die Aktivität der Gegenseite informiert Neocortex: phylogenetisch jüngster Teil des Cortex umfasst primären sensorischen & primären motorischen Cortex sowie sekundäre Felder & Assoziationscortici Limbischer Cortex: phylogenetisch alter Cortex-Teil an der medialen Grenze (limbus) der cerebralen Hemisphären Cortexstreifen Gyrus Cinguli entlang der seitlichen Wände der Furche unmittelbar oberhalb des Corpus Callosum limbisches System: Gyrus Cinguli [limbischer Cortex] Hippocampus [Gyrus dentatus & Subiculum] Amygdala [ in inneren des rostralen Temporallappens] Hypothalamus Präfrontaler Cortex Fornix [Faserbündel das Hippocampusformation mit Marmilarkörpern des Hypothalamus verbindet Anteriore Thalamische Nuclei Hippocampale Formation: Struktur des Vorderhirns Gyrus Dentatus & Subiculum Sowie Entorhinaler Cortex Mamiralkörper: Auswölbung der Gehirnbasis posteriores Ende des Hypothalamus Enthält Hypothalamische Kerne Funktion des limbischen Systems: für Gedächtnisbildung & Motivation Emotionsgenese & -Interpretation - 11 - Physiologische Psychologie Kapitel: 3 Die Struktur des Nervensystems Basalganglien: Ansammlung von subcorticalen Kernen des Vorderhirns unterhalb des vorderen Teils der lateralen Ventrikel für Bewegung zuständig Wichtigste Kerne [Nuclei] der Basalganglien: Nucleus Caudatus [geschweifter Kern] Putamen [ Muschel] Globus pallidus [bleiche Kugel] weitere Bereiche der Basalganglien: Nc. Ruber Substantia nigra Nc. Accumbens Nc. Subthalamicus Parkinson’sche Krankheit: Degeneration bestimmter Neurone des Mittelhirns welche ihre Axone zum Nc. Caudatus & Putamen senden Schwäche, Tremor Starrheit der Extremitäten Schlechte Balance Schwierigkeiten bei Bewegungsinitiation Phylogenetische Unterteilung des Großhirns [Telencephalon] Striatum Allocortex unterteilt sich in: Paleocortex Archiocortex Neocortex Striatum: kleine Oberfläche innen liegend Teil der Basalganglien bestehend aus Kaudatum, Putamen & Nc. Accumbens Paleocortex: ältester Teil Rhineencephalon Riechhirn Bulbus Olfactorius Septum Archiocortex: Hippocampus Entorhinaler Cortex Teile des Gyrus Cinguli nur 3 Schichten Neocortex: Großteil der Cortexoberfläche besteht aus primären & sekundären Felder sowie Assoziationsfeldern - 12 - Physiologische Psychologie Kapitel: 3 Die Struktur des Nervensystems Diencephalon [Zwischenhirn] Diencephalon: Zwischenhirn zweite Hauptstruktur des Vorderhirns zwischen Telencephalon & Mesencephalon umgibt den III. Ventrikel die wichtigsten Strukturen des Diencephalons: Thalamus [innerer Kern] Hypothalamus Thalamus: bildet den dorsalen Teil des Diencephalons – dessen größte Struktur umgeben von Nc. reticularis oberhalb des Hypothalamus nahe der Mitte der cerebralen Hemisphären median und caudal (posterior) zu den Basalganglien besteht aus 2 Lappen [Bereichen] je einer pro Hemisphäre durch Masser intermedia miteinander verbunden [durchdringt den III. Ventrikel] Funktion des Thalamus: projiziert den größte Teil des neuronalen Inputs zum cerebralen Cortex Kerngebiete des Thalamus versorgen unterschiedliche Zielgebiete über Projektionsphasern motorischer Input aus Cerebellum zum primären motorischen Cortex [M1] sensorische Informationsweiterleitung an primäre Areale Kerngebiete des Thalamus: Corpus Geniculatum laterale [Input aus Auge] Corpus Geniculatum mediale [ Input aus Innenohr] Nc. Ventrolateralis [ überträgt keine sensorische Information] Corpus geniculatum laterale: Kerngruppe im seitlichen Kniehöcker des Thalamus erhält Fasern von der Retina - Auge sendet Axone zum primären visuellen Cortex Corpus geniculatum mediale: im medialen Kniehöcker des Thalamus erhält Fasern vom auditiven System - Innenohr sendet Axone zum primären auditiven Cortex Nc. ventrolateralis: erhält Information aus dem Cerebellum projiziert zum primären motorischen Cortex Hypothalamus: Gruppe von Kernen des Diencephalons kleine aber sehr wichtige Struktur des Diencephalons an der Hirnbasis unterhalb des Thalamus großteils beidseitig des III. Ventrikels mündet in die Hypophyse Funktion des Hypothalamus: reguliert das vegetative Nervensystem endokrine Systeme steuert vordere & hintere Hypophyse grundlegende überlebenswichtige artspezifische Verhaltensmuster [Fight, Flight , Feed & Fortpflanzung [ die so genannten 4 „F“] - 13 - Physiologische Psychologie Kapitel: 3 Die Struktur des Nervensystems Hypophyse: pituitary gland über den Hypophysenstiel mit Hypothalamus verbunden Chiasma Opticum [ Nervus opticus kreuzen ] davor Hypophyse besteht aus 2 Teilen unterschiedlicher Aktivität Adenohypophyse anteriore Lappen [Hypophysenvorderlappen] Neurohypophyse posteriore Lappen [ Hypophysenhinterlappen] Adenohypophyse: endokrine Drüse Sekretion durch Releasing-Hormone des Hypothalamus gesteuert hypothalamische neurosekretorische Zellen setzen Hormone frei in spezielles Aderngeflecht hypothalamisch-hypophysäres Pfortadersystem führt zu Freisetzung von Hormone durch die Adenohypophyse Hormone der anterioren Hypophyse [Adenohypophyse]: gonadotrope Hormone [Fortpflanzung] Prolactin oder somatotrope Hormone [Wachstumshormone] Neurohypophyse: enthält hormonfreisetzende Endknöpfen von Axonen deren Zellkörper im Hypothalamus liegen direkt vom Hypothalamus gesteuert Oxytocin [Milchabsonderung /Uteruskontraktionen] Vasopressin [Urinausfilterun] - 14 - Physiologische Psychologie Kapitel: 3 Die Struktur des Nervensystems 3.2.3 Das Mittelhirn Mittelhirn: [Mesencephalon]: umgibt den Aquaeductus cerebri Hauptstrukturen Tectum – dorsal Tegmentum – ventral Tectum: [Dach] dorsale Teil des Mittelhirns [Mesencephalon] gebildet von den Colliculi superior & Colliculi inferior erscheinen als 4 Hügelplatte Colliculi inferior gehören zum auditiven System Colliculi superior gehören zum visuellem System Reflex & Reaktion auf bewegte Reize Tegmentum: [Haube] ventrale Struktur des Mesencephalons unterhalb des Tectums enthält das rostrale Ende der Formatio reticularis Formation reticularis: besteht aus mehr als 90 Kernen diffuse Netzwerk neuronalen Gewebes in der Zentralregion des Hirnstammes erstreckt sich von der Medulla oblongata [verlängertes Rückenmark] bis zum Diencephalon Verbindungen & Funktion der Formation reticularis: ausgeprägte Verbindungen zum Thalamus zum Cortex & ins Rückenmark Regulation von Schlaf Wachrhythmus Aufmerksamkeit [Muskeltonus] ARAS aufsteigende retikuläre System – generelle Aufmerksamkeit vitale Reflexe tegmentale Bereiche: prätegtale Kerne Substantia grisea centralis [periaquaeductales Grau] Nucleus Ruber [roter Kern] Substantia nigra [schwarzer Kern] prätegtale Kerne: Steuerung der Augenbewegung Substantia grisea centralis: [das zentrale Höhlengrau] – periaquaeductales Grau besteht hauptsächlich aus graue Substanz - neuronale Zellkörper artspezifisches Verhalten Kampf & Begattung Morphine Rezeptoren stammen aus dieser Region Nucleus Ruber: Komponente des motorischen Systems erhält Information von Cerebellum & motorischem Cortex sendet Axone zu motorischen Neuronen im Rückenmark Substantia Nigra: wichtig für motorisches System Neurone projizieren auf Nc. caudatus & Putamen Teile der Basalganglien Degeneration dieser Neurone Parkinson - 15 - Physiologische Psychologie Kapitel: 3 Die Struktur des Nervensystems 3.2.4 Das Nachhirn Hauptkategorien Nachhirn: Metencephalon [Hinterhirn] & Myelencephalon [Markhirn] Region um den IV. Ventrikel Das Metencephalon Strukturen des Metencephalon: Pons [Brücke] & Cerebellum [Kleinhirn] Cerebellum : ähnelt einer Miniatur des Cerebrum besteht aus 10 Lobuli 2 cerebellare Hemisphären & Vermis [Wurm] sind vom cerebellaren Cortex überdeckt dieser enthält Kleinhirnkerne [Cerebellar Nuclei ] Cerebellar Nuclei projizieren selbst in andere Hirnregionen dorsal an Pons angeheftet durch Pendunculus cerebellaris [Kleinhirnstil] – superior, medius & inferior pendullus cerebellaris 50% aller Neurone des ZNS sind im Kleinhirn Funktion des Cerebellums: stehen gehen & Timing von Bewegungen ipsilaterale Aktivierung stärker ausgeprägt durch doppelte Überkreuzung empfängt auditive, visuelle, vestibuläre & somatosensorische Info Input über Bewegung einzelner Muskeln Modifikation des motorischen Outputs – Glättung der Bewegungen Kleinhirnkerne regulieren den Output an Thalamus & Hirnstamm Schädigung des Cerebellums: eckige schlecht koordinierten Bewegungen Ataxie Bewegungen werden unkoordiniert & ungenau [ sich an die Nase fassen] Alkohol hat großen Einfluss auf das Kleinhirn Dyssynergie zu kurze oder zu lange Bewegungsabläufe Pons: Teil des Metencephalons zwischen Mesencephalon [caudal] & Medulla oblongata [rostral] ventral zum Cerebellum enthält einige Kerngruppen [Pontine Nuclei] Teile der Formatio reticularis [Schlaf und Wachheit] ein großer Kern verschaltet Info vom cerebralen Cortex zum Cerebellum Das Myelencephalon Myelencephalon: besteht aus Medulla oblongata am weitesten caudal gelegener Teil des Gehirns Grenze zum Rückenmark Kreuzung der Pyramidenbahn Medulla oblongata: verlängertes Rückenmark enthält Teile der Formatio reticularis Bereiche für Steuerung des cardiovaskulärer Systems Atmung & Muskeltonus enthält Pyramidenbahnen motorische Funktion endet im Bereich der Pyramidenkreuzung - 16 - Physiologische Psychologie Kapitel: 3 Die Struktur des Nervensystems 3.2.5 Das Rückenmark [ Medulla Spinalis] Rückenmark: Band neuronalen Gewebes graue & weiße Substanz in Schmetterlingsform Verhältnis ändert sich mit der Höhe der Schnitte liegt im Wirbelkanal umgeben von Liquor cerebrospinalis & Rückenmarkshäuten gestützt durch die Wirbelsäule nur 2/3 der Länge der Wirbelsäule Rest mit Spinalnerven gefüllt Cauda equina Cauda equina: Bündel von Spinalnerven caudal vom Ende des Rückenmarks Orte der Anästhesie bei Geburt Beckenchirurgie Spinalnerven: beginnen an Vorder- und Hinterwurzel des Gewebes vereinigen sich nach Zwischenwirbelöffnung Vorderwurzel : Radix ventralis efferent motorisch Zellkörper im dorsalen Bereich der grauen Substanz Hinterwurzel: Radix dorsalis afferent sensorisch Zellkörper liegen im Spinalganglion [weiße Substanz] Segmente der Wirbelsäule: Cervikalwirbel - Nackenwirbel Thoraxwirbel - Brustwirbel Lumbarwirbel - untere Rückenregion Sacralwirbel - Beckenregion – miteinander verschmolzen Steißbein 24 einzelne Wirbel [Vertebrae] Funktion des Rückenmarks: sendet motorische Fasern zu den efferenten Organen Aufnahme der somatosensorischen Information – afferent graue & weiße Substanz im Rückenmark im Vergleich zum Gehirn: weiße Substanz [ efferente & afferente Fasern] liegt beim Rückenmarkt außen graue Substanz [Zellkörper & kurze nicht myelinisierte Axone] im Inneren im Gehirn liegt weiße Substanz innen und graue Substanz außen - 17 - Physiologische Psychologie Kapitel: 3 Die Struktur des Nervensystems 3.3 Das periphere Nervensystem Hauptanteile des peripheren Nervensystems : Animales Nervensystem Rückenmarksnerven Hirnnerven Vegetatives Nervensystem [VNS] Sympathischer Zweig – thoracal & lumbal [ventral-radix] Parasympathischer Zweig – cranial & sacral [dorsal-radix] Enterisches System Transport & Verdauung von Nahrung Tabelle 3.3 pg.113 Carlson 3.3.1 Rückenmarknerven Rückenmarknerv: Nervus Spinalis peripherer Nerv ausgehend vom Rückenmark beginnt an der Vereinigungsstelle der Hinter- und Vorderwurzel verlässt die Wirbelsäule verzweigt sich mehrfach zieht oft entlang von Blutgefäßen innerviert Muskeln oder sensorische Rezeptoren Informationspfade im Rückenmark: sensorische Information ins Rückenmark & Gehirn afferent motorische Information aus dem Rückenmark efferent afferente Axone: sensorische Info ins ZNS - aufsteigend Zellkörper dieser Axone befinden sich in den Spinalganglien Anschwellungen der Hinterwurzel unipolare Axone alle Axone der Hinterwurzel übertragen somatosensorische Info efferente Axone: absteigend – weg vom ZNS Neurone innerhalb der grauen Substanz Vorderwurzel absteigende motorische Kommandos in Muskeln oder Drüsen 3.3.2 Hirnnerven [Cranial Nerven] Bear pg. 234 Hirnnerven & ihre Funktion I. II. III. IV. V. VI. VII. VIII. IX. X. XI. XII. N. olfactorius N. opticus N. oculomotorius N. trochlearis N. trigeminus N. abducens N. facialis N. vestibulocochlearis N. glossopharyngeus Zunge X.N. vagus XI.N. accessorius XIIN. hypoglossus Riechen afferent Sehen afferent Augen- & Augenlidbewegungen efferent Augenbewegungen Gesichtsberührung & Kaumuskel Augenbewegungen Mimik - motorischer Gesichtsmuskel & Geschmack Hören Gleichgewicht afferent Rachen Kehle Geschmack Eingeweide efferent [motorisch] & afferent [sensorisch] Hals- Nackenmuskulatur Zungenbewegung - 18 - Physiologische Psychologie Kapitel: 3 Die Struktur des Nervensystems Hirnnerven: 12 Paar Nn. Cranialis verlassen ventrale Oberfläche des Gehirns unipolare Fasern somatosensorische Info & Tastsinn bipolare Fasern auditive & vestibuläre Info [visuelle auch aber im ZNS] Bulbus Olfactorius: Auswölbung am Ende des Nervus olfactorius erhält Info von den Riechzellen der Nase Nervus Vagus: größter Hirnnerv reguliert innere Organe im Brust und Bauchraum enthält efferente Fasern des parasympathischen Teils des VNS 3.3.3 Das vegetative Nervensystem [VNS] Funktion des vegetativen Nervensystems: Steuerung der glatten Muskulatur Haut, Blutgefäße, Galle, Blase, Wände & Schließmuskel des Magens im Auge – Iris Ciliarmuskel – Akkomodation der Linse Regulation der Drüsentätigkeit Innervation des Herzmuskels auch als autonomes Nervensystem bezeichnet Der Sympathicus sympathisches Subsystem: steuert vorwiegende Energieverbrauchende Aktivitäten Zellkörper der sympathischen motorischen Neurone in der grauen Substanz des RM thoracale Region [Brust] lumbale Region [ unterer Rücken] thoracolumbales System Austritt der RM-Nerven aus ventraler radix [Vorderwurzel] sympathische Fasern verlaufen zum sympathischen Ganglion sympathische Ganglien bilden den sympathischen Grenzstrang strickleiteratig angeordnet & ventrolateral – längs der Wirbelsäule Sympathisches Ganglion: Knötchen in den Synapsen zwischen prä- und postganglionären Neuronen präganglionäre Neurone: efferente Neurone verlassen das Rückenmarkt durch die Vorderwurzel häufigste Neurotransmitter Acetylcholin postganglionäre Neurone bilden mit den präganglionären Neuronen Synapsen entsenden Axone direkt zu den Zielorganen häufigster Neurotransmitter Noradrenalin Nebenniere & sympathisches System: sympathische System innerviert das Mark der Nebenniere Medulla der Glandula adrenalis NNR setzt Adrenalin und Noradrenalin frei Erhöhung des Blutflusses zu den Muskeln Glucosebereitstellung durch Skelettmuskelzellen [Konstriktion] - 19 - Physiologische Psychologie Kapitel: 3 Die Struktur des Nervensystems Sympathisches Nervensystem Zielorgane & Funktion: thoracal und lumbal Rückenmarksnerven erweitert die Pupillen hemmt Tränenbildung hemmt die Speichelabsonderung Atmung – Bronchialdilatation erhöht den Herzschlag stimuliert das Schwitzen stimuliert die Glucosefreisetzung [Leber] verengt Blutgefäße hemmt das digestive System Dickdarm/Dünndarm, Pankreas, Magen stimuliert die Sekretion von Adrenalin & Noradrenalin von der Niere entspannt Blase & Rektum stimuliert den Orgasmus Carlson pg.112 Abb.: 3.26 Der Parasympathicus parasympathisches Subsystem: Steuert Funktion des Organismus im entspannten Zustand unterstützt Aktivitäten zur Erhöhung der Energiespeicherung Speichelfluss Magen-Darmbewegungen Sekretion der Verdauungssäfte Erhöhung des Blutflusses zum gastointestinalen System Zellkörper der präganglionären Axone des Parasympathicus in 2 Regionen in Kernen einiger Hirnnerven cranial [III. VII. IX. & X] besonders im N. Vagus im Seitenhorn der grauen Substanz sacrale Region der Rückenmarknerven craniosacrales System parasympathische Ganglien: liegen nahe am Zielorgan präganglionäre Fasern sind lange postganglionäre Fasern sind relativ kurz beider Endknöpfe post- und präganglionär Acetylcholin Parasympathisches Nervensystem Zielorgane & Funktion: cranial und sacral - Rückenmarksnerven verengt die Pupillen produziert Tränen stimuliert die Speichelabsonderung presst Atemluft – Bronchialkonstriktion verlangsamt den Herzschlag Galle stimuliert das digestive System Pankreas, Dick-Dünndarm, Magen keine Verbindung zur Nebenniere Blasenreflex stimuliert sexuelle Erregung - 20 - Carlson pg. 112 Abb. 3.26 Physiologische Psychologie Kapitel: 3 Die Struktur des Nervensystems Anatomische Untergliederung des Gehirns Hauptkategorien Ventrikel Unterkategorien lateral Telencephalon III. Ventrikel Diencephalon Mittelhirn Aqueductus Cerebri Mesencephalon Hinterhirn IV. Ventrikel Metencephalon Cerebellum Pons Myelencephalon Medulla oblongata Carlson D Tabelle 3.2 pg. 88 Vorderhirn - 21 - Hauptstrukturen Cerebraler Cortex Basalganglien limbisches System Thalamus Hypothalamus Tectum Tegmentum
