Kapitelübersicht

Ausschnitt DAV-Karte
Einführung 2
Neurologie 2015/ 2016
M. Kowasch
Einführung 3
VON ZENTRAL NACH PERIPHER
» Historische Aspekte
» Wiederholung Basics Neuroanatomie
» Wiederholung Basics Neurophysiologie
<=> Klinischer Bezug!
Eigene Bilder
Einführung 4
Einführung
» Erste „Therapieversuche“: Trepanationen
»
»
»
»
um 10.000 v. Chr.
Bohrung durch den menschlichen Schädel
Häufig überlebt, da Regenerationsprozesse
im Knochen nachweisbar
Oft keine Öffnung der Dura mater!
Gründe? - Rituell, Epilepsie, starke
Kopfschmerzen - Spekulation!
Bild: Creative Commons
Einführung 5
Die Anfänge…
» Ägypten im 2. Jahrtausend v. Chr.:
Beschreibung von Epilepsien,
anatomische Beschreibungen des
Gehirns (!)
» Griechenland der Antike: Gehirn als
Sitz des Denkvermögens, Empfindens
und der „Seele“ (Pythagoras et al)
Bild: Creative Commons
Einführung 6
Die Anfänge…
Einführung 7
Historische Aspekte
Epilepsie medizinhistorisch:
Einführung 8
» ..\3) Sammlung\CD Duale Reihe\1) START.htm
» Beschreibung schon bei den alten
»
»
»
Ägyptern
Im antiken Griechenland galt die E.
als heilige Krankheit „Morbus sacer“
Beschreibung im Markusevangelium:
Heilung eines offensichtlich
epileptischen Kindes, „unreiner
Geist…“
Mittelalter eher „Besessenheit“ und
schwerwiegende Konsequenzen
»
Eigene Bilder
Epilepsie medizinhistorisch:
»
Beschreibung mit richtiger
Ursache (ZNS!) erst im 19. Jh
Hochsynchrone Entladung von
Nervenzellen im Gehirn
Eine Ursache bei erblicher
Form: Gendefekt auf
Chromosom 15
Einführung 10
Einführung 9
» Naturwissenschaftliche
Die große funktionale Gliederung des Nervensystems
Einführung 11
Funktionale Gliederung des Nervensystems:
» Somatisches Nervensystem
» Willkürmotorik ( => quergestreifte Muskulatur)
» Bewusste Wahrnehmung (Sinne!)
» Zentraler und peripherer Anteil
» Vegetatives Nervensystem
» Autonomes Nervensystem:
» Homöostase (inneres Gleichgewicht), Vitalfunktionen,
»
Organfunktionen
Zentraler und peripherer Anteil
Einführung 12
Nervensystem
» Reizaufnahme – Reizverarbeitung – Reaktion =>
»
»
»
Anpassung an (schnell) wechselnde
Umgebungsbedingungen
Afferenz: Information von peripher nach zentral
Efferenz: Information von zentral nach peripher
Zellen: Nervenzellen und Gliazellen („Zellen des
Nervensystems die keine Neurone sind“, Stützgerüst,
Isolation, nach neueren Erkenntnissen auch
funktionale Bedeutung)
!
Einführung 13
Neuroanatomie: ZNS
» Das ZNS (Zentrale Nervensystem) gliedert sich in Gehirn und Rückenmark
» Knöcherne Schutzhülle: Schädelknochen und knöcherne Wirbelsäule (s.
Eigene Bilder
Einführung 14
»
»
Skelett)
Hülle: Hirn- und Rückenmarkshäute
Liquorgefüllter Raum: „Liquorkissen“ mit Polsterwirkung
Einführung 15
Neuroanatomie: Gehirn
» Unterteilung des Großhirns in „Lappen“:
» Frontallappen (Lobus frontalis)
» Parietallappen (Lobus parietalis)
» Okzipitallappen (Lobus occipitalis)
» Temporallappen (Lobus temporalis)
» Faltung der Großhirnrinde =>
Vergrößerung!
» Windung (Gyrus)
» Furche (Sulcus)
Bild: Creative Commons
Großhirn: 2 Hemisphären, höhere
zerebrale Funktionen
Basalganglien: Gruppe von Kernen,
subkortikal in der weißen Substanz
Zwischenhirn (zwischen den
Hemisphären): Thalamus,
Hypothalamus-Hypophysen-System
Kleinhirn: 2
Hemisphären
Hirnstamm:
Mittelhirn
Brücke
Verlängertes
Rückenmark
<=> Schlaganfall, MS, Morbus
Parkinson, Hirntumoren etc.
Eigene Bilder
Einführung 16
Neuroarchitektur des Gehirns (Übersicht!), MRT, Sagittalebene
Einführung 17
Neuroarchitektur des Gehirns (Übersicht!), MRT, Frontalebene
GROSSHIRN
Eigene Bilder
HEMI- * * SPHÄREN
» Gefüllt mit Liquor cerebrospinalis;
Subarachnoidalraum
» Schutz – „Wasserkissen“
» Stoffwechsel der Nervenzellen
» Zirkulation, kontinuierliche Bildung und
Resorption, Volumen konstant bei ca. 150 ml
I u. II
Eigene Bilder
Einführung 18
Neuroanatomie: Das Ventrikelsystem
III
» I. und . II. Ventrikel: Seitenventrikel der
Endhirnhemisphären
III. Ventrikel im Bereich des Zwischenhirns
»
» IV. Ventrikel im Bereich des Hirnstamms
» <=> Liquorpunktion, Hydrozephalus
IV
Einführung 19
Ausguss des Ventrikelsystems Seitenansicht
von rechts
Gefäßversorgung des Gehirns (Sauerstoff!!!)
über 4 Arterien und deren Verzweigungen
» 2x Arteria carotis interna (1) => A. cerebri
anterior (4) und A. cerebri media (7)
» 2x Arteria vertrabralis (8) => A. basilaris (9)
=> A. cerebri posterior (10)
» Circulus arteriousus cerebri (Willisii):
» Aa. communicantes posteriores (16)
»
verbinden A. cerebri posterior mit A.
carotis interna (2x)
A. communicans anterior (5) verbindet
Aa. Cerebri anteriores => geschlossener
arterieller Ring an der Hirnbasis!
» <=> Schlaganfall!
Abb. aus Taschenatlas der Anatomie, Band 3, Thieme, eigene Markierungen
Einführung 20
Bild: Creative Commons
» Arteria carotis interna (linke innere
Kopfschlagader) => Schädelbasis =>
Canalis caroticus => S-förmiger Verlauf
„Karotissiphon“
Eigene Bilder
Einführung 21
Gefäßversorgung des Gehirns,
MRT mit KM, Frontalebene
» Arteria carotis communis (linke
START
»
»
»
»
»
Halsschlagader)
------Arteria subclavia sinistra li.
Arteria carotis communis sinsistra li.
Truncus brachiocepahlicus re.
Aortenbogen
» Verlauf im Wirbelkanal
» Beim Erwachsenen Ende
»
des Rückenmarks ca.
Th12/ L1
Dann Cauda equina
(„Pferdeschwanz“) =
abwärts laufende
Spinalwurzeln
Bild: Creative Commons
Einführung 22
Neuroanatomie: Rückenmark
» Rückenmark mit grauer
»
»
»
»
»
Substanz (Nervenzellen) und
weißer Substanz (Faserbahnen),
„Schmetterlingsfigur“
Vorderwurzel (11)
Hinterwurzel (12)
Spinalganglion (13): Anhäufung
sensibler Neurone in der
Hinterwurzel
Spinalnerv => periphere Nerven
<=> Querschnittssyndrome
Bilder: Creative Commons
Einführung 23
Neuroanatomie: Rückenmark
» Die Topographie der
»
»
Leitungsbahnen
Motorische, bzw. absteigende
Bahnen, z. B. die
Pyramidenbahn
(Willkürmotorik, Efferenz des
motorischen Kortex
Sensible bzw. aufsteigende
Bahnen (Stichwort epikritische
Sensibilität, protopathische
Sensibilität)
Bilder: Creative Commons
Einführung 24
Neuroanatomie: Rückenmark
» Die peripheren Nerven treten durch Löcher
»
»
(Foramina) in der Schädelbasis (Hirnnerven)
und durch Zwischenwirbellöcher (Foramina
intervertrabralia) (Spinalnerven) aus
Bildung von Nervengeflechten (Plexus) im
Bereich der Extremitäten => „Durchmischung
der Fasern“ => Extremitätennerven enthalten
Anteile verschiedener Spinalnerven
<=> Schädigung peripherer Nerven
Einführung 26
Neuroanatomie: Das vegetative Nervensystem
» Das vegetative Nervensystem versorgt die inneren Organe u. a.
» Geflecht feinster Nervenfasern
» Unterscheidung in afferente (sensible) und efferente (motorische und
»
»
sekretorische) Fasern
Funktion: Homöostase und Anpassung der Organfunktionen an wechselnde
Bedingungen
Zusammenspiel der Antagonisten Sympathikus und Parasympathikus
Bilder: Creative Commons
Einführung 25
Neuroanatomie: Spinalnerven
»
»
Bereichen des Organismus, z. B.
» Sympathische Neurone im
Thorakalmark und Lumbalmark (7)
» Parasympathische Kerne im
Hirnstamm
Oberste Integration des autonomen
Systems im Hypothalamus (unterste
Etage des Zwischenhirns)
Verbindungen zur Hypophyse =>
Regulation der endokrinen Drüsen und
Koordination des vegetativen und
endokrinen Systems!
Abb. aus Taschenatlas der Anatomie, Band 3, Thieme, eigene Markierungen
Eigene Bilder
Einführung 27
Einführung 28
Zentrales vegetatives System
» Zentrale Zellgruppen in verschiedenen
» Zentrale Regulation der Organfunktionen auch
durch Zellgruppen im Hirnstamm
(schematisch):
» Herzfrequenz
» Atemfrequenz
» Blutdruck
» Schnelle Anpassung an wechselnde
Umgebungsbedingungen!
Einführung 30
Peripheres vegetatives System
» Sympathicus: Truncus sympathicus, symp. Grenzstrang, Kette von
»
Ganglien zu beiden Seiten der Wirbelsäule => Bildung verschiedener
Nervenplexus
Parasympathicus: Der Vagus, Hauptnerv des Parasympathicus zieht
zusammen mit den großen Halsgefäßen und teilt sich plexusartig im
Bereich der thorakalen und abdominalen Organe. Im Kopfbereich ziehen
Faser mit verschiedenen Hirnnerven.
Eigene Bilder
Einführung 29
Zentrales vegetatives System
»
»
»
»
»
»
Die Nervenzelle (Neuron): Hochspezialisierter
1
Zelltyp mit den Hauptfunktionen: Erregungsleitung
und Erregungsübertragung
Nervenzellen und Gliazellen bilden das
Nervensystem
Nervenzellen mit
» 1) Zellkern
» 2) Zellkörper
» 3) Axon (schlauchartiger Fortsatz, mit Umhüllung
4
= Nervenfaser)
» 4) Myelinscheide
» 5) Ranvierscher Schnürring
» 6) Synapse zur nächsten Nervenzelle
Stichworte: Ruhepotential, Aktionspotential und
saltatorische Erregungsleitung
2
3
5
6
Bild: Creative Commons
Die „Bausteine“ des Nervensystems
Einführung 31
Einführung 32
»
»
Schätzung/ Berechnung der Anzahl der Neurone im menschlichen Gehirn:
100.000.000.000
Ca. 100 Milliarden Nervenzellen und ca. ebenso viele Gliazellen
Quelle: Azevedo und Team, 2009: „Equal numbers of neuronal and nonneuronal
cells make the human brain an isometrically scaled-up primate brain” – Zählung
immunhistochemisch markierter Zellen aus Gewebeproben
Schätzung für die Anzahl der Synapsen (z. B. nimmt eine Purkinje-Zelle des
Kleinhirns über ca. 100.000 dendritische Synapsen Signale von anderen Neuronen
auf)
1.000.000.000.000.000
Einführung 33
Neuroanatomie
Strukturen am Modell!
Begreifen!
Einführung 34
Neurophysiologie
» Wer sich der N. widmet, befasst sich mit der Funktionsweise des
Nervensystems. Diese ist natürlich untrennbar mit den anatomischen
Strukturen verbunden, es ist nur eine Betrachtungsweise (s. Zitat von
Bernard).
» Teilgebiet Sinnesphysiologie: Externe Reize (Licht, Schallwellen…) =>
Sinnesorgane => zentrale Verarbeitung und Wahrnehmung
» Teilgebiet Elektrophysiologie: Elektrochemische Signalübertragung
» Teilgebiet klinische Neurophysiologie – Funktionsstörungen – Neurologie
Einführung 35
Neurophysiologie
» Afferenz: Informationen der 5 Sinne u. a., hier
»
»
exemplarisch das Hören
Informationsverarbeitung: Hier exemplarisch
die Sinnesverarbeitung und Gedächtnis
Efferenz: Hier exemplarisch eine Bewegung im
Rahmen der Willkürmotorik
Einführung 36
Exemplarisch: Das Gehör (stark vereinfacht!)
» Adäquater Reis für das Gehörorgan sind Schallwellen, ausgehend von einer
»
»
»
»
»
Schallquelle ( => Schallphysik)
Außenohr: Aufnahme des Schalls über Ohrmuschel und Gehörgang
Mittelohr: Trommelfell – Gehörknöchelchen (Hammer, Amboss und
Steigbügel) – Ovales Fenster: Übertragung der Schwingungen des Trommelfells
auf das ovale Fenster mit vielfacher Druckverstärkung! Übertragung aus dem
Medium Luft in das Medium Flüssigkeit (Impedanzwandlung)
Innenohr: Gleichgewichtsorgan (Bogengänge) und Hörschnecke (Cochlea) mit
den Sinneszellen (Haarzellen) – Bildung von Aktionspotenzialen
Codierung verschiedener Schallqualitäten im Hörnerv
Leitung und Verarbeitung im Gehirn: Hörbahn, Thalamus, primäre Hörrinde im
Temporallappen
Einführung 37
Bild: Creative Commons
Einführung 38
Neurophysiologie: Sinnesverarbeitung
» Eine ungeheure Menge an Informationen wird von den Sinnesorganen aus der
»
»
»
Umwelt aufgenommen und in Form elektrische Impulse an das Gehirn geleitet
Hier entsteht ein einheitliches Gesamtbild!!!
Bsp.: Der Gesamteindruck beim Essen eines Apfels aus 5 Sinnesqualitäten
obwohl diese in verschiedenen Hirnbereichen verarbeitet werden (optische
Eindrücke => Sehrinde, okzipital/ olfaktorische Eindrücke in der Riechrinde
frontal etc.)
Dieses „Puzzle“ wird zu einem Gesamteindruck verarbeitet, hierzu bilden
Neuronen riesige Zellkoalitionen
Einführung 39
Einführung 40
Neurophysiologie
Sinnestäuschung
Einführung 42
Einführung 41
Einführung 43
Einführung 44
Neurophysiologie: Gedächtnis (schematisiert und vereinfacht!)
Langzeitgedächtnis
Informationen aus
der Umwelt
Optisch
Akustisch
Olfaktorisch
Gustatorisch
Taktil
Aufnahme via
Sinnesorgane
Große
Informationsmenge
Kurzzeitgedächtnis
Sekundäres Gedächtnis
Sehr große Kapazität
Minuten bis Jahre
Sensorische Gedächtnis
Verbalisierung!
FILTERUNG
Primäres Gedächtnis
Speicherzeit ca.
Sekunden
bis Minuten
Vermutlich kreisende
Erregungen in den
Neuronenverbänden
*
Tertiäres Gedächtnis
Sehr große Kapazität
Lebenslang
Vorwiegend biochemische
Veränderungen und
*Üben Verstärkung synaptischer
Verbindungen
&
Wissen
vernetzen!
LTP
Long Term Potentiation
»
»
»
»
Willkürbewegung um die Efferenz und deren Komplexität zur
veranschaulichen…
Strategie: „Hier liegt der Stift“… Auge, Planung…
Bewegungsprogramm mit Basalganglien, Kleinhirn: Beteiligte
Muskel, zeitliche Abfolge, Dosierung der Kraft…
Bewegungsauftrag an den motorischen Kortex (s.
somatotopische Gliederung)
Efferenz via Pyramidenbahn und sensorische Rückmeldungen
Einführung 46
Zusammenfassung der Einführung
» Die große funktionale Gliederung
»
»
»
des Nervensystems
Das zentrale Nervensystem (ZNS)
Wiederholung Neuroanatomie
Gehirn und Rückenmark incl.
Verbindungen zu pathologischen
Veränderungen
Neurophysiologische Grundlagen
?!
Eigene Bilder
Neurophysiologie: Efferenz
Einführung 45
» …am Beispiel einer willkürlichen Bewegung!
» Motivationsareale im Gehirn: „Demonstration einer