Die Architektur des Gehirns

Zum Hirnstamm zählen die folgenden Strukturen:

• Medulla oblongata (verlängertes Rückenmark)
• Pons (Brücke)
• Mesencephalon (Mittelhirn) z.B. Substantia Nigra

Aus dem Hirnstamm treten die 12 Hirnnervenpaare aus. Ein für die Motorik wichtiges System aus Fasern und Nervenzellen, der Formatio reticularis, ist ebenfalls im Hirnstamm lokalisiert.

Das Kleinhirn ist über die Kleinhirnschenkel mit dem Hirnstamm verbunden; gegliedert in einen Mittelteil, den sog. Wurm (Vermis cerebelli) und zwei Kleinhirnhemisphären. Wichtige Funktion bei der Kontrolle und Koordination motorischer Aktivitäten.

Die folgenden Strukturen bilden das Zwischenhirn:

• Epithalamus
• Thalamus
  bilateral angelegter Komplex verschiedener Nervenkerngruppen; Umschaltpunkt für die meisten sensorischen Bahnen; von allen Kerngebieten des Thalamus bestehen Faserverbindungen zur Großhirnrinde (und zu anderen Strukturen); wichtiges regulatives System.
• Subthalamus
  z.B. Globus pallidus (Pallidum), Capsula interna
• Hypothalamus

Das Großhirn ist in zwei Hemisphären gegliedert, die durch eine Furche entlang der Längsachse (Fissura longitudinalis cerebri) getrennt werden. Die Hauptverbindung zwischen den Hemisphären ist der sog. Balken (Corpus callosum), der aus dicht zusammenliegenden Nervenfasern besteht, die gleichartige Hirnteile auf beiden Seiten verbinden (Kommissurenfasern).

Bei der Lokalisation der Nervenzellen (graue Substanz) unterscheidet man zwischen der Oberfläche des Großhirns, der Hirnrinde (Kortex) und den subkortikalen Kernen. Die subkortikalen Kerne sind umgeben von der weißen Substanz, die von Nervenfasern (Axone) gebildet wird.

Wichtige subkortikale Kerne:

• Capsula interna
• Nucleus caudatus
• Putamen
• Claustrum
• Mandelkern (Corpus amygdaloideum); Teil des limbischen Systems

Die Hirnrinde (Kortex), deren Oberfläche durch Furchen (Sulci) und Windungen (Gyri) strukturiert ist, wird in vier sog. Hirnlappen eingeteilt:

• Stirnlappen (Lobus frontalis)
• Scheitellappen (Lobus parietalis)
• Schläfenlappen (Lobus temporalis)
• Hinterhauptslappen (Lobus occipitalis)

Die wichtigsten Furchen, die den Kortex gliedern, sind die Roland'sche Furche (Sulcus centralis) und die Sylvische Furche (Sulcus lateralis, Fissura Sylvii). Die Gyri tragen i.d.R. topographische Bezeichnungen, nach ihrer Lage zu den Hauptfurchen oder nach Zugehörigkeit und Lage innerhalb der Hirnlappen.

Die Hirnrinde ist zwischen 1.5 mm (okzipital) und 4 mm (Gyrus präcentralis) dick. Sie setzt sich aus sechs verschiedenen Zellschichtlagen zusammen, von denen jede unterschiedliche Kombinationen und Typen von Zellen enthält. Weiterhin unterscheidet man zwischen primärem (motorischen oder sensorischen) Kortex und assoziativem Kortex. Die Axone von Nervenzellen in primären Arealen verbinden den Kortex mit tiefergelegenen Strukturen des zentralen Nervensystems, dagegen sind die Zellen in assoziativen Arealen mit anderen kortikalen Nervenzellen verbunden. Solche kortiko-kortikalen Verbindungen werden Assoziationsfasern genannt, Bündel solcher Fasern heißen Fasciculi. Das wichtigste Bündel für Sprech- und Sprachfunktionen ist der Fasciculus arcuatus; er stellt eine Verbindung zwischen temporalen und frontalen kortikalen Gebieten her und dient z.B. als Leitung zwischen sensorischem (Wernicke) und motorischem (Broca) Sprachzentrum. Der assoziative Kortex ist für höhere kognitive Funktionen zuständig, für die Integration primär sensorischer Informationen und für die Planung motorischer Aktivitäten. Auch die Sprachzentren zählen zum Assoziationskortex.

Neben Assoziationsfasern (Verbindung von Assoziationsfeldern) unterscheidet man noch Kommissurenfasern (Verbindung zwischen den Hemisphären) und Projektionsfasern (Verbindung zwischen Kortex und tieferen Hirnstrukturen).

Einige Stichworte zum Thema Projektionsfasern:

• Projektionsfasern werden differenziert nach
  • afferent; sensorisch/aufnehmend
  • efferent; motorisch/fortleitend
• Capsula interna
  nennt man das Bündel der abwärtsführenden Projektionsfasern vor ihrem Eintritt in den Hirnstamm.
• Kontralateralität
  Die Projektionsfasern kreuzen auf Höhe des Hirnstamms, d.h. z.B. die motorischen Zentren der linken Hemisphäre kontrollieren die Bewegungen der gegenüberliegenden (kontralateralen) rechten Körperhälfte und umgekehrt.

Das gesamte Zentralnervensystem (ZNS), d.h. Gehirn und Rückenmark, ist allseitig von einer Flüssigkeit, dem Liquor cerebrospinalis umgeben. Auch die inneren Hohlräume des Gehirns, die Hirnventrikel, sind mit Liquor gefüllt. Das cerebrale Ventrikelsystem besteht aus

• zwei Seitenventrikeln (1. und 2. Ventrikel)
  einer in jeder Großhirnhemisphäre, jeweils unterhalb des Corpus callosum
• 3. Ventrikel, im Diencephalon
• 4. Ventrikel, im Stammhirn

Die Ventrikel sind untereinander und auch mit den äußeren Liquorräumen verbunden.