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Neuroanatomie

Das menschliche Gehirn

Wer kennt es nicht, dieses Zögern, wenn man im Begriff ist, ein Neuroanatomie-Lehrbuch aufzuschlagen. Es fühlt sich an, als würdest du gleich nach Mordor gehen. Das liegt in der Regel an der Komplexität dieses Themas und die Lehrbücher vereinfachen es leider oftmals nicht und befeuern so das Vorurteil, dass das Nervensystem so schwer zu erlernen ist.

Das muss aber nicht so sein. In diesem Artikel stellen wir dir die wichtigsten Konzepte der Neuroanatomie und die Hauptstrukturen des Nervensystems vor. Danach kannst du in unsere Sammlung einfach zu lesender Lernmaterialien eintauchen, sodass du dich am Ende deiner Neuroanatomie-Reise eher wie Frodo Beutlin fühlen wirst als der gefallene Boromir.

Was ist ein Neuron?

Ein Neuron (Nervenzelle) ist die funktionelle Einheit des Nervensystems. Diese Zellen empfangen und senden neuronale Signale. Das heißt, Neuronen empfangen, verarbeiten und integrieren Informationen aus allen Regionen des Körpers und senden Anweisungen, wie das Körpergewebe auf Umwelteinflüsse und interne Ereignisse reagieren soll.

Neuronen bestehen aus einem Zellkörper (Soma) und neuronalen Prozessen (Axonen und Dendriten). Sie werden nach strukturellen Gesichtspunkten und nach der Anzahl ihrer Zellfortsätze unterteilt: unipolar, pseudounipolar, bipolar und multipolar. Die Axone der meisten Neuronen sind mit einer weißen Substanz, dem Myelin umwickelt.

Myelinisierte Axone kommen in der weißen Substanz vor, geben ihr ihre Farbe und unterscheiden sie von der grauen Substanz (neuronalen Zellkörpern). Myelin isoliert Axone und ermöglicht eine schnellere Übertragung elektrischer Impulse. Ein Bündel von Axonen (Nervenfasern) im ZNS wird als Tractus bezeichnet, im PNS wird dieses Bündel als Nerv bezeichnet. Neben Neuronen gibt es auch andere Zelltypen, beispielsweise Gliazellen, die eine unterstützende Rolle spielen.

Nervensystem

Das Nervensystem steuert jeden Aspekt der Körperfunktionen. Angefangen von essentiellen physiologischen Prozessen (Körpertemperatur und Schlaf-Wach-Rhythmus), willentlichen Befehlen (Bewegung) bis hin zu den komplexesten Merkmalen eines Menschen (übergeordnetes Denken und das gesamte Spektrum emotionalen Verhaltens).

Es gibt zwei strukturelle Teile des Nervensystems. Das zentrale Nervensystem oder ZNS (Gehirn und Rückenmark) und das periphere Nervensystem oder PNS (Nervengewebe außerhalb des ZNS). Funktionell wird das Nervensystem in das somatische Nervensystem und das autonome Nervensystem unterteilt. Umgangssprachlich kann man es auch als willentlich und nicht-willentlich steuerbares System beschreiben.

Der Informationsfluss innerhalb des Nervensystems kann dabei afferent und efferent verlaufen. Afferente Pfade transportieren Informationen (Sensibilität) aus peripheren Geweben zum ZNS, während efferente Pfade Befehle vom ZNS zur Reaktion enthalten.

Zentrales Nervensystem

Das ZNS besteht aus Gehirn und Rückenmark. Das Gehirn befindet sich in der Schädelhöhle, während sich das Rückenmark im Rückenmarkskanal der Wirbelsäule befindet. Beide werden durch drei Schichten von Hirnhäuten (Dura, Arachnoidea und Pia Mater) geschützt.

Das Gehirn generiert Befehle für die Zielgewebe und das Rückenmark dient als Leitung, die das Gehirn über das periphere Nervensystem mit peripheren Geweben verbindet. Das Gehirn wird in das Großhirn, das Zwischenhirn, das Kleinhirn und den Hirnstamm unterteilt. Das Rückenmark ist mit dem Hirnstamm verbunden.

Lerne mehr über die Anatomie des zentralen Nervensystems mit dem folgendenArtikel.

Großhirn und Hirnrinde

Das Großhirn (Cerebrum) macht den größten Teil des Gehirns aus. Es befindet sich in der Schädelhöhle. Das Großhirn besteht aus zwei Gehirnhälften (linke und rechte) und fünf Lappen. Alle Lappen (bis auf einen) sind nach den Schädelknochen benannt, unter denen sie sich befinden: Frontallappen, Parietallappen, Temporallappen, Okzipitallappen und Insellappen.

Der Insellappen liegt direkt unter dem Frontallappen, dem Temporallappen und dem Parietallappen verborgen. „Insula“ bedeutet Insel, denn dies ist der Insellappen tatsächlich - eine Insel aus grauer Substanz, die unter der Oberfläche des Großhirns verborgen ist.

Du wirst wahrscheinlich auch auf den Begriff “limbischer Lappen” stoßen, dabei ist dieser kein wirklicher Lappen, sondern eine funktionelle Gruppe miteinander verbundener Regionen des Gehirns, die zusammen Emotionen, Gedächtnis und räumliche Wahrnehmung steuern. Das Großhirn bildet zusammen mit Hippocampus, Amygdala, Riechkolben und Basalganglien das Telencephalon.

Diagramm des Hirns mit Bezeichnung der einzelnen Strukturen

Die oberflächlichste Schicht des Großhirns ist die Großhirnrinde. Es handelt sich um eine Schicht grauer Substanz, die zahlreiche Falten aufweist (Sulci und Gyri), strukturell (kortikale Zytoarchitektur) oder funktional (Brodmann-Areale) eingeteilt werden kann und Bereiche wie den primär motorischen Kortex und den primär somatosensorischen Kortex beherbergt. Beiden kann jeweils ein motorischer und ein sensorischer Homunkulus zugeordnet werden.

Verbindungen der weißen Substanz erstrecken sich zwischen der grauen Substanz der Großhirnrinde und anderen Teilen derselben Gehirnhälfte (Projektionsfasern), zur gegenüberliegenden Hemisphäre (Kommissurenbahnen) und zu Strukturen außerhalb des Kortex (Assoziationsfasern).
Erfahre mehr über die Großhirnrinde und ihre Struktur in unseren Artikeln, Videos und den Quizzes.

Subkortikale Strukturen

Die subkortikalen Strukturen sind eine Gruppe verschiedener Strukturen, die sich tief im Gehirn befinden. Dazu gehören das Diencephalon (Thalamus, Epithalamus, Subthalamus und Hypothalamus), die Hypophyse, limbische Strukturen und die Basalganglien.

Diese Strukturen weisen eine Vielzahl von Funktionen auf, wie beispielsweise:

  • Der Hypothalamus und die Hypophyse sind an der Hormonproduktion und -regulierung beteiligt.
  • Das limbische System (einschließlich Hippocampus, Fornix, Amygdala, Inselrinde etc.) sind an Gedächtnis, Geruchssinn, emotionalem Verhalten und der Aufrechterhaltung des physiologischen Gleichgewichts des Körpers beteiligt (Homöostase).
  • Die Basalganglien sind eine funktionelle Gruppe von Kernen, die zusammen eine Einheit des Extrapyramidalmotorischen Systems bilden und die motorische Aktivität beeinflussen.

Hirnstamm

Der Hirnstamm (Truncus encephali) ist der kaudalste Teil des Gehirns. Es besteht aus dem Mittelhirn (Mesencephalon), Pons und der Medulla oblongata. Kleinhirn, Pons und Medulla oblongata werden häufig unter dem Namen Rautenhirn (Rhombencephalon) zusammengefasst. Die Bedeutung des Hirnstamms beruht auf mehreren wichtigen Funktionen, die dem Hirnstamm die umgangssprachliche Bezeichnung der “Überlebenszentrale” verleihen:

  • Es enthält alle Hirnnervenkerne (außer HN I, HN II) und ermöglicht so eine somatische und autonome Kontrolle von Kopf und Hals.
  • Es enthält die Kerne der Formatio reticularis.
  • Es enthält sympathische und parasympathische Kerne, die lebenswichtige Zentren bilden, welche Aktivitäten wie Atmung, Herzfrequenz und Vasomotorik steuern.
  • Alle Bahnen zwischen dem Rückenmark und dem Großhirn / Kleinhirn verlaufen durch den Hirnstamm.

Lerne die Anatomie des Hirnstamms mit unseren Artikeln, Video-Tutorials und Quizzes.

Kleinhirn

Das Kleinhirn (Cerebellum) befindet sich zwischen dem Großhirn und dem verlängerten Rückenmark. Es spielt eine wichtige Rolle bei der Regulierung der Motorik und der Teilnahme an der Planung und Anpassung der motorischen Aktivität, einschließlich der Koordination des Körpers während des Bewegungsvorgangs.

Das Kleinhirn hat wie das Großhirn zwei Hemisphären (linke und rechte). Sie sind durch eine Struktur miteinander verbunden, die Vermis genannt wird. Das Kleinhirn besitzt drei Lappen: Lobus anterior, posterior und flocculonodularis. Die Kleinhirnrinde bildet die äußerste Schicht des Kleinhirns und besteht aus grauer Substanz. Wichtige Strukturen des Kleinhirns sind die vielen paarigen Kerne in seiner tief gelegenen weißen Substanz, sowie die Kleinhirnstiele.
Hier kannst du mehr über die Anatomie des Kleinhirns und seine Funktionen erfahren:

Rückenmark

Das Rückenmark (Medulla spinalis) befindet sich im Rückenmarkskanal der Wirbelsäule. Es ist mit dem Hirnstamm verbunden und erstreckt sich vom Foramen magnum des Hinterhauptknochens bis zum L1 / L2-Wirbel.

Dieser kaudale Teil des ZNS überträgt Informationen zur und von der Peripherie, indem es mit dem peripheren Nervensystem interagiert. Es ist jedoch mehr als nur eine Verbindung zwischen Gehirn und Körper - es verändert und integriert auch die Informationen, die es durchlaufen und an Reflexen beteiligt sind. Das Rückenmark besteht aus 5 Segmenten:

  • Zervikalsegment - 8 Segmente (C1-C8)
  • Thorakalsegment - 12 Segmente (T1-T12)
  • Lumbalsegment - 5 Segmente (L1-L5)
  • Sakralsegment - 5 Segmente (S1-S5)
  • Coccygealsegment - 1 Segment (Co1)

Im Gegensatz zum Gehirn besteht die äußerste Schicht des Rückenmarks aus weißer Substanz. Diese gliedert sich in drei Strängen (Funiculus anterior, - lateralis und - posterior), die Verbindungen zwischen Gehirn und Peripherie enthalten. Die zentrale Masse des Rückenmarks ist eine schmetterlingsförmige graue Substanz, die neuronale Zellkörper enthält.

Meistere die Anatomie des Rückenmarks mit unseren Lernmaterialien:

Hirnhäute

Die Hirnhäute (Meningen) bestehen aus drei Schichten, nämlich der Dura mater, Arachnoidea und Pia mater, die das Gehirn und das Rückenmark umhüllen.

Diagramm der Hirnhäute

Die Hirnhäute schützen die Strukturen des ZNS, agieren als Trennwände und bilden physiologische Zwischenräume. Die Schichten der Dura mater trennen das Großhirn und das Kleinhirn voneinander und teilen auch ihre Hemisphären (Falx cerebri, Tentorium cerebelli, Falx cerebelli, Diaphragma sellae).

Die Meningealräume enthalten die venösen Sinus (die venösen Blutleiter des Gehirns) und die mit Liquor gefüllten Subarachnoidalzisternen.

Ventrikel and Liquor cerebrospinalis

Die Ventrikel sind miteinander verbundene Hohlräume, die sich tief im Gehirn befinden. Sie sind mit Liquor cerebrospinalis gefüllt, der das Gehirn und Rückenmark schützt, Nährstoffe liefert und Abfallstoffe entfernt. Es gibt vier Ventrikel im Gehirn:

  • Zwei Seitenventrikel - innerhalb der Gehirnhemisphären
  • Dritter Ventrikel - zwischen den beiden Thalami
  • Vierter Ventrikel - befindet sich über den Pons und Medulla oblongata und unter dem Kleinhirn

Der Liquor cerebrospinalis wird von den Zellen des Plexus choroideus produziert, der sich in den Wänden der Hirnventrikel befindet. Er zirkuliert dann über zwischen ihnen befindliche Foramina durch die Ventrikel. Vom vierten Ventrikel aus gelangt der Liquor zu einem System aus Subarachnoidalzisternen, die durch den Subarachnoidalraum des Gehirns und des Rückenmarks fließen, bis er schließlich in das venöse System des ZNS aufgenommen wird.

Fülle deine Neuronen mit qualitativ hochwertigem Wissen über den Liquor und das Ventrikelsystem.

Blutversorgung des Gehirns

Die arterielle Versorgung des Gehirns wird von zwei Hauptquellen bereitgestellt; die innere Halsschlagader (Arteria carotis interna) und die Wirbelarterien (Arteriae vertebrales).

Die Arteria carotis interna bildet den vorderen Kreislauf des Gehirns und versorgt den vorderen und den mittleren Teil des Großhirns. Die Wirbelarterien versorgen das hintere Großhirn, den Hirnstamm und das Kleinhirn (hintere Zirkulation). Diese beiden Kreisläufe bilden eine Anastomose an der Basis des Gehirns und lassen einen Gefäßkreislauf entstehen, der als Circulus arteriosus cerebri (Willisii) bezeichnet wird.

Teste dein Wissen über die arterielle Versorgung von Gehirn und Rückenmark mit unseren Quizzes.

Das venöse Blut aus dem Gehirn wird durch ein System von oberflächlichen und tiefen Gehirnvenen abgeleitet. Oberflächliche Hirnvenen drainieren die Hirnrinde, während tiefe Venen das Blut aus den tiefen Hirnstrukturen ableiten. Alle Venen münden schließlich in die venösen Sinus durae matris, die innerhalb der Dura mater verlaufen. Diese münden schließlich in die Vena jugularis interna.

Möchtest du mehr über den venösen Abfluss des Gehirns erfahren? Wir haben einige großartige Artikel, Video-Tutorials und Quizfragen für dich zusammengestellt.

Peripheres Nervensystem

Das periphere Nervensystem besteht aus 12 Hirnnervenpaaren, 31 Spinalnervenpaaren und all ihren Ästen. Spinalnerven stammen aus dem Rückenmark und innervieren den Körper. Die Hirnnerven hingegen entspringen aus dem Hirnstamm und innervieren vorwiegend die Kopf- und Halsregion. Funktionell kann das PNS in das somatische und autonome (sympathische und parasympathische) Nervensystem unterteilt werden.

Hier bekommst du einen ersten Überblick über die Anatomie des peripheren Nervensystems.

Hirnnerven

Die Hirnnerven stammen aus Kernen im Gehirn. Sie verlassen den Schädel durch Foramina und Fissuren, um Kopf und Hals sensorisch und motorisch zu versorgen. Nur der Vagusnerv reicht über den Hals hinaus und hinab in Brust -und Bauchhöhle, um dort die Eingeweide zu innervieren. Ihre numerische Reihenfolge (I-XII) wird durch die Austrittsstelle des Schädels (rostral bis kaudal) bestimmt.

 
Die 12 Hirnnerven
Erster Hirnnerv Nervus olfactorius (HN I)
Zweiter Hirnnerv Nervus opticus (HN II)
Dritter Hirnnerv Nervus oculomotorius (HN III)
Vierter Hirnnerv Nervus trochlearis (HN IV)
Fünfter Hirnnerv Nervus trigeminus (HN V)
Sechster Hirnnerv Nervus abducens (HN VI)
Siebter Hirnnerv Nervus facialis (HN VII)
Achter Hirnnerv Nervus vestibulocochlearis (HN VIII)
Neunter Hirnnerv Nervus glossopharyngeus (HN IX)
Zehnter Hirnnerv Nervus vagus (HN X)
Elfter Hirnnerv Nervus accessorius (HN XI)
Zwölfter Hirnnerv Nervus hypoglossus (HN XII)

Lerne bei Kenhub die Anatomie der Hirnnerven mit Artikeln, Videos und Quizzes.

Spinalnerven

Spinalnerven entstehen paarweise aus den entsprechenden Rückenmarksegmenten. Es gibt 31 Spinalnervenpaare; 8 Hals-, 12 Brust-, 5 Lenden-, 5 Sakral- und 1 Steißbeinnervenpaar.

Spinalnerven sind eine Art Hybrid für jeden Teil des Nervensystems, da sie gemischte Nerven sind, die sensorische, motorische und autonome Fasern enthalten. Sie entstehen aus zwei Wurzeln im Rückenmark, der motorischen Vorderwurzel und der sensorischen Hinterwurzel. Die Wurzeln vereinigen sich und der Nerv tritt durch das entsprechende Foramen intervertebrale aus dem Rückenmark aus, um die jeweiligen Bereiche des Körpers zu innervieren.

Spinalnerven innervieren ihre Zielorgane direkt oder indem sie neuronale Netzwerke bilden, die Plexus genannt werden. Wichtige Plexus sind:

  • Plexus cervicalis (C1-C4) - innerviert Strukturen des Halses
  • Plexus brachialis (C5-T1) - innerviert den Oberkörper
  • Plexus lumbalis (L1-L4) - innerviert die untere Bauchwand, die vordere Hüftregion und den Oberschenkel
  • Plexus sacralis (L4-S4) - innerviert die Hüfte und die untere Extremität

Hautareale, die von einem Spinalnerv innerviert werden, werden Dermatome genannt. Muskelgruppen, die von einem Spinalnerv innerviert werden, werden als Myotome bezeichnet.
Lerne die Anatomie der Spinalnerven mit diesen Lernmaterialien.

Nervenbahnen und Rückenmarksbahnen

Nervenbahnen sind organisierte Axonbündel, die einen bestimmten Teil der grauen Substanz mit einem Zielgewebe verbinden. Es gibt zwei Arten von Pfaden: die einen sind aufsteigend (afferent, sensorisch) und die anderen absteigend (efferent, motorisch).

Aufsteigende Bahnen senden Informationen aus peripheren Geweben und übertragen sie an das ZNS. Das ZNS interpretiert diese Informationen so, dass das Gehirn weiß, was im und um den Körper herum vor sich geht. Absteigende Bahnen übertragen Informationen vom ZNS zu peripheren Geweben. Diese definieren, wie der Körper reagiert. Wenn du also das Gefühl hast, dass ein Teil deiner Haut juckt (afferent), kannst du darauf reagieren, indem du daran kratzt (efferent).
Festige dein Wissen und lese hier mehr über die allgemeinen Prinzipien von Nervenbahnen.

Aufsteigende Bahnen

Aufsteigende Bahnen übertragen sensorische Informationen aus unserer inneren und äußeren Körperumgebung. Das Propriozeptions- und Tastempfinden wird durch die Hinterstrangbahn übertragen, die zusammen mit dem Fasciculus longitudinalis medialis das lemniskale System (Fasciculus gracilis und cuneatus) bildet. 
 

Absteigende Bahnen

Absteigende Bahnen steuern die Bewegungen des Körpers. Sie werden in zwei große Gruppen eingeteilt; pyramidale und extrapyramidale. Das pyramidale System (kortikonukleäre und kortikospinale Bahnen) stammt aus dem motorischen Kortex und steuert die willkürlichen Bewegungen der Skelettmuskulatur.

Das extrapyramidalmotorische System (Tractus rubrospinalis, - tectospinalis, - reticulospinalis und - vestibulospinalis) stammt aus Kernen im Hirnstamm. Durch die Synchronisation im Rückenmark steuert dieses System neben der reinen Bewegung auch andere Aspekte der Bewegungsaktivität wie Koordination, Reflexbewegungen und Körperhaltung.

Erfahre hier mehr zu den Bahnendes Rückenmarks.

Videotutorials

Einige der folgenden Videos stehen momentan leider nur auf Englisch zur Verfügung. Wir arbeiten hinter den Kulissen aber auf Hochdruck daran, dass du alle Videos auf Deutsch ansehen kannst.

Großhirn

Subkortikale Strukturen

Kleinhirn und Hirnstamm

Ventrikel, Hirnhäute und Blutversorgung des Gehirns

Rückenmark

Nervenbahnen

Hirnnerven

Peripheres Nervensystem

Quizzes

Großhirn

Subkortikale Strukturen

Kleinhirn und Hirnstamm

Ventrikel, Meningen und Blutversorgung des Gehirns

Rückenmark

Nervenbahnen

Hirnnerven

Peripheres Nervensystem

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Quellen anzeigen

Text, Übersetzung, Review, Upload:

  • Jana Vasković
  • Juliana Walek
  • Claudia Bednarek
  • Marie Hohensee

Illustration:

  • Das menschliche Gehirn - Paul Kim
  • Diagramm des Hirns mit Bezeichnung der einzelnen Strukturen - Paul Kim
  • Diagramm der Hirnhäute - Paul Kim

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