Video: Laterale Ansicht des Gehirns

In unserem heutigen Tutorial reisen wir zurück in die 30er Jahre und lernen diesen Mann kennen. Das ist Dr. Wilder Graves Penfield, ein Neurochirurg, der als großer kanadischer Held gefeiert wurde. Penfield ist vor allem für seine Arbeit in der funktionellen Kartierung des Gehirns und seine Methoden in der Behandlung der Epilepsie bekannt. Penfield wusste, dass in vielen Fällen ein epileptischer Anfall von narbigem oder verletztem Hirngewebe ausgeht. Oft kommt es bei Patient:innen mit Epilepsie zu einer sogenannten Aura. Als Aura wird oft ein unspezifisches Vorgefühl oder eine bestimmte Wahrnehmung beschrieben, die durch eine Übererregung von Nervenzellen in einem bestimmten Hirnareal ausgelöst wird. Dies können eine plötzliche Geschmacksempfindung, visuelle Einschränkungen oder Konzentrationsprobleme sein. Einer von Penfields Patienten hatte zum Beispiel kurz vor einem Anfall immer den Geruch von verbranntem Toastbrot wahrgenommen.

Zur Erforschung dieser Phänomene hat Penfield eine neue und ungewöhnliche Methode entwickelt, die sogenannte Montreal-Methode. Dabei wurde einem wachen Patienten zuerst ein Stück Schädel entfernt, um das darunter liegende Gehirnareal freizulegen. Penfield hat dann verschiedene Stellen des Gehirns mit einer kleinen Elektrode berührt und anschließend notiert, was der Patient dabei wahrnimmt. Er hat dies so lange gemacht, bis er irgendwann die Stelle gefunden hatte, die für die Aura-Wahrnehmung verantwortlich war. Penfield entfernte dieses Hirnareal, mit der Hoffnung, das Risiko zukünftiger Anfälle zu reduzieren.

Im Laufe seiner Karriere und nach der Untersuchung vieler Gehirne, hat Penfield so eine umfassende, funktionelle Landkarte des Gehirns erarbeitet. In unserem heutigen Tutorial werden wir diese Landkarte genau besprechen.

Lass uns loslegen!

Zunächst sollten wir uns aber erst einmal grob orientieren können. Dies hier ist die anteriore, hier die posteriore, die superiore und die inferiore Seite des Gehirns.

Super, dann können wir jetzt mit der Anatomie loslegen. Zuerst besprechen wir das Kleinhirn.

Das Kleinhirn ist hauptsächlich für die Koordination von Muskelaktivitäten und Bewegungen verantwortlich. Es hilft uns, zu stehen und unsere Körperhaltung dabei aufrecht zu halten. Anterior vom Kleinhirn liegt der Hirnstamm. Seine Funktion ist vor allem die Vermittlung von Informationen zwischen den höheren Gehirnstrukturen und dem restlichen Körper. Der Hirnstamm wird in drei weitere Abschnitte unterteilt. Diese sind das Mittelhirn, die Brücke und die Medulla oblongata. Wie du in unserer Abbildung siehst, sind diese Strukturen zum Großteil durch das Großhirn, auch Cerebrum genannt, bedeckt. Es ist das übergeordnete Zentrum für die Informationsverarbeitung und der Hauptfokus dieses Tutorials.

In diesem Koronarschnitt sehen wir die Aufteilung des Großhirns in eine linke und eine rechte Hemisphäre. Sie werden durch die Fissura longitudinalis cerebri voneinander getrennt. Jede Hemisphäre hat drei Flächen - eine superolaterale, eine mediale und eine inferiore Fläche. Wenn wir also lateral auf das Gehirn schauen, sehen wir die superolaterale Fläche.

Tatsächlich sieht man äußerlich nur etwa ein Drittel der Gesamtfläche des Großhirns. Dies kommt durch zahlreiche Erhebungen und Vertiefungen der Hirnoberfläche zustande. Die Erhebungen werden als Gyri bezeichnet und die Vertiefungen oder Furchen als Sulci. Es gibt natürlich auch einen Grund für diesen Aufbau. Durch diese Gyri und Sulci wird eine viel größere Gesamtoberfläche ermöglicht, um die vielen Millionen an Neuronen und Synapsen unterzubringen und die kortikale Verarbeitung von neuronalen Informationen zu ermöglichen. Insgesamt wird so innerhalb des Schädels etwa die Fläche eines Basketballfelds untergebracht. Ganz schön beeindruckend, oder?

Die Sulci des Großhirns grenzen die Gyri voneinander ab, während einige größere Furchen, die als Fissurae bezeichnet werden, den Kortex in Lappen, unterteilen. Diese sind der eben gezeigte Lobus frontalis, auf Deutsch Stirn- oder Frontallappen; der Lobus parietalis, auf Deutsch Scheitel- oder Parietallappen; der Lobus temporalis, auf Deutsch Schläfen- oder Temporallappen; der Lobus occipitalis, auf Deutsch Hinterhaupt- oder Okzipitallappen; und der Lobus insularis, auf Deutsch Insellappen. Dieser wird häufig auch einfach als “Insel” bezeichnet. Er liegt hier und wird von den anderen Lappen bedeckt. Aber keine Sorge, das besprechen wir später noch genauer.

Die vier größeren Lappen werden nach dem darüberliegenden Schädelknochen benannt. Zum Beispiel liegt der Frontallappen unter dem Os frontale, der Okzipitallappen unter dem Os occipitale, und so weiter. Wenn wir von lateral auf den Kortex schauen, können wir drei markante Endpunkte erkennen, die als Pole bezeichnet werden. Diese sind der Stirn- bzw. Frontalpol an der vorderen Spitze des Frontallappens; der Hinterhaupt- oder auch Okzipitalpol an der hinteren Spitze des Okzipitallappens; und der Schläfen- bzw. Temporalpol an der anteroinferioren Spitze des Temporallappens.

Lass uns nun die wichtigsten Gyri und Sulci jedes Lappens genauer anschauen. Beginnen wir mit dem Frontallappen. Die wichtigste Aufgabe dieses Lappens ist die willkürliche Steuerung von Bewegungen. Außerdem ist der Frontallappen auch für kognitive Funktionen, wie Planung, Konzentration, Sprache und rationale und exekutive Fähigkeiten zuständig. Das heißt: der Frontallappen hindert uns daran, dumme Sachen zu machen, die wir besser lassen sollten. Interessant ist, dass der Frontallappen sich erst nach der Adoleszenz zu Ende entwickelt, was an sich schon viel über die Adoleszenz aussagt.

Der Frontallappen wird nach posterior durch eine Furche, den Sulcus centralis, begrenzt. Diese Furche wird auch als Rolando-Fissur bezeichnet und verläuft anterolateral in Richtung einer weiteren Furche, dem Sulcus lateralis. Der Sulcus lateralis wird auch als Sylvische Fissur bezeichnet und bildet die inferiore Begrenzung des Frontallappens.

Lass uns nun die Untergliederung des Frontallappens besprechen. Hier in grün markiert, siehst du eine weitere Furche, den Sulcus precentralis. Er verläuft parallel und etwas weiter anterior vom Sulcus centralis. Das Areal zwischen diesen beiden Sulci nennt sich Gyrus precentralis. Dieser Gyrus beinhaltet den primär motorischen Kortex, der, wie sein Name schon sagt, die Steuerung von motorischen Funktionen übernimmt.

Penfield hat außerdem entdeckt, dass die motorischen Funktionen topographisch angeordnet sind. Jedes Körperteil wird also durch einen bestimmten Abschnitt des Kortex gesteuert, wie es in dieser Abbildung gut zu erkennen ist. In der Region anterior des Gyrus precentralis verlaufen zwei Sulci in anteroposteriore Richtung. Dies sind der Sulcus frontalis superior und der Sulcus frontalis inferior. Diese Sulci unterteilen diese Region in drei Gyri: den Gyrus frontalis superior, welcher mit spontanem Lachen, dem Arbeitsgedächtnis und der Selbstwahrnehmung assoziiert ist; den Gyrus frontalis medius und den Gyrus frontalis inferior.

Der Gyrus frontalis inferior wird durch zwei etwas vertikal verlaufende Sulci unterteilt. Den Ramus anterior und den Ramus ascendens sulci lateralis. Diese teilen diesen Gyrus in drei weitere Abschnitte ein – die Pars orbitalis, die dreieckige Pars triangularis und die Pars opercularis gyri.

Ich weiß, das war jetzt eine Menge an Terminologie. Wenn du dir aber diese wichtigen Punkte merkst, wirst du gut zurecht kommen.

Schauen wir nochmal kurz auf die Pars triangularis gyri. Hier in dieser Region, meistens in der linken Großhirnhemisphäre, befinden sich die Brodmann-Areale 44 und 45, welche auch zusammen als Broca-Areal bekannt sind. Dieses Areal ist für die Sprachproduktion und auch Artikulation verantwortlich. Wir werden später auf das Broca-Areal zurückkommen.

Kommen wir nun erstmal zu unserem nächsten Lappen, dem Temporallappen.

Der Temporallappen ist hier in grün hervorgehoben und liegt inferior des Sulcus lateralis. Dieser Lappen besitzt zwei wichtige Sulci - den Sulcus temporalis superior und den darunter parallel verlaufenden Sulcus temporalis inferior. Diese zwei Furchen unterteilen den Temporallappen in drei Gyri - den Gyrus temporalis superior, medius und inferior.

Eine besondere Region ist dieses Areal posterior des Gyrus temporalis superior. Hierbei handelt es sich um das Brodmann-Areal 22, auch Wernicke-Areal genannt. Es ist das Kontrollzentrum des Gehirns für das Sprachverständnis. In der Regel befindet es sichin der linken Großhirnhemisphäre, es gibt aber auch Ausnahmen.

Weiter geht es mit dem nächsten Lappen: dem Parietallappen.

Der Parietallappen ist vor allem für die Zwei-Punkt-Diskrimination, das räumliche Denken und die Druckwahrnehmung verantwortlich. Wenn du also z.B. einen Nagel in den Finger bekommst, wird dich dein Parietallappen darüber benachrichtigen.

Wenn man auf den Parietallappen schaut, sieht man, dass dieser Lappen nach anterior durch den Sulcus centralis begrenzt wird. Die posteriore Grenze bildet der Sulcus parietooccipitalis, den man in medialer Ansicht auf das Großhirn besser erkennen kann. Nach inferior wird der Parietallappen durch den Ramus posterior sulci lateralis begrenzt. Diesen kann man sich als gedachte Linie parallel zum Sulcus parietooccipitalis vorstellen.

Innerhalb des Parietallappens verläuft der Sulcus postcentralis posterior des Sulcus centralis. Zwischen diesen zwei Furchen befindet sich der Gyrus postcentralis, der den primär somatosensorischen Kortex beinhaltet. Dieser ist ebenfalls topographisch angeordnet, sodass bestimmte Abschnitte des Kortex für bestimmte Körperteile zuständig sind.

Der restliche Parietallappen kann durch den nach anteroposterior verlaufenden Sulcus intraparietalis in zwei primäre Abschnitte unterteilt werden. Oberhalb des Sulcus liegt der Lobulus parietalis superior und unterhalb des Sulcus liegt der Lobulus parietalis inferior.

Der wichtigste Gyrus des Lobulus parietalis inferior ist der Gyrus supramarginalis, dieses grüne Areal hier und der Gyrus angularis, welcher über dem Sulcus temporalis superior liegt.

Kommen wir nun zum nächsten Lappen: dem Okzipitallappen.

Diesem Lappen verdanken wir das Verstehen von visuellen Eindrücken, denn er beinhaltet den primär visuellen Kortex.

Der Okzipitallappen ist der kleinste der vier Hirnlappen. Topographisch liegt er posterior des Parietal- und Temporallappen und wird von ihnen durch eine gedachte Linie getrennt. Diese Linie verläuft vom Sulcus parietooccipitalis nach inferior bis zur Incisura preoccipitalis, auch Präokzipitalkerbe genannt.

Von lateral können wir auch den Sulcus occipitalis transversus sehen. Er unterteilt den Okzipitallappen in einen Gyrus occipitalis superior und einen Gyrus occipitalis inferior.

Und damit haben wir uns schon die vier größeren und wichtigen Lappen des Großhirns angeschaut. Lass uns nun noch einen fünften Lappen besprechen - den sogenannten Insellappen.

Eine Art von Essen, dass ich sehr mag, ist Thailändisch. Die Kombination von süß, sauer, salzig und scharf wird zuerst von meinen Geschmacksknospen registriert und von dort zu meinem gustatorischen Kortex geleitet und dort verarbeitet. Dieser befindet sich innerhalb des Insellappens.

Der Insellappen liegt in der Tiefe unterhalb des Sulcus lateralis. In manchen Quellen wird er als fünfter Hirnlappen bezeichnet, während andere ihn nur als separates Areal aber nicht als eigenständigen Lappen beschreiben.

Wie bereits erwähnt, wird der Insellappen von Teilen des Frontal-, Parietal- und Temporallappens bedeckt. Daher ist er oberflächlich nicht zu sehen. Diese Anteile werden als Opercula bezeichnet und werden, entsprechend des jeweiligen Lappens, unterteilt in das Operculum frontale, das Operculum parietale und das Operculum temporale. Genau wie bei den anderen Hirnlappen, wird auch die Oberfläche des Insellappens in kleinere Gyri unterteilt. Eine der teilenden Furchen dabei ist der Sulcus centralis insulae. Anterior von diesem Sulcus findet man die Gyri breves insulae, während sich posterior der Gyrus longus insulae befinden.

So, nun haben wir alle wichtigen Strukturen des Großhirns besprochen.

Lass uns dieses Wissen noch an einem klinischen Beispiel anwenden.

Vielleicht erinnerst du dich noch an das Broca-Areal. Wie bereits erwähnt, ist dieses Areal für die Sprachproduktion zuständig und in den meisten Fällen in der linken Hemisphäre lokalisiert. Dieser Abschnitt des Großhirns erhält seine arterielle Blutversorgung über die Rami terminales superiores aus der Arteria cerebri media.

Aber was passiert, wenn es zum Verschluss dieser Arterie kommt, beispielsweise durch einen Thrombus? In so einem Fall kommt es häufig zu einem Schlaganfall. Ein Schlaganfall im Bereich des Broca-Areals kann zu einer sogenannten Broca-Aphasie führen. Diese wird auch als motorische oder expressive Aphasie bezeichnet. Da unser Broca-Areal primär für die Satzbildung und das Zusammenfügen von Wörtern zuständig ist, ist diese Fähigkeit bei einer Broca-Aphasie deutlich reduziert.

Wenn ein Patient mit Broca-Aphasie eigentlich den Satz “Ich habe im Büro als Buchhalter gearbeitet” sagen möchte, würde sich dieser Satz eher so anhören: “gearbeitet… Büro… Buchhalter”. Eine Person mit Broca-Aphasie benutzt hauptsächlich einzelne Worte, um sprachlich zu kommunizieren, und lässt andere wichtige Funktionswörter, wie Präpositionen, z.B. “in” oder “an” und Artikel weg. Die Sprache erscheint sehr mühevoll und die Patienten sind oft sehr frustriert.

Obwohl das Sprachverständnis bei Broca-Aphasie generell intakt bleibt, können Betroffene Schwierigkeiten damit haben, die Abfolge oder Reihenfolge von Wörtern richtig zu verstehen. Zum Beispiel könnte der Satz “Ich wurde von einem Hund gebissen” als “Ich habe einen Hund gebissen” verstanden werden. Allerdings können Patienten mit Broca-Aphasie interessanterweise meistens immer noch problemlos singen. Dieses Phänomen stützt daher die Theorie, dass für Sprache und Singen unterschiedliche Gebiete in unserem Gehirn verantwortlich sind.

Tatsächlich haben Studien gezeigt, dass beim Singen Areale der rechten Hemisphäre aktiviert werden. Viele Betroffene, die an einer Musiktherapie oder einer sogenannten melodischen Intonationstherapie teilnehmen, können durch Singen ihre Sprachfähigkeiten deutlich verbessern. Diese Erkenntnis deutet darauf hin, dass musikalische Aufgaben auch die Sprachzentren der rechten Hemisphäre aktivieren.

Ziemlich beeindruckend, oder?

Lass uns noch einmal kurz zusammenfassen, was wir uns heute alles angesehen haben.

Zu Beginn haben wir die vier oberflächlichen Hirnlappen angeschaut - den Frontal-, Temporal-, Parietal- und Okzipitallappen. Als erstes haben wir den Frontallappen und seine posteriore Begrenzung durch den Sulcus centralis besprochen und seine inferiore Begrenzung durch den Sulcus lateralis. Die vordere Spitze des Frontallappens wird auch als Stirn- oder Frontalpol bezeichnet. Anschließend haben wir über einige wichtige Sulci und Gyri dieses Lappens gesprochen, wie den Sulcus precentralis, der direkt vor dem Gyrus precentralis liegt. Der Gyrus precentralis beinhaltet unseren primär motorischen Kortex. Wir haben weitere Sulci identifiziert, wie den Sulcus frontalis inferior und superior. Dieser grenzt die drei Gyri frontales superior, medius und inferior voneinander ab. Als wir uns den Gyrus frontalis inferior genauer angeschaut haben, haben wir gesehen, dass er in drei weitere Anteile untergliedert wird - die Pars orbitalis, Pars triangularis und Pars opercularis.

Als Nächstes haben wir uns dem Temporallappen gewidmet. Dieser wird superior durch den Sulcus lateralis und anterior durch den Schläfen- bzw. Temporalpol begrenzt. Nach posterior erstreckt sich der Temporallappen bis zur Incisura preoccipitalis. Bei seiner Unterteilung haben wir zwei Hauptfurchen identifiziert - den Sulcus temporalis superior und Sulcus temporalis inferior. Diese gliedern den Temporallappen in drei Hauptwindungen - den Gyrus temporalis superior, medius und inferior.

Der nächste Hirnlappen war der Parietallappen, welcher posterior zum Sulcus centralis liegt. In diesem Lappen befindet sich der Gyrus postcentralis, welcher den primär somatosensorischen Kortex beinhaltet. An seinem hinteren Rand verläuft der Sulcus postcentralis. Eine weitere wichtige Furche im Parietallappen ist der Sulcus intraparietalis, der den Lobulus parietalis superior von dem Lobulus parietalis inferior trennt. Wenn man sich den Lobulus parietalis inferior genauer anschaut, kann man zwei weitere wichtige Windungen identifizieren - den Gyrus supramarginalis und den Gyrus angularis.

Am posterioren Ende jeder Großhirnhemisphäre haben wir uns noch den Okzipitallappen angeschaut. Die anteriore Begrenzung dieses Lappens ist eine gedachte Linie, die vom Sulcus parietooccipitalis bis zur Incisura preoccipitalis verläuft. Da der Großteil des Okzipitallappens posterior und medial liegt, kann man von lateral nur eine wichtige Struktur sehen - den Sulcus occipitalis transversus, der den Gyrus occipitalis superior von dem Gyrus occipitalis inferior trennt.

Als letztes haben wir die Großhirnrinde am Sulcus lateralis etwas eröffnet, um den darunter liegenden Insellappen sehen zu können. Hier haben wir die benachbarten Kortexareale, die Opercula, identifiziert - das Operculum frontale, parietale und temporale. Am Insellappen selbst haben wir noch den Sulcus centralis insulae gesehen, welcher die Gyri breves insulae vom Gyrus longus insulae abgrenzt.

Und damit sind wir am Ende angelangt. Ich hoffe, es hat dir gefallen und bis zum nächsten Mal!