Video: Thalamus
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Hallo, ich bin Steffi von Kenhub und ich begrüße euch zu einem neuen Tutorial. In diesem Tutorial betrachten wir den Thalamus und einige seiner benachbarten Strukturen. Der Thalamus bildet einen gr... Mehr lesen
Hallo, ich bin Steffi von Kenhub und ich begrüße euch zu einem neuen Tutorial. In diesem Tutorial betrachten wir den Thalamus und einige seiner benachbarten Strukturen. Der Thalamus bildet einen großen Teil des Zwischenhirns. Anfangen möchte ich mit einem kurzen Überblick über die Strukturen, die wir besprechen werden. In dieser Abbildung seht ihr die Großhirnhemisphären aus der kranialen Ansicht. Auf Höhe der Unterhörner der Seitenventrikel wurde ein horizontaler Schnitt vorgenommen, so dass hier die Hippocampi zu erkennen sind. Außerdem wurde auf Höhe des Kopfes, des Nucleus caudatus, ein koronarer Schnitt und auf Höhe des Hinterhauptlappens zwei schräge Schnitte durchgeführt. Durch diese Schnitte sind wichtige innere Strukturen der Großhirnhemisphären freigelegt. Wir blicken von dorso-kranial auf das Gehirn, das erkennt man daran, dass wir hier im hinteren Bereich einen kleinen Teil des Kleinhirns sehen. In diesem Tutorial werde ich nicht so ausführlich auf die verschiedenen Nuclei und den inneren Aufbau des Thalamus eingehen, sondern viel mehr seine Lage innerhalb des Gehirns, sowie einige benachbarte Strukturen beschreiben.
Der Thalamus ist hier grün markiert. Es handelt sich um eine paarige, symmetrische Struktur aus grauer Substanz, die den Hauptteil des Diencephalons, also des Zwischenhirns, ausmacht. Hier könnt ihr gut sehen, dass die beiden symmetrischen Thalami in den Großhirnhemisphären liegen und den dritten Ventrikel umgeben. Sie erstrecken sich entlang der ventro-dorsalen Achse des Gehirns und haben eine ovoide Form. Den eben erwähnten Grund des dritten Ventrikels seht ihr auf dieser Abbildung grün markiert. Strukturell betrachtet besteht der Thalamus aus grauer Substanz und setzt sich aus mehreren Nuclei zusammen, die ich gleich noch etwas genauer mit euch besprechen werde. Aus funktioneller Sicht ist der Thalamus von herausragender Bedeutung für die Integration von sensorischen Informationen im zentralen Nervensystem, sowie für die Regulation der motorischen Aktivität und des Bewusstseins. Um den harmonischen Ablauf dieser Aufgaben zu gewährleisten, liegt der Thalamus zwischen der Großhirnrinde und dem Hirnstamm. In dieser Position kann er seiner Aufgabe als Knotenpunkt für die Übermittlung und Integration unzähliger motorischer und sensorischer Impulse zwischen den höheren Zentren und der Peripherie am besten nachkommen.
Der Thalamus wird häufig als das „Tor zum Bewusstsein“ bezeichnet, da ein Großteil der sensorischen Informationen aus der Peripherie über den Thalamus zur Großhirnrinde geleitet wird. Gleichzeitig verlassen auch viele motorische Informationen das Gehirn über den Thalamus. Die hier grün markierte Struktur ist das Pulvinar thalami, das Thalamuskissen. Es besteht aus verschiedenen Nuclei und befindet sich im dorso-medialen Drittel des Thalamus.
Das Pulvinar thalami, das hier aus der dorsalen Ansicht, nach Entfernung der Großhirnrinde, sichtbar wird, erhält keine extrathalamischen Informationen und wird daher als Integrationskern bezeichnet. Es ist in das optische und das akustische Kontrollzentrum eingebunden und bildet reziproke neuronale Verbindungen mit der Hirnrinde des Scheitel- und des dorsalen Schläfenlappens. Außerdem erhält es afferente Fasern vom Corpus geniculatum laterale und womöglich auch vom Corpus geniculatum mediale. Obwohl bekannt ist, dass das Pulvinar thalami viele intrathalamische Informationen erhält, ist seine funktionelle Signifikanz noch nicht abschließend geklärt. An der kaudalen Fläche des Pulvinar thalami gibt es zwei wichtige Nuclei, die über seinen dorsalen Umfang hinausragen: Das Corpus geniculatum mediale und das Corpus geniculatum laterale. Auf dieser Abbildung ist das Corpus geniculatum laterale, der seitliche Kniehöcker, dargestellt. Er zählt als Nucleus des dorsalen Thalamus. Er enthält sechs Lagen von Neuronen, wobei die ersten zwei Lagen aus magnozellulären Zellen und die restlichen Lagen aus parvozelullären Zellen bestehen. Beide Zelltypen bilden Teil der Sehbahn. Magnozelluläre Zellen haben große Zellkörper und besonders schnell leitende Axone, parvozelluläre Zellen sind größtenteils für die Farbwahrnehmung zuständig.
Das Corpus geniculatum laterale ist Teil der Sehbahn. Informationen von der Retina werden ihm einerseits durch die Nn. optici und andererseits über die Verbindung der Retina zu den Colliculi superiores zugeführt. Efferente Fasern ziehen zum primären visuellen Kortex. Auf der Abbildung seht ihr, wie die Sehbahn das Corpus geniculatum laterale hier verlässt. Die Funktion dieses Nucleus ist also die Weiterleitung und Integration von visuellen Informationen im Thalamus. Das Corpus geniculatum mediale, der innere Kniehöcker, ist hier grün markiert. Es ist eine diencephale Verteilstation des Hörsystems und repräsentiert die thalamische Verschaltung zwischen den Colliculi inferiores und dem auditiven Kortex.
Das Corpus geniculatum mediale befindet sich medial des Corpus geniculatum laterale. Es erhält afferente Nerven vom ipsilateralen Colliculis inferior über das korrespondierende Brachium colliculi inferioris und sendet den Großteil seiner Axone zum auditiven Kortex. Es ist wichtig sich zu merken, dass das Corpus geniculatum mediale mit dem auditiven System in Verbindung steht während das Corpus geniculatum laterale, wie eben besprochen, Teil der Sehbahn ist. Als letzte Struktur des Thalamus möchte ich euch die Striae medullares, die Markstreifen, zeigen. Sie sind in dieser Abbildung grün markiert und bestehen aus einem Bündel von Nervenfasern. Man findet sie an der medialen Seite des Thalamus unter der Taenia thalami. Die Taenia thalami dienen der Befestigung des Plexus choroideus im dritten Ventrikel. Die Markstreifen erhalten afferente Fasern vom Hypothalamus, von den Nuclei septales und den Nuclei anteriores des Thalamus.
Die Stria medullaris steht auch mit den Nuclei habenulares des Epithalamus in Verbindung und wird daher als Teil des limbischen System angesehen. Jetzt haben wir die Strukturen besprochen, die zum Thalamus gehören und aus unserer gewählten Ansicht zu sehen sind. Im restlichen Tutorial möchte ich nun auf einige benachbarte Strukturen eingehen. Grün markiert seht ihr jetzt die Ventriculi laterales, die seitlichen Hirnventrikel. Diese paarig angelegten Hohlräume des Gehirns sind wie alle Hirnventrikel mit Hirnwasser, dem hier produzierten Liquor, gefüllt. Insgesamt gibt es vier Ventrikel im Gehirn. Die beiden C-förmigen lateralen Ventrikel seht ihr in dieser Abbildung markiert. Die seitlichen Hirnventrikel können weiter in verschiedene Abschnitte unterteilt werden: Ein nach ventral gerichtetes Vorderhorn, das Cornu frontale; einen zentralen Anteil in der Region des Stirn- und Scheitellappens und ein Hinterhorn, das Cornu posterior. Das Cornu posterior zeigt fingerförmig nach dorsal, sein Boden enthält das Calcar avis.
Auf diesen gehe ich später noch einmal genauer ein. Zudem gibt es noch ein Unterhorn, das Cornu inferior. Es bildet den kaudalsten Teil des seitlichen Hirnventrikels, zieht in den Schläfenlappen und beherbergt die Plexus choroideus. Die beiden Vorderhörner des seitlichen Hirnventrikels werden durch diese dünne, doppellagige Membran voneinander getrennt: das Septum pellucidum. Diese Membran zieht nach kaudal zur Fornix cerebri und nach ventral und kranial zum Corpus callosum. Der dritte Hirnventrikel, der Ventriculus tertius, ist hier grün markiert und steht in enger Beziehung zum Thalamus. Er liegt im Diencephalon und ist ein dünner Spalt, der nach lateral an die Nuclei mediales des Thalamus und den Hypothalamus grenzt und von der Adhaesio interthalamica durchbrochen wird. Die Adhaesio interthalamica ist eine Verbindungsbrücke zwischen den Thalami beider Seiten. Der dritte Ventrikel ist dorsokaudal mit dem vierten Hirnventrikel über einen schmalen Kanal, den Aqueductus cerebri, verbunden. Hier ist der dritte Hirnventrikel von medial abgebildet. Seine kaudalsten Anteile sind die Recessi infundibulares und supraopticus des Hypothalamus. Ein weiteres Tutorial auf Kenhub setzt sich detaillierter mit der Anatomie der Hirnventrikel auseinander, daher gehe ich heute nicht weiter auf sie ein. Zwei wichtige Sulci sind aus dieser Perspektive gut zu erkennen. Die Fissura longitudinalis cerebri, der Interhemisphärenspalt, trennt die beiden Großhirnhemisphären. In ihrer Tiefe liegt das Corpus callosum, das ihr hier zum Teil sehen könnt.
Die Fissura longitudinalis cerebri beherbergt außerdem die Falx cerebri. Der zweite wichtige Sulcus ist der Sulcus calcarinus, der sich in der Nähe des Cuneus und der primären Sehrinde befindet. Der Cuneus wird funktionell dem sekundär visuellen Kortex zugeordnet. Auf dieser medialen Ansicht der Gehirns ist der Sulcus calcarinus grün markiert. Ihr seht, dass er seinen Ursprung in der Region des Okzipitalpols nimmt und dann zum Splenium corporis callosi zieht. Hier befindet sich das Corpus callosum, der Balken, und hier das Splenium corporis callosi, der Balkenwulst. Ventral trifft der Sulcus calcarinus den Sulcus parietooccipitalis in einem spitzen Winkel. Dieser Sulcus markiert das Ende der Sehbahn und entspricht dem visuellen Kortex. Der Sulcus calcarinus, den wir eben besprochen haben, bildet eine Vorwölbung in das Hinterhorn des seitlichen Hirnventrikels, das Calcar avis. Dieser Name stammt aus dem Lateinischen und bedeutet „Vogelsporn“, da es Ähnlichkeit mit dem Kamm eines Hahns hat.
Ich habe ihn bereits auf der Folie zu den Seitenventrikeln erwähnt. Diese Struktur wurde vor einem Jahrhundert als „Hippocampus minor“ bezeichnet und stand im Mittelpunkt einer großen Diskussion zwischen den bedeutendsten Wissenschaftlern des 19. Jahrhundert über die Evolution des Menschen. Das Corpus callosum, den Hirnbalken, habe ich bereits angesprochen. Er besteht aus sogenannten Kommissurfasern und stellt eine Faserverbindung zwischen den beiden Großhirnhemisphären her. Diese Fasern verbinden wie gesagt die linke und die rechte Großhirnhemisphäre am Boden der Fissura longitudinalis cerebri miteinander. Das Corpus callosum besteht aus vier Anteilen: dem Rostrum, dem Genu, dem Truncus oder Corpus und dem Splenium. Auf Deutsch würde man diese Anteile als Schnabel, Knie, Stamm und Hinterende bezeichnen. In dieser Abbildung ist ein Teil des Corpus zu erkennen. Der Nucleus caudatus, der Schweifkern, ist eine weitere wichtige paarige Struktur, die in der Nähe der lateralen Hirnventrikel liegt. Gemeinsam mit dem Nucleus lentiformis bildet der Nucleus caudatus das Corpus striatum, das wiederum Teil der Basalganglien ist
Der Nucleus caudatus besteht aus einem langen Kopf, der langsam schmaler wird und in den Körper übergeht, welcher wiederum schließlich in einem langen, gekrümmten Schwanz endet. In dieser Grafik ist nur der Kopf des Schweifkerns, das Caput nuclei caudati, zu erkennen. Er bildet den Boden des Vorderhorns des seitlichen Hirnventrikels. Direkt lateral des Nucleus caudatus liegt die hier grün markierte Capsula interna, die innere Kapsel. Sie ist eine der wichtigsten Ansammlungen von Nervenfasern des Gehirns und liegt medial des Nucleus lentiformis und lateral des Thalamus und des Nucleus caudatus.
Die Capsula interna enthält sowohl auf- als auch absteigende Nervenfasern, die die Großhirnrinde mit dem Hirnstamm, dem Rückenmark und dem Thalamus verbinden. Eine wirklich schöne Struktur des Gehirns ist der Hippocampus. Er ist paarig angelegt und befindet sich im medialen Schläfenlappen beim Unterhorn des seitlichen Hirnventrikels. Der Hippocampus gehört zum limbischen System. Er weist eine gekrümmte Form auf, die an ein Seepferdchen erinnert – daher kommt auch sein aus dem Griechischen stammender Name. Zu seinen Aufgaben zählen die Speicherfunktion für das Langzeitgedächtnis und die räumliche Orientierung. Vom dorsalen Teil des Hippocampus nimmt ein Nervenfaserbündel, der Alveus, seinen Ursprung. Die Fasern ziehen von hier nach dorsal, aggregieren medial und bilden die hier grün markierten Hippocamusfimbrien, die Fimbria hippocampi. Sie leiten sowohl afferente als auch efferente Fasern zum Hippocampus und verlaufen von dort medial-kranial zum Fornix cerebri.
Die Hippocamusfimbrien bilden in ihrem Verlauf also ein weiteres Bündel an Nervenfasern: die hier grün markierte Fornix cerebri, das sogenannte Hirngewölbe. Diese Fasern verlaufen in beide Richtungen zwischen den Corpora mammillaria und dem Hippocampus. Die Fornix cerebri ist c-förmig und besteht aus einem Corpus fornicis, zwei dorsal gelegenen Crura fornicis und der ventralen Columna fornicis. Auch die Fornix cerebri gehört zum limbischen System. Ihre Hauptfunktion ist die Verbindung des Hippocampus mit den Corpora mamillaria, die ihr hier sehen könnt. Die Fornix cerebri verbindet zudem die den Corpora mamillaria mit den Nuclei anteriores thalami und den Hippocampus mit den Nuclei septales thalami und dem Nucleus accumbens. Lateral der Fornix könnt ihr den Plexus choroideus, das Adergeflecht, des seitlichen Hirnventrikels sehen, er ist grün markiert. In jedem der vier Hirnventrikel befindet sich ein Plexus choroideus, der für die Produktion von Liquor verantwortlich ist. Diese stark gefaltete Membran besteht aus einer einreihigen Schicht aus kubischem Epithel und wird von Kapillaren umgeben. Diese Kapillaren sind fenestriert und somit spezifisch durchlässig für bestimmte Substanzen.
Die Faltung der Membran dient der Oberflächenvergrößerung. Im Vorder- und Hinterhorn des seitlichen Hirnventrikels und im Aqueductus cerebri gibt es keine Plexus choroidei. Hier seht ihr nur den Plexus choroideus des vierten Ventrikels. Behaltet aber im Hinterkopf, dass es insgesamt vier dieser Strukturen im Gehirn gibt, zwei in den lateralen und jeweils einen im dritten und vierten Hirnventrikel. Kaudal des Thalamus befindet sich die Glandula pinealis, die Epiphyse oder auch auf Deutsch: die Zirbeldrüse. Diese Drüse liegt im Diencephalon nahe der dorsalen Wand des dritten Hirnventrikels. Die Epiphyse ist kranial über die Commissura habenularum und kaudal über die Commissura posterior mit beiden Großhirnhemisphären verbunden. Sie ist eine endokrine Drüse und steuert mittels der Ausschüttung von Melatonin den zirkadianen Rhythmus. Unterhalb des Thalamus und auf beiden Seiten der Epiphyse könnt ihr diese Höcker hier ausmachen – die Colliculi superiores, die oberen Hügel. Sie befinden sich auf der dorsalen Seite des Mittelhirns und stellen eine Schaltstelle für die motorischen Reflexe der Augenbewegungen und der Pupille dar. Eine Quervernetzung verbindet den linken und den rechten Colliculus superior.
Das Brachium colliculi superioris verbindet sie mit dem korrespondierenden Corpus geniculatum laterale. Die zwei Colliculi inferiores, die unteren Hügel, befinden sich ebenfalls auf der dorsalen Seite des Mittelhirns direkt unterhalb der Colliculi superiores. Sie bilden die Schaltstation der Hörbahn. Auch hier verbindet eine Querververnetzung den linken und die rechten Colliculus inferior. Das Brachium colliculi inferioris verbindet das Corpus geniculatum mediale mit dem Colliculus inferior. Zudem erhalten sie Nervenfasern aus dem Lemniscus lateralis der kontralateralen Seite. Aus dieser dorsalen Ansicht sind die Colliculi inferiores auch gut zu erkennen. Die Colliculi superiores und die Colliculi inferiores bilden zusammen eine vierhöckerige Platte. In diesem Tutorial seht ihr nur einen kleinen Teil dieser grün markierten Struktur: das ist die kraniale Oberfläche des Cerebellums, also des Kleinhirns.
Das Kleinhirn hat eine äußere Schicht an grauer Substanz, den Kortex, und besteht im Inneren aus weißer Substanz. Darin liegen Ansammlungen von grauer Substanz und bilden die Kleinhirnkerne. Das Kleinhirn liegt in der hinteren Schädelgrube. Der Name „Cerebellum“ stammt aus dem Lateinischen und bedeutet „kleines Gehirn“, auf dieser Abbildung ist deutlich zu erkennen, dass es in der Tat so aussieht. Es spielt eine wichtige Rolle bei der Kontrolle der Motorik. Das Kleinhirn initiiert keine Bewegungen, sondern modifiziert motorische Befehle, um die resultierenden Bewegungen flüssiger und zielgerichtet zu gestalten. Auf Kenhub findet ihr weitere, detaillierte Tutorials zum Kleinhirn.