Zentrales Nervensystem
Themenblock für das 4. Semester Medizin UZH
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Cartes-fiches
Definition "Konnektom"
· Gesamtheit der Verbindungen im Nervensystem eines Lebewesens
· Konnektomik = Auflösung der hochkomplexen Netzwerkstruktur des Gehirns
Aufbau des Nervensystems ( ZNS / PNS )
· Zentrales Nervensystem ( ZNS / Informationsverarbeitung )
· Peripheres Nervensystem ( PNS / Leitungsfunktion )
· Sinnesorgane ( hochspezialisierte Strukturen )
Aufbau des Nervensystems ( Sinnesorgane )
· Auge ( Gesichtssinn )
· Nase ( Geruchssinn )
· Zunge ( Geschmackssinn )
· Ohr ( Vestibularorgan → Gleichgewichtssinn / Cochlea → Hörsinn )
· Haut ( Tastsinn / Temperaturwahrnehmung / Nozizeption / ... )
· Propriozeption ( Wahrnehmung der Körperbewegung / -lage )
Aufbau des Nervensystems ( somatisches NS / autonomes NS )
· somatisches Nervensystem
· somatomotorisch ( Skelettmuskulatur )
· somatosensibel ( Hautrezeptoren / Gelenkrezeptoren / Muskelrezeptoren )
· somatosensorisch ( Sinnesorgane )
· autonomes / vegetatives Nervensystem ( Sympathikus / Parasympathikus )
· viszeromotorisch ( glatte Muskulatur / Drüsen )
· viszerosensibel ( Rezeptoren der Eingeweide )
Aufbau des Nervensystems ( Grössenordnungen )
· 100 Milliarden - 1 Billion Nervenzellen
· 1 Billion - 20 Billionen Gliazellen
→ mehr Gliazellen als Nervenzellen ( + mehr Interneurone als Motoneurone → 30:1 )
→ Hirntumore sind meistens Gliome
Aufbau des Nervensystems ( Zelltypen )
· Nervenzellen
· Neurone
· Gliazellen
· Astrozyten ( im Kontakt mit Blutgefässen )
· Mikroglia ( Makrophagen des ZNS )
· Oligodendrozyten ( bilden Myelinscheiden / Pendant zu Schwann-Zellen im PNS )
· Ependymzellen ( kleiden Ventrikel aus / trennen Liquor vom Hirngewebe )
Aufbau des Nervensystems ( Interneurone )
· normalerweise hemmend
· normalerweise GABAerg
Grosshirnrinde ( Gliederung in Lobi )
· Frontallappen ( Lobus frontalis / grün )
· anterior des Sulcus centralis
· Parietallappen ( Lobus parietalis / gelb )
· zwischen dem Sulcus centralis und dem Sulcus parietooccipitalis
· Temporallappen ( Lobus temporalis / blau )
· caudal des Sulcus lateralis
· anterior der Verbindungslinie von Gyrus supramarginalis - Incisura preoccipitalis - Isthmus gyri cinguli
· Occipitallappen ( Lobus occipitalis / rot )
· liegt posterior des Sulcus parietooccipitalis
· Limbischer Lobus ( Lobus limbicus / braun )
· nur der Gyrus cinguli ist gut sichtbar ( durch Sulcus cinguli vom Frontallappen getrennt )
· die anderen Anteile ( Amygdala / Hippocampus / Gyrus parahippocampalis ) sind verdeckt
· Insula ( Lobus insularis )
· liegt überdeckt von den Opercula (Deckelchen) des Frontal-, Parietal- und Temporallappens
Grosshirnrinde ( Sulcus centralis )
· kommt von der Fissura longitudinalis
· verläuft senkrecht zum Sulcus lateralis ( syn. Fissura lateralis )
Grosshirnrinde ( Fissura / Sulcus / Gyrus )
· Fissura: tiefe Furche
· Sulcus: Furche
· Gyrus: Windung / Vorwölbung zwischen den Sulci
· Gyri und Sulci der beiden Hemisphären sind nicht zu 100% deckungsgleich
Grosshirnrinde ( Gyrus cinguli )
· liegt über dem Corpus callosum
Grosshirnrinde ( Gliederung nach Funktion )
· primäre Areale ( unimodal )
· sekundäre Areale ( z.T. schon Verarbeitung )
· assoziative Areale ( polymodal / für Integration der Informationen )
a primärer somatomotorischer Kortex ( M1 )
b primärer somatosensorischer Kortex ( S1 )
c sekundärer somatosensorischer Kortex ( S2 )
d posteriorer Assoziationskortex
e WERNICKE-Zentrum ( sensorisches Sprachzentrum )
f Assoziationsfeld des Sehens
g sekundäre Sehrinde ( V2/3 )
h primäre Sehrinde / visueller Kortex ( V1 )
i sekundäre Hörrinde / auditorischer Kortex
j primäre Hörrinde / auditorischer Kortex
k BROCA-Zentrum ( motorisches Sprachzentrum )
l präfrontaler Assoziationskortex
m prämotorischer Kortex ( PM )
n supplementär motorischer Kortex ( SMA )
Grosshirnrinde ( Gliederung nach Brodmann )
· zytoarchitektonische Einteilung
· 52 verschiedene Brodmann-Areale
· Brodmann-Areale 3,1,2 = primärer somatosensorischer Kortex S1
· Brodmann-Areal 4 = primär somatomotorischer Kortex M1
· Brodmann Areal 17 = primär visueller Kortex V1
· Brodmann Areal 22 = sensorisches Sprachzentrum ( WERNICKE / nur links )
· Brodmann Areal 41 = primärer auditorischer Kortex
· Brodmann Areal 42 = sekundärer auditorischer Kortex
· Brodmann Areale 44,45 = motorisches Sprachzentrum ( BROCA / meist nur links )
Grosshirnrinde ( Gliederung nach phylogenetischen Kriterien )
· Neocortex ( Isocortex )
· phylogenetisch jung
· 6 Schichten
· z.B. Grosshirnrinde
· Allocortex ( Archicortex + Paleocortex )
· phylogenetisch alt
· <6 Schichten
Grosshirnrinde ( Gliederung nach ontogenetischer Entstehung )
· Neuralrohr → Drei-Blasen-Stadium → Fünf-Blasen-Stadium → reife Strukturen
· Prosencephalon ( Vorderhirn )
· Telencephalon ( Endhirn ) → Grosshirnrinde / Basalaganglien / Amygdala / Hippocampus / Bulbus olfactorius
· Diencephalon ( Zwischenhirn ) → Thalamus / Hypo-, Epi- und Subthalamus / Retina / Sehnerv / Sehbahn
· Mesencephalon ( Mittelhirn )
· Mesencephalon ( Mittelhirn ) → Mesencephalon
· Rhombencephalon ( Rautenhirn )
· Metencephalon ( Hinterhirn ) → Pons / Cerebellum
· Myelencephalon ( Nachhirn ) → Medulla oblongata
· caudaler Teil des Neuralrohrs
· caudaler Teil des Neuralrohrs → Medulla spinalis ( Rückenmark )
Hirnventrikel ( Übersicht )
· mit Liquor cerebrospinalis gefüllte Hohlräume im Gehirn ( ~25ml )
· zu 5% vom Plexus choroideus ausgekleidet ( bildet Liquor cerebrospinalis )
· zu 95% von Ependym ausgekleidet ( einschichtiges Epithel aus Gliazellen / mit Kinozilien )
· hat keine Tight junctions und keine Basallamina ( → direkter Kontakt mit Membrana limitans gliae = Astrozyten )
· enthält Tanizyten ( Ependymzellen mit langem basalem Fortsatz )
· Liquor-Kontakt-Neurone (v.a. im Canalis centralis) haben Dendritenfortsätze durch Ependym in Liquor
· 4 Hirnventrikel ( innerer Liquorraum )
· 1. Ventrikel = Seitenventrikel in der linken Hemisphäre ( über Foramen monroi mit dem 3. Ventrikel verbunden )
· 2. Ventrikel = Seitenventrikel in der rechten Hemisphäre ( über Foramen monroi mit dem 3. Ventr. verbunden )
· 3. Ventrikel im Diencephalon ( zwischen den Thalamushälften / verjüngt sich an seiner Basis )
· 4. Ventrikel in der Rautengrube / Pons
· ist über den Aquaeductus mesencephali mit dem 3. Ventrikel in Verbindung
· ist über den Canalis centralis mit dem Rückenmark in Verbindung
· kommuniziert lateral über Foramina Luschkae (Apertura lateralis) mit dem äusseren Liquorraum
· kommuniziert medial über Foramen Magendie (Apertura mediana) mit dem äusseren Liquorraum
· äusserer Liquorraum ( im Subarachnoidalraum / zwischen Arachnoidea und Pia mater / ~125ml )
Hirnventrikel ( Liquor cerebrospinalis )
· klare Flüssigkeit / von den Plexi choroidei in den Ventrikeln produziert ( 900ml/Tag )
· insgesamt 150ml Liquor ( davon ≈ 25ml in den Hirnventrikeln )
· Zirkulation:
· Seitenventrikel → 3. Ventrikel → 4. Ventrikel → Subarachnoidalraum / Pendelbewegungen im Zentralkanal
· Zufluss über aktiven transzellulären Transport aus den Tela choroidea in der Pia mater
· Abfluss über Granulationes arachnoidea im Bereich des Sinus sagittalis superior ( Pacchioni-Granulationen )
· Abfluss über Granulationes arachnoidea in den Duratrichtern um Spinalnerven ins Lymphsystem
· bei gestörten Abfluss entsteht Druckanstieg → Hydrocephalus
· Zusammensetzung:
· hohe NaCl-Konzentration
· enthält K+ / Glucose (→ primäre Energiequelle)
· nur wenige Proteine und sehr wenige Zellen
Hirnhäute ( Übersicht / Blutversorgung )
· Pachymeninx ( harte Hirnhaut )
· Dura mater
· Leptomeninx ( weiche Hirnhaut )
· Arachnoidea mater ( Spinnwebhaut )
· Pia mater
· Blutversorgung v.a. über A. meningea media ( aus A. maxillaris )
Hirnhäute ( Dura mater )
· harte, lederartige, unflexible Hirnhaut ( straffes kollagenes geflechtartiges Bindegewebe )
· besteht aus zwei Schichten:
· Stratum fibrosum ( liegt dem Neurothel = Stratum neurotheliale an )
· Lamina externa ( periostales Blatt / mit Periost der Schädelkalotte verbunden ausser im Bereich der Sinus )
· Lamina interna ( meningeales Blatt / im Bereich der Sinus nicht dem periostalen Blatt verbunden )
· Stratum neurotheliale = Duragrenzschicht
· mehrschichtiges Plattenepithel aus meningealen Zellen = Fibroblasten
· bildet Tight junctions aus
· bildet Duplikaturen ( Falx cerebri / Falx cerebelli / Tentorium cerebelli / Diaphragma sellae )
· bildet venöse Blutleiter ( Sinus durae matris )
Hirnhäute ( Arachnoidea mater / Subarachnoidalraum )
· feine Membran / liegt mit dem Arachnoidea-Neurothel direkt der Dura mater (Stratum neurotheliale) an
· Arachnoidea-Neurothel verhindert Diffusion von Liquor durch dichte Tight-junctions
· umgibt den Subarachnoidalraum ( enthält Blutgefässe / ist mit Liquor gefüllt / von Arachnoidaltrabekeln durchzogen )
· ist über Arachnoidaltrabekel mit der Pia mater verbunden
· Ausstülpungen in die Dura werden Granulationes arachnoideae genannt ( für Liquor-Resorption in Venen bzw. Sinus )
Hirnhäute ( Pia mater / Gliagrenzmembran )
· durchsichtige, dünne Membran aus feinfibrillärem Bindegewebe
· liegt mit Basallamina auf der Gliagrenzmembran ( Membrana limitans gliae superficialis )
· lässt sich nicht abziehen / verläuft entlang der Sulci und Gyri ( liegt der Hirnsubstanz komplett an )
· Gliagrenzmembran
· besteht aus einer oberflächlichen Basallamina und den Endfüssen von Astrozyten
· liegt direkt auf dem Gehirn und Rückenmark
· zieht mit den Blutgefässen in die Tiefe ( bildet perivaskulären Raum = Virchow-Robin-Raum )
Grosshirn ( arterielle Versorgung )
· A. vertebralis
· zieht durch Foramina transversaria der Halswirbel
· tritt durch das Foramen magnum in die hintere Schädelgrube
· auf der Höhe der Pons vereinen sich die bilateralen Äste zur A. basilaris
· A. carotis interna
· zieht durch den Canalis caroticus in die mittlere Schädelgrube
· A. carotis interna und A. basilaris bilden den Circulus arteriosus cerebri ( Circulus Willisi )
Grosshirn ( arterielle Versorgungsgebiete )
· A. carotis interna
· A. ophtalmica ( Orbita / Auge / Glandula lacrimalis / Siebbeinzellen )
· A. centralis ( Endarterie → bei Verschluss Erblindung )
· A. cerebri anterior ( rot / Hypoth. / Basalggll. / Corpus call. ausser Splenium / Interhem.spalt / → Beinparese )
· A. cerebri media ( grün / seitliches Gehirn / u.a. Insula / → Brachiofazialparese )
· A. choroidea ( gelb / aus A. cerebri media )
· A. vertebralis / basilaris
· A. cerebri posterior ( blau / Hypothalamus / Hippocampus / Splenium / Okzipital- und Temporallappen )
· Arterien des Cerebellums
· Arterien bilden zahlreiche Anastomosen ( primär an der Oberfläche, aber auch in der Tiefe )
· Arterien verzweigen sich und ziehen zur Oberfläche / ziehen von aussen in das Gehirn
· Arterien werden jeweils in 4 klinische Segmente eingeteilt ( A1-4 / M1-4 / P1-4 )
ZNS ( Überblick / Lagebezeichnungen )
· Encephalon ( Gehirn )
· Telencephalon ( Endhirn / grau )
· Diencephalon ( Zwischenhirn / braun )
· Cerebellum ( Kleinhirn / grau )
· Truncus encephali ( Hirnstamm )
· Mesencephalon ( Mittelhirn / grün )
· Pons ( Brücke / grau )
· Medulla oblongata ( verlängertes Mark / rot )
· Medulla spinalis ( Rückenmark / gelb )
· Lagebezeichnungen:
· basal / inferior ( statt ventral )
· parietal / superior ( statt dorsal )
· frontal / anterior / rostral ( statt cranial )
· okzipital / posterior ( statt kaudal )
Telencephalon ( Funktion der Loben )
· das Grosshirn verarbeitet alles was bewusst verarbeitet wird
· Lobus frontalis
· motorischer Kortex für Planung, Koordinierung und Steuerung von Bewegungen
· motorisches Sprachzentrum ( BROCA )
· präfrontaler Kortex für komplexe Verhaltensweisen / Zukunftsplanung / Verstand und Vernunft
· Lobus parietalis
· somatosensorischer Kortex zur Wahrnehmung von Berührungsreizen
( Thermo- und Tiefensensibilität / Schmerz / Geschmack )
· Lobus occipitale
· visueller Kortex
· Lobus temporale
· auditorischer Kortex
· sensorisches Sprachzentrum ( WERNICKE )
· Lobus insularis
· Geschmack / Geruch
· Kontrolle und Steuerung der Aufmerksamkeit
· Lobus limbicus
· Geruch
· Motivation
· Lernen und Gedächtnis
· Emotionalität
Telencephalon ( Basalganglien )
· Kerne, die in der Tiefe des Telencephalons liegen
· übernehmen u.a. motorische Kontrolle
· Ncl. caudatus ( geschweifter Kern )
· Ncl. accumbens
· Ncl. lentiformis ( linsenförmiger Kern )
· Putamen ( über Ncl. accumbens mit Ncl. caudatus verbunden )
· Pallidum ( Globus pallidus internus / externus )
· Ncl. subthalamicus
· Substantia nigra
Telencephalon ( limbisches System )
· Corpora mamillaria
· Fornix cerebri
· Gyrus cinguli
· Gyrus parahippocampalis
· Hippocampus
· Afferenzen: Thalamus / Gyrus cinguli / Septum
· Efferenzen: Hypothalamus / Amygdala / Corpora mammillaria ( verlaufen im Fornix )
· Amygdala ( Corpus amygdaloideum )
· Indusium griseum
· Subiculum
· Nucleus interpeduncularis
Diencephalon ( Übersicht )
· Thalamus ( Thalamus dorsalis / bildet die Hauptstruktur )
· Subthalamus ( Thalamus ventralis / Ncl. subthalamicus + Pallidum )
· Metathalamus ( Corpora geniculata )
· Epithalamus ( Epiphyse + Habenulae + Commissura posterior )
· Hypothalamus ( nur Infundibulum bleibt erhalten / Hypophyse wird abgerissen )
Diencephalon ( funktionelle Einheiten / Stockwerke )
· Epithalamus ( Epiphyse = Pinealorgan = Zirbeldrüse / Habenula / Stria medullaris )
· afferente und efferente Verbindungen zum limbischen System
· Sekretion von Melatonin
· Tag-Nacht-Zyklen
· Verarbeitung von Geruchsinformation
· Thalamus ( grosse Masse von Schaltkernen )
· prozessiert aufsteigende sensorische Information
· koordiniert motorische Aktivität
· Metathalamus = Corpus geniculatum laterale + mediale = Sehbahn + Hörbahn
· Subthalamus ( Ncl. subthalamicus / Globus pallidus )
· rostrale Fortsetzung der Formatio reticularis des Mesencephalons
· Hypothalamus ( zahlreiche Kerngebiete, z.B. Ncl. suprachiasmaticus / Corpus mamillaria )
· kontrolliert Körperphysiologie ( Flüssigkeits- und Nahrungsaufnahme / Körpertemperatur / circadiane Rhythmen )
· kontrolliert Hypophyse ( Hirnanhangdrüse )
Mesencephalon ( funktionelle Einheiten / Stockwerke )
· Tectum ( Dach )
· Colliculi superiores: Umschaltung visueller Informationen / occulomotorische Reflexe
· Colliculi inferiores: Umschaltung auditorischer Informationen
· Tegmentum ( Haube )
· Nucleus ruber: Umschaltung motorischer Impulse Cerebellum - Kortex / unwillkürliche Kontrolle des Muskeltonus und Gliederstellung
· Substantia nigra: reguliert Aktivität der Basalganglien / bei Degeneration Parkinson / schwarze Farbe kommt von den melaninhaltigen dopaminergen Neuronen
· Substantia grisea centralis: Schmerzverarbeitung / defensive Verhaltensmuster / umgibt Aequaductus mesencephali
· Crus cerebri
· motorische Faserverbindungen Kortex - Pons / Medulla oblongata
Metencephalon ( funktionelle Einheiten )
· Pons ( Brücke ):
· Pedunculi cereb. sup. ( Aff. (Propriozeption) aus der Peripherie / Eff. zum Thalamus, Mittelhirn und Rückenmark )
· Pedunculi cerebellaris medius ( nur Afferenzen vom Kortex / Umschaltung und Projektion ins Cerebellum )
· Pedunculi cerebellaris inferior ( Afferenzen und Efferenzen aus dem Hirnstamm und Rückenmark )
· Rautengrube ( Fossa rhomboidea / Hirnnervenkerne VI-VIII / makroskopisch nur Locus coeruleus erkennbar )
· Cerebellum ( Kleinhirn ):
· allgemein Koordination und Regulation der Motorik / Gleichgewicht / Muskeltonus / Bewegungsabfolge
· Vestibulo-Cerebellum ( Flocculus und Nodulus / Afferenzen aus dem Innenohr )
· Spino-Cerebellum ( Lobus anterior, Vermis und Pyramis → "T"-förmig / Afferenzen aus dem Rückenmark )
· Ponto-Cerebellum ( Lobus posterior, Uvula und Tonsillen / Afferenzen aus den Pons-Kernen )
Myelencephalon ( Übersicht )
· Pyramis ( 7 / absteigende cortico-spinale Fasern )
· Oliva ( 8 / Relaisstation des motorischen Kortex und Ncl. ruber zum kontralateralen Cerebellum )
· Tuberculi und fasciculi gracilis und cuneati ( Teil der efferenten sensiblen Bahnen = Lemniskales System )
· makroskopisch nicht sichtbar sind Kerngebiete von Hirnnerven / Kerngebiete für Kreislaufregulation / Fasertrakte
Hirnnerven ( Name / Ursprung )
· N. olfactorius ( I / Ausstülpung des Telencephalons / wird bis auf Bulbus olfactorius abgerissen )
· N. opticus ( II / Ausstülpung des Diencephalons )
· N. oculomotorius ( III )
· N. trochlearis ( IV / einziger HN, der nicht ventral austritt / entspringt unter der 4-Hügel-Platte )
· N. trigeminus ( V / Radix motoria + Radix sensoria entspringen aus der Pons und vereinigen sich )
· N. abducens ( VI / entspringt aus der Basis der Pons )
· N. facialis ( VII / entpsringt vom Kleinhirnbrückenwinkel / besteht aus N. facialis und N. intermedius )
· N. vestibulocochlearis ( VIII / entspringt vom Kleinhirnbrückenwinkel / bildet mit "VII" obere Dreiergruppe )
· N. glossopharyngeus ( IX / bildet mit "X" und "XI" untere Dreiergruppe )
· N. vagus ( X )
· N. accesorius ( XI )
· N. hypoglossus ( XII / tritt an der Grenzkante von Pyramide und Olive hervor )