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Neuroanatomie (Fach) / Entwickung des NS (Lektion)

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• Entwicklung des Embryos Embryo ist anfangs eine flache Scheibe mit drei getrennten Zellschichten:Entoderm, Mesoderm, EktodermEntoderm: Daraus geht die innere Auskleidung vieler innerer Organe hervor („Eingeweide“, Viscera)Mesoderm: Daraus entwickeln sich die Skelettknochen und die MuskelnEktoderm: Daraus entwickelt sich das Nervensystem und die Haut
• Neurulation Neurulation: Entwicklung von der Neuralplatte zum Neuralrohr: (der Teil des Ektoderms, aus demsich das Nervensystem entwickelt) (etwa 22 Tage nach Befruchtung)- Neuralrinne: Entwicklung einer Furche in der Neuralplatteverläuft in der Richtung von rostral nach caudal- Neuralwülste: Wände der Furche- Neuralrohr: entsteht, nachdem die Neuralwülste aufeinander zugewachsen und mit der Dorsalseitemiteinander verschmolzen sind
  Das gesamte Nervensystem entwickelt sich aus den Wänden des Neuralrohres!
• Neuralleiste (bei der Embryoentwicklung) - Neuralleiste: entsteht, wenn sich die Neuralwülste vereinigen. Dabei schnürt sich ein Teil desneuralen Ektoderms ab und kommt genau seitlich (lateral) des Neuralrohres zu liegen
  Alle Neuronen, deren Zellkörper im peripheren Nervensystem liegen, stammen von der Neuralleiste ab- Neuralleiste entwickelt sich in engem Zusammenhang mit dem darunter liegenden Mesoderm
• Somiten - Somiten: vom Mesoderm gebildete auffällige Ausbuchtungen an jeder Seite des NeuralrohresAus den Somiten gehen die 34 einzelnen Wirbel der Wirbelsäule und die damit zusammenhängendeSkelettmuskulatur hervor- somatische motorische Nerven: Nerven, die die Skelettmuskeln innervieren
• Differenzierung des Gehirns (3 primäre Hirnbläschen) Differenzierung: Vorgang, durch den Strukturen komplexer werden und sich funktionell spezialisierenErster Schritt der Differenzierung des Gehirns:- Entwicklung von drei Ausbuchtungen am rostralen Ende des Neuralrohres- primäre Bläschen= die drei Ausbuchtungen
  Das gesamte Gehirn geht aus diesen drei primären Bläschen des Neuralrohres hervor1. Prosencephalon: das am weitesten rostral liegende Bläschen
  Vorderhirn2. Mesencephalon: weiteres Bläschen, das hinter dem Prosencephalon liegt
  Mittelhirn3. Rhombencephalon: drittes primäres Bläschen
  RautenhirnBildet Verbindung zum caudalen Neuralrohr, aus dem das Rückenmark hervorgeht
• Differenzierung des Vorderhirns (entstehung der sekundären Bläschen) 2.3 Differenzierung des Vorderhirns- sekundäre Bläschen wachsen an beiden Seiten des Prosencephalons heraus- sekundäre Bläschen= Augenbläschen, Großhirnbläschen- Zwischenhirn (Diencephalon): unpaarige Struktur, die nach der Ausbildung der sekundären Bläschenübrigbleibt- Vorderhirn umfasst also in diesem Zustand die beiden Augenbläschen, die beiden Großhirnbläschenund das Zwischenhirn- Augenbläschen wachsen und falten sich nach innen- Augenblasenstiele und Augenbecher entstehen- aus den Augenbechern entstehen im ausgewachsenen Gehirn die Sehnerven (Retinae)
• Differenzierung des Großhirns und des Zwischenhirns
  Differenzierung des GroßhirnsGroßhirnbläschen bilden zusammen das Großhirn (Telencephalon, Endhirn)Das Großhirn entwickelt sich auf vier Weisen weiter:1. Großhirnbläschen wachsen an der posterioren Seite, sodass sie oberhalb und seitlich desZwischenhirns zu liegen kommen2. An den ventralen Oberflächen der beiden Großhirnhälften bildet sich ein weiteresBläschenpaar, aus dem dann die Riechkolben (Bulbi olfactorii) hervorgehen3. Die Zellen der Großhirnwände teilen sich und differenzieren zu verschiedenen Strukturen4. Die Systeme der weißen Substanz entwickeln sich und führen Axone von und zu denNeuronen im GroßhirnSeitenventrikel= mit Flüssigkeit gefüllte Zwischenräume in den Großhirnhälften
  wichtiges Kennzeichen des ausgewachsenen Gehirns!Drittes Ventrikel= Zwischenraum in der Mitte des Zwischenhirns; im Querschnitt: lang gestreckt,schlitzförmig- Wände der Großhirnbläschen sind aufgrund der Proliferation der Neuronen angeschwollenDiese Neuronen bilden im Großhirn zwei verschiedene Arten von grauer Substanz:1. Großhirnrinde2. BasalganglienDifferenzierung des Zwischenhirns:1. Thalamus: tief im Innern des Vorderhirns2. Hypothalamus
• 3 Hauptsysteme der weisen Substanz Die Neuronen des sich entwickelnden Vorderhirns schicken Axone aus, um mit anderen Teilen desNervensystems zu kommunizieren
  Diese Axone sind zu drei Hauptsystemen der weißen Substanzgebündelt:1. Cortikale weiße SubstanzEnthält alle Axone, die von den Neuronen in der Großhirnrinde ausgehen oder dorthinführen2. Balken (Corpus callosum)Fortsetzung der cortikalen weißen SubstanzBildet eine Brücke aus Axonen, die die cortikalen Neuronen der beiden Großhirnhälftenmiteinander verbindet3. Innere Kapsel (Capsula interna)Verbindet den Cortex mit dem Hirnstamm, vor allem mit dem Thalamus
• Vorderhirn (Funktion)
  Vorderhirn:- Ort der Sinneswahrnehmung- des Bewusstseins- der geistigen Wahrnehmung- der willentlichen Aktivität
  Das alles basiert auf den umfangreichen wechselseitigen Verbindungen mit den sensorischen undmotorischen Neuronen des Hirnstammes und des Rückenmarks
• Großhirnrinde + Thalamus Wichtigste Struktur: Großhirnrinde- Gehirnstruktur, die sich im Verlauf der menschlichen Evolution am stärksten ausgedehnt hatcortikale Neuronen:- empfangen sensorische Infos- bilden die Sinneswahrnehmungen der umgebenden Welt ab- steuern willkürliche BewegungenNeuronen in den Riechkolben nehmen Gerüche wahr:- übermitteln diese Infos zur weiteren Analyse an einen Bereich, der caudal zur Großhirnrinde liegtInfos von den Augen, Ohren, Haut werden ebenfalls zur Analyse in die Großhirnrinde geleitet:- jeder sensorische Übertragungsweg für Sehen, Hören, Fühlen läuft auf dem Weg in dieGroßhirnrinde über den Thalamus (bilden Synapsen im Thalamus)
  Thalamus= Eingangstor zurGroßhirnrindeAxone der Neuronen des Thalamus erstrecken sich über die Capsula interna zur Großhirnrinde:- Allgemein gilt: Axone von jeder Capsula interna bringen die Infos über die entgegengesetzteKörperseite zur Großhirnrinde- d.h. Reißzwecke im rechten Fuß
  Reiz wird über Axone in der linken Capsula interna und denlinken Thalamus zur linken Großhirnrinde weitergeleitet- möglich durch den wichtigen Kommunikationsweg zwischen den beiden Gehirnhälften: Axone desBalkens
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• Axone von Hirnrindenneuronen (Entwicklung) Axone von Hirnrindenneuronen verlaufen auch durch die Capsula interna zurück zum HirnstammPyramidenbahn:- Axone der Hirnrinde, die die gesamte Strecke bis zum Rückenmark durchlaufen- Befehligung der willkürlichen Bewegungen durch die GroßhirnrindeKommunikation mit Neuronen in den Basalganglien (Ansammlung von Zellen im basalen Großhirn):- „basal“= Strukturen, die sich tief im Gehirn befinden- Basalganglien: liegen tief im Großhirn- Schädigung führt zur Beeinträchtigung der Fähigkeit, willkürliche Bewegungen auszuführen
• Hypothalamus Hypothalamus:- liegt genau unter dem Thalamus- funktionell eher mit Strukturen des Großhirns verwandt wie mit dem Corpus amygdaloideum(Amygdala)- Ansiedlung vieler primitiver Funktionen- Kontrolle des vegetativen Nervensystems- z.B. Koordination der Kampf-oder-Flucht-Reaktion- Steuerung der Körperreaktionen über Verbindungen mit der Hypophyse (befindet sich unterhalbdes Zwischenhirns)
  Kommunikation mit vielen Teilen des Körpers durch Freisetzung von Hormonenim Blut
• Differenzierung des Mittelhirns 2.4 Differenzierung des MittelhirnsDifferenziert sich relativ wenigMittelhirndach (Tectum mesencephali): entwickelt sich aus der dorsalen Oberfläche desMittelhirnbläschensMittelhirnhaube (Tegmentum mesencephali): „Boden“ des MittelhirnsHirnschenkel (Crura cerebri): sind ventral aufgelagertcerebraler Aquädukt: schmaler Kanal, wozu sich der mit Liquor gefüllte Bereich dazwischen verengtVerbunden mit dem dritten Ventrikel des Zwischenhirns- Geringe Größe- Im Querschnitt ringförmig- Gutes Erkennungsmerkmal für das Mittelhirn
• Mittelhirn (Funktion) Mittelhirn:- Weiterleitung von Infos vom Rückenmark zum Vorderhirn und umgekehrt- enthält Neuronen, die der Sensorik, Bewegungskontrolle etc. dienen- enthält Axone, die von der Großhirnrinde zum Hirnstamm und zum Rückenmark führen
  Verlaufder Pyramidenbahn auf dem Weg zum Rückenmark durch das Mittelhirn
  Schädigung dieser Nervenbahn auf einer Seite im Mittelhirn: Verlust der Kontrolle überwillkürliche Bewegungen der gegenüberliegenden Körperseite
• Mittelhirnhaube (Funktion) Mittelhirnhaube:- eine der farbigsten Regionen des Gehirns- enthält schwarze Substanz + roten Kern: wichtig bei der Kontrolle der willkürlichen Bewegungen
• Differenzierung des Rautenhirns Rautenhirn differenziert sich in drei wichtige Strukturen:1. Kleinhirn (Cerebellum)2. Brücke (Pons)3. Medulla oblongata (Medulla)Kleinhirn und Brücke:- entwickeln sich aus der rostralen Hälfte des Rautenhirns (=Metencephalon)Medulla:- entwickelt sich aus der caudalen Hälfte (= Myelencephalon oder Nachhirn)Liquorraum wird zum vierten VentrikelVierter Ventrikel: bildet die Fortsetzung des cerebralen Aquädukts im Mittelhirn- im Drei-Bläschen-Stadium erscheint das rostrale Rautenhirn im Querschnitt als einfaches Rohr- Gewebe wächst entlang der dorsal-lateralen Wand des Rohres, an der dorsalen Seite und in derMitte bis diese mit ihrem jeweiligen Gegenstück an der anderen Seite fusionieren- der so entstehende Lappen aus Hirngewebe wächst zum Kleinhirn aus- ventrale Wand des Rohres differenziert sich und nimmt an Volumen zu- Brücke entstehtDifferenzierung der caudalen Hälfte des Rautenhirns zur Medulla:- ventralen und lateralen Wände nehmen an Volumen zu- Abdeckung wird nur noch von einer dünnen Schicht aus nichtneuralen Ependymzellen gebildet- entlang der ventralen Oberfläche an beiden Seiten der Medulla verläuft ein wichtiges System derweißen Substanz- medulläre Pyramiden: dreieckige Form der Axonbündel im Querschnitt
• Rautenhirn (Funktion) Rautenhirn:- wichtiger Transportweg für Infos, die vom Vorderhirn zum Rückenmark und umgekehrt laufenBeteiligung der Neuronen des Rautenhirns:- Weiterverarbeitung von sensorischen Infos- Kontrolle der willkürlichen Bewegungen- Kontrolle der vegetativen Regulierung
• Kleinhirn (Funktion) Kleinhirn (Cerebellum):- wichtiges Kontrollzentrum für Bewegung- empfängt umfangreiche Signale von Axonen aus dem Rückenmark und der Brücke- Signale aus dem Rückenmark liefern Infos über die Lage des Körpers im Raum- Signale aus der Brücke enthalten Infos aus der Großhirnrinde über die Ziele von geplantenBewegungen- Kleinhirn vergleicht diese Infos und berechnet die Abfolge der Muskelkontraktion- Beschädigung des Kleinhirns führt zu unkoordinierten und unpassenden Bewegungen
• Axone, die in der Brücke enden (Funktion) - 90% der absteigenden Axone die durch das Mittelhirn gehen, bilden in der Brücke Synapsen mitNeuronen- Brückenzellen schalten diese Infos zum Kleinhirn gegenüber um- Brücke fungiert als umfassende „Schaltzentrale“- Brücke verbindet Großhirnrinde mit dem Kleinhirn- Brücke wölbt sich aus der ventralen Oberfläche des Hirnstammes auf- Brücke ist zuständig für die Koordination dieser ganzen Schaltkreise
• Axone, die nicht in der Brücke enden - Axone, die nicht in der Brücke enden, setzen sich an der caudalen Seite fort- treten in die medullären Pyramiden ein- meisten dieser Axone haben ihren Ursprung in der Großhirnrinde- meisten dieser Axone gehören zum Tractus corticospinalis (Pyramidenbahn)- Nahe der Stelle, wo die Medulla auf das Rückenmark trifft:Wechsel beider Pyramidenbahnen von einer Seite der Mittellinie auf die andere- Decussatio: Überkreuzung von Axonen von einer Seite auf die andere- Überkreuzung von Axonen in der Medulla erklärt, warum die Großhirnrinde an der einen Seite desGehirns die Bewegungen der entgegengesetzten Körperseite kontrolliert- Axone der Hörnerven bilden Synapsen mit Zellen in den Cochleariskernen der Medulla- Schädigung der Cochleariskerne führt zu Gehörlosigkeit
• Medulla (Funktion) Weitere sensorische Funktionen der Medulla:- Tastsinn- GeschmackssinnMedulla enthält Neuronen, die somatische sensorische Infos aus dem Rückenmark zum Thalamusleiten
  Zerstörung dieser Neuronen führt zu TaubheitsgefühlenAndere Neuronen leiten Geschmacksinfos von der Zunge zum Thalamus um
• Differenzierung des Rückenmarks 2.6 Differenzierung des Rückenmarks- Gewebe in den Wänden dehnt sich aus- durch die Ausdehnung verengt sich die Höhlung innerhalb des Rohres
  Bildung des schmalen und mit Liquor gefüllten Spinalkanal- graue Substanz (Bereich, indem sich Neuronen befinden) hat im Querschnitt Schmetterlingsform- oberer Teil des Schmetterlingsflügels: Hinterhorn- unterer Teil des Schmetterlingsflügels: Vorderhorn- graue Substanz zwischen Hinter- und Vorderhörnern: Intermediärzone- der Rest besteht aus weißer Substanz- weiße Substanz besteht aus Säulen aus Axonen, die im Rückenmark auf- und abwärts verlaufen- Hinterstränge: Axonbündel, die an der dorsalen Oberfläche des Rückenmarks liegen- Seitenstränge: Axonbündel, die jeweils seitlich der grauen Substanz verlaufen- Vorderstränge: Bündel an der ventralen Oberfläche
• Großhirnlappen - Temporallappen (Schläfenlappen): Spitze des Horns, liegt unter dem Schläfenbein (Tempus) desSchädels- Frontallappen (Stirnlappen): liegt direkt unter der Stirn- zentrale Furche (Sulcus centralis): bildet posteriore Grenze des Stirnlappens- Parietallappen (Scheitellappen): liegt caudal zur zentralen Furche unter dem Scheitelbein- Okzipitallappen (Hinterhauptslappen): liegt caudal zum Parietallappen, an der Rückseite desGroßhirns unter dem Scheitellappen
• Einteilung des Neocortex Einteilung des Neocortex in verschiedene Zonen (Brodmann) siehe 7.26Areale der Hirnrinde die unterschiedlich aussehen, haben auch unterschiedliche Funktionen3.1.1 Die Evolution des Neocortex und Struktur-Funktions-BeziehungenDer ursprüngliche Neocortex bestand aus drei Arten von Hirnrinde: (Krubitzer)1. Primäre sensorische ArealeErhalten von den afferenten sensorischen Bahnen als erstes die Signale2. Sekundäre sensorische ArealeSind mit den primären sensorischen Arealen stark verknüpft3. Motorische ArealeSind eng mit der Kontrolle der willkürlichen Bewegungen verknüpft- diese cortikalen Regionen erhalten über motorische Kerne des Thalamus Infos aus denBasalganglien und dem Kleinhirn- senden Signale an Motoneuronen im Hirnstamm und RückenmarkPrimärer motorischer Kortex (M1):- cortikale Area 4- sendet Signale direkt an Motoneuronen im Vorderhorn des RückenmarksAssoziationszonen des Cortex: Stirn- und Schläfenlappen

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