Limbisches System

Der Hippocampus ist eine zentrale Struktur für die Gedächtnisbildung, insbesondere des deklarativen Gedächtnisses (Erinnerungen von Orten, Fakten und Ereignissen), und zählt zu den wenigen Hirnregionen, in denen auch im Erwachsenenalter durch adulte Neurogenese neue Nervenzellen entstehen können.

Allgemeines:

• Gehört zum Archicortex
• Liegt eingerollt im Temporallappen an der medialen Wand des Cornu inferius des Seitenventrikels
• Der Name leitet sich von seiner Form ab („Seepferdchen“)

Anatomischer Aufbau:

Da mehrere Strukturen zum Hippocampus gehören, spricht man von einer Hippocampusformation (Formatio hippocampi):

• Gyrus dentatus
• Cornu Ammonis 
• Subiculum
• Area entorhinalis

Afferenzen:

• Hauptafferenz über den Tractus perforans aus der Area entorhinalis („Eingangstor zum Hippocampus“)
• Zusätzliche Afferenzen aus:
  • Thalamus
  • Gyrus cinguli
  • Corpus amygdaloideum
  • Verschiedenen Regionen des Neocortex

Efferenzen:

• Efferenzen (Axone der Pyramidenzellen) verlaufen im Alveus (dünne Schicht myelinisierter Fasern, die direkt an den Seitenventrikel grenzt)
• Der Alveus geht in die Fimbria hippocampi über, welche in den Fornix weiterzieht
• Zielregionen der Fornix-Fasern:
  • Corpora mamillaria
  • Hypothalamus
  • Corpus amygdaloideum
  • Septumkerne

Der Gyrus cinguli ist eine Hirnwindung des Telencephalons und zählt funktionell zum limbischen System.

Lage:

• Verläuft oberhalb (dorsal) des Corpus callosum
• Setzt sich unterhalb des rostralen Balkens in die Area subcallosa fort
• Enthält das Cingulum als wichtige Assoziationsbahn (Verbindung von Frontallappen mit dem Temporallappen (Subiculum, Hippocampus))

Funktionen:

• Teil des Papez-Neuronenkreises
• Beteiligung an vegetativen Prozessen
• Vorderer Teil (Pars anterior)
  • Relevant für emotionale Schmerzbewertung
• Hinterer Teil (Pars posterior)
  • Wichtig für Langzeitgedächtnis und Schmerzerinnerung

Die Septumkerne sind überwiegend cholinerge Kerngebiete des basalen Vorderhirns und spielen eine zentrale Rolle bei der Regulation von Gedächtnis, Aufmerksamkeit und emotionalem Verhalten im limbischen System.

• Lage: Basales Vorderhirn rostral der Commissura anterior
• Funktion: Modulation von Lern- und Gedächtnisprozessen, Förderung der selektiven Aufmerksamkeit sowie Einfluss auf emotionale und vegetative Regulation
• Vernetzung: Enge bidirektionale Verbindungen zum Hippocampus und Hypothalamus, zusätzlich Projektionen u. a. zur Amygdala, zum Thalamus und zum Gyrus cinguli

 Info

Klinischer Ausblick: Morbus Alzheimer

Beim Morbus Alzheimer kommt es frühzeitig zu einer Degeneration cholinerger Neurone des Ncl. basalis (Meynert) im basalen Vorderhirn. Der daraus resultierende Acetylcholinmangel trägt wesentlich zu Störungen von Gedächtnis, Aufmerksamkeit und Lernfähigkeit bei.

Die Amygdala ist ein paarig angelegter Kernbereich des limbischen Systems, der aus mehreren Kerngebieten besteht und vor allem für emotionale Prozesse (z. B. Interpretation von Gesichtsausdrücken), Flucht- und Angstreaktion sowie das emotionale Gedächtnis verantwortlich ist. 

Lage und Aufbau:

• Subkortikaler Kernkomplex im Temporallappen
• Liegt basal, vor dem Pes hippocampi und unterhalb des Unterhorns des Seitenventrikels

Kerngruppen:

Mikroskopisch ist das Corpus amygdaloideum in verschiedene Kerngebiete gegliedert, die sich grob in eine oberflächliche (kortikomediale) und eine tiefer liegende (basolaterale) Kerngruppe einteilen lassen.

• Oberflächliche (kortikomediale) Kerne
  • Hierzu zählen der Ncl. centralis und der Ncl. corticalis
• Tiefe (basolaterale) Kerne 
  • Hierzu zählen der Ncl. basalis medialis, der Ncl. basalis lateralis und der Ncl. lateralis
• Funktion
  • Entscheidend für die Verarbeitung und Bewertung von emotionalen Reizen
  • Speichert emotionsgeladene Gedächtnisinhalte
  • Zentral an der Vermittlung und Auslösung von Angst-, Wut- und Fluchtverhalten und weiteren emotionalen Reaktionen beteiligt
  • Steuert emotionale Einfärbung von Sinneseindrücken und beeinflusst unbewusste Verhaltensmuster

Afferenzen:

• Kortikomediale Kerne erhalten Geruchsinformationen aus dem Bulbus olfactorius
• Basolaterale Kerne empfangen optische und akustische Signale aus der entorhinalen und präpiriformen Rinde
• Zusätzliche Eingänge stammen aus dem sensorischen Thalamus, verschiedenen Assoziationsarealen und Bereichen des Neokortex

Efferenzen:

• Sendet Signale an viele kortikale und subkortikale Strukturen, u. a.:
  • Sensorische und präfrontale Kortexregionen
  • Hippocampus
  • Hypothalamus
  • Medulla oblongata, Ncl. basalis Meynert und periaquäduktales Grau

Der Papez-Kreis ist ein geschlossener Neuronenkreis, der bei der Konsolidierung von neuen Gedächtnisinhalten eine entscheidende Rolle spielt. Er überführt Informationen vom Kurzzeitgedächtnis (Primärgedächtnis) ins Langzeitgedächtnis (Sekundär- und Tertiärgedächtnis). Bei Ausfällen einzelner Strukturen kommt es zu einer anterograden Amnesie, während das bereits gespeicherte Langzeitgedächtnis oft erhalten bleibt. Der Ablauf ist folgendermaßen:

1. Hippocampus (v. a. Subiculum und Gyrus dentatus) sendet Efferenzen über den Fornix. Die Fasern erreichen das Corpus mamillare des Hypothalamus
2. Von dort ziehen sie weiter über den Fasciculus mamillothalamicus (Vicq-d’Azyr-Bündel) zu den Ncll. anteriores thalami
3. Die thalamischen Neurone projizieren über den Tractus thalamocingularis in den Gyrus cinguli
4. Vom Gyrus cinguli ziehen die Fasern über das Cingulum zur Area entorhinalis im Gyrus parahippocampalis
5. Über den Tractus perforans erfolgt die Rückkopplung zum Hippocampus, womit der Kreis geschlossen ist