Anatomie des Nervensystems (RD)

 Definition

Das Zentrale Nervensystem (ZNS) besteht aus Gehirn und Rückenmark.

Gliederung des Gehirns

Das ZNS gliedert sich in Gehirn (Encephalon) und Rückenmark (Medulla spinalis):

1. Das Gehirn liegt innerhalb des Schädels und setzt sich aus mehreren Abschnitten zusammen:
   • Großhirn (Telencephalon, auch Cerebrum)
   • Zwischenhirn (Diencephalon)
   • Mittelhirn (Mesencephalon)
   • Brücke (Pons)
   • Verlängertes Mark (Medulla oblongata)
   • Kleinhirn (Cerebellum)
2. Das Rückenmark schließt sich an die Medulla oblongata an und verläuft im Wirbelkanal 

Gehirn und Rückenmark sind umgeben von:

• Bindegewebigen Häuten (Meningen)
• Gehirn-Rückenmark(s)-Flüssigkeit (Liquor cerebrospinalis)

 Info

Das Rückenmark verbindet das Gehirn mit den Spinalnerven. Über seine Nervenbahnen werden Impulse vom Gehirn in den Körper und vom Körper zurück zum Gehirn weitergeleitet. Außerdem werden bestimmte Reflexe direkt im Rückenmark gesteuert, ohne dass das Gehirn beteiligt ist.

 Achtung

Die Spinalnerven zählen bereits zum peripheren Nervensystem (PNS). 

Wichtige funktionelle Strukturen innerhalb des ZNS:

• Hirnstamm (Truncus encephali) umfasst:
  • Mittelhirn 
  • Brücke 
  • Medulla oblongata
• Vorderhirn besteht aus:
  • Großhirn 
  • Zwischenhirn 
• Kleinhirn

Aufgaben

• Zuständig für die zentrale Verarbeitung sensorischer Reize aus der Körperperipherie
• Koordiniert und integriert Informationen zur Reaktionssteuerung
• Ermöglicht willkürliche Bewegungen (z.B. gezielte Muskelsteuerung)
• Sitz von bewusstem und unbewusstem Denken

Das Nervengewebe des zentralen Nervensystems lässt sich makroskopisch in zwei Bereiche unterteilen: 

Graue Substanz:

• Im Gehirn liegt die graue Substanz an der Oberfläche (z.B. Groß- und Kleinhirnrinde)
• Auch zentral liegende graue Substanz vorhanden in Form von Kerngebieten (z.B. Basalganglien)
• Im Rückenmark liegt sie zentral im Inneren
• Besteht überwiegend aus Zellkörpern von Neuronen mit ihren Fortsätzen und Synapsen und aus Gliazellen
• Ort der Informationsverarbeitung und Verschaltung

Weiße Substanz:

• Besteht hauptsächlich aus Axonen, also den Fortsätzen von Nervenzellen
• Besteht überwiegend aus myelinisierten Axonen, aber auch nicht myelinisierte Axone vorhanden
• Dient der Impulsweiterleitung
• Im Gehirn liegt sie unterhalb der grauen Substanz, im Rückenmark außen um die graue Substanz herum
• Im PNS: Nerven = weiße Substanz, Ganglien = graue Substanz

 Definition

Hirnhäute 

Die Hirnhäute (Meningen, Einzahl: Meninx) sind bindegewebige Schichten, die das gesamte zentrale Nervensystem (ZNS) umgeben. Sie umschließen sowohl das Gehirn als auch das Rückenmark. Sie dienen der Verankerung von Gehirn und Rückenmark im Schädel bzw. im Wirbelkanal. Sie bieten Schutz vor mechanischen Belastungen durch Pufferung von Verschiebungen und Volumenschwankungen und unterstützen metabolische Prozesse des Nervengewebes. 

Aufbau (von außen nach innen)

1. Dura mater (harte Hirnhaut)
2. Arachnoidea mater (Spinnengewebshaut)
3. Pia mater (weiche Hirnhaut)

 Tipp

• Arachnoidea und Pia mater bilden gemeinsam die weiche Hirn- bzw. Rückenmarkshaut (Leptomeninx)
  • Je nach Literatur wird unterschieden ob die Pia mater als Einzelnes als “weiche Hirnhaut” oder der Zusammenschluss von Arachnoidea und Pia mater als "weiche Hirnhaut” gilt
• Zwischen Arachnoidea und Pia mater liegt der Subarachnoidalraum → enthält Liquor cerebrospinalis

 Merke

Das Großhirn (Cerebrum oder Telencephalon) bildet den größten Teil des Gehirns und liegt oberhalb von Zwischenhirn, Hirnstamm und Kleinhirn. Es besteht aus zwei Großhirnhemisphären, die durch die Fissura longitudinalis voneinander getrennt sind. Das Großhirn ist der Sitz des Bewusstseins, der bewussten Sinneswahrnehmung, des Denkens, Lernens und Gedächtnisses sowie der Planung und Ausführung willkürlicher Bewegungen.

Funktionelle Bedeutung

Das Großhirn erfüllt zahlreiche, sehr vielfältige Aufgaben. Besonders bedeutsam für den Menschen sind unter anderem folgende Funktionen:

• Sitz des persönlichen Bewusstseins sowie der bewussten Wahrnehmung von Sinneseindrücken 
• Grundlage höherer geistiger Leistungen, wie das Erkennen und Bewerten der Umwelt sowie das Verständnis kultureller, sozialer und geistiger Zusammenhänge. Eine zentrale Rolle spielt dabei der assoziative Kortex, der weitgehend unabhängig von direkten Sinnesreizen arbeitet
• An Entstehung und Regulation von Emotionen beteiligt
• Ermöglicht Sprache und Kommunikation
• Planung und Ausführung willkürlicher Bewegungen
• Sitz des Gedächtnisses: Gedächtnisinhalte werden im Hippocampus angelegt und in verschiedenen Bereichen des assoziativen Kortex gespeichert

Lage und Aufbau

• Das Großhirn liegt im oberen und vorderen Bereich des Gehirns
• Das Cerebrum stellt den größten Abschnitt des Gehirns dar und besteht aus einer rechten und einer linken Hemisphäre, die durch die Interhemisphärenspalte voneinander getrennt sind
• Die Verbindung dieser beiden Hemisphären erfolgt über den Balken 
• Das Großhirn besteht aus zwei Hauptanteilen: 
  • Der Großhirnrinde und dem darunterliegenden 
  • Großhirnmark (Medulla)
• Umgeben ist das Großhirn von den Meningen
• Die Oberfläche des Großhirns wird durch zahlreiche Furchen (Sulci) und Windungen (Gyri) geprägt, welche die Hirnoberfläche vergrößern und damit die Zahl der Neuronen erhöhen. Dies bildet die Grundlage für komplexe kognitive Funktionen und eine differenzierte Informationsverarbeitung
• Jede Hemisphäre des Großhirns ist in fünf anatomisch und funktionell unterscheidbare Lappen unterteilt

Großhirnlappen

Frontallappen (Lobus frontalis):

• Liegt im vorderen Bereich des Gehirns
• Funktionelle Zentren:
  • Primär motorischer Kortex
  • Motorisches Sprachzentrum
  • Frontales Augenfeld
  • Frontaler Assoziationskortex 

Parietallappen (Lobus parietalis):

• Liegt zwischen Frontal- und Okzipitallappen
• Funktionelles Zentrum: 
  • Primär somatosensorischer Kortex

Temporallappen (Lobus temporalis):

• Befindet sich unterhalb des Frontal- und Parietallappens, getrennt durch den Sulcus lateralis 
• Funktionelle Zentren: 
  • Hörzentrum
  • Sensorisches Sprachzentrum

Okzipitallappen (Lobus occipitalis):

• Hinterster Teil des Großhrins
• Funktionelles Zentrum: 
  • Visueller Cortex 

Insellappen (Lobus insularis):

• Liegt in der Tiefe des Sulcus lateralis
• Wird von Anteilen des Frontal-, Temporal- und Parietallappens überdeckt
• Funktion: 
  • Allgemein und spezielle viszero- und somatosafferente Reize (Sinnesreize, die zum Gehirn geleitet werden)
  • Primär gustatorischer Cortex (Wahrnehmung von Geschmacksreizen)
  • Lage- und Bewegungswahrnehmung
  • Schmerzwahrnehmung

Rinde und Mark:

Großhirnrinde:

• Besteht überwiegend aus grauer Substanz mit hoher Dichte an Nervenzellkörpern
• Enthält funktionelle Zentren
• Ermöglicht unter anderem:
  • Bewusste Sinneswahrnehmung (z.B. sehen, hören, fühlen)
  • Sprachverarbeitung (sprechen, lesen, verstehen)
  • Komplexes Denken und Gedächtnisbildung
  • Planung und Steuerung willkürlicher Bewegungen
  • Gilt als Sitz des Bewusstseins und der Persönlichkeit

Großhirnmark:

• Besteht hauptsächlich aus weißer Substanz, also aus myelinisierten Nervenfasern (Axonen)
• Enthält wichtige Leitungsbahnen, darunter:
  • Assoziationsfasern (verbinden Rindenareale einer Hemisphäre)
  • Kommissurenfasern (verknüpfen die beiden Hemisphären, z.B. im Corpus callosum)
  • Projektionsfasern (leiten Informationen zu und von tiefer liegenden Hirnstrukturen oder dem Rückenmark)
  • Enthält Basalkerne: sie gehören wie der Cortex zur grauen Substanz

 Merke

Das Zwischenhirn (Diencephalon) liegt zentral im Gehirn zwischen dem Großhirn und dem Hirnstamm. Es setzt sich unter anderem aus Thalamus, Hypothalamus, Epithalamus und Subthalamus zusammen. Das Zwischenhirn übernimmt wichtige Aufgaben als Schaltstelle für Sinnesinformationen, bei der Steuerung des vegetativen Nervensystems, der Regulation des Hormonhaushalts sowie bei der Kontrolle von Emotionen, dem Schlaf-Wach-Rhythmus und der Homöostase.

Funktionelle Bedeutung

Das Zwischenhirn (Diencephalon) übernimmt zentrale Steuerungs- und Schaltfunktionen und bildet eine wichtige Verbindung zwischen dem Großhirn, dem Hirnstamm und dem Hormonsystem.

• Schaltzentrale für Sinnesinformationen (Thalamus)
• Steuerung des vegetativen Nervensystems
• Regulation des Hormonhaushalts (Hypothalamus, Hypophyse)
• Aufrechterhaltung der Homöostase (z.B. Temperatur, Hunger, Durst)
• Beteiligung an Emotionen und Motivation
• Regulation des Schlaf-Wach-Rhythmus
• Einfluss auf Bewusstsein und Aufmerksamkeit

Lage und Aufbau

• Das Zwischenhirn liegt zwischen Mittelhirn und Großhirn 
• Es wird größtenteils vom Cerebrum überlagert
• Der III. Ventrikel wird beidseits vom Diencephalon umschlossen
• Gliederung:
  • Thalamus
  • Epithalamus inkl. Epiphyse (Glandula pinealis, Zirbeldrüse)
  • Subthalamus
  • Hypothalamus
  • Hypophyse (Hirnanhangsdrüse, funktionell eng mit dem Hypothalamus verbunden)

Thalamus:

• Allgemeine Funktion:
  • Gilt als Tor zum Bewusstsein
  • Filtert und verarbeitet sensorische Informationen aus dem Körper und Gehirn
  • Leitet fast alle sensiblen / sensorischen Afferenzen an den Cortex weiter
  • Ausnahme: Riechfasern, die direkt zur Großhirnrinde ziehen
• Lage:
  • Befindet sich zentral im Diencephalon
  • Liegt beidseits des III. Ventrikels

Epithalamus:

• Allgemeine Funktion:
  • Produziert das Hormon Melatonin → Epiphyse
  • Umschaltstelle für unter anderem olfaktorische Impulse → Habenulae
  • Beteiligt an Pupillenreaktion → Area pretectalis
• Lage: Der Epithalamus liegt okzipital des Thalamus 

Subthalamus:

• Allgemeine Funktion:
  • Beteiligt an der Regulation der Motorik
  • Wirkt hemmend auf motorische Bewegungsprogramme
• Lage: Liegt unterhalb des Thalamus und lateral des Hypothalamus

Hypothalamus:

• Allgemeine Funktion:
  • Zentrales Steuer- und Integrationszentrum des vegetativen Nervensystems
  • Reguliert grundlegende Körperfunktionen, wie:
    • Wasserhaushalt, Kreislaufsystem
    • Körpertemperatur, Nahrungsaufnahme
    • Sexualverhalten, Hormonbildung
• Lage: 
  • Liegt unterhalb des Thalamus
  • Bildet den Boden und teilweise die seitliche Wand des III. Ventrikels
• Der Hypothalamus ist über zahlreiche Bahnen mit verschiedenen Bereichen des Nervensystems vernetzt

Hypophyse:

• Allgemeine Funktion:
  • Die Hypophyse ist eine zentrale endokrine Drüse und übernimmt eine Schlüsselfunktion bei der hormonellen Regulation vieler Körperfunktionen
• Lage:
  • Befindet sich in der Fossa hypophysialis der Sella turcica (Os sphenoidale)
  • Ist über das Infundibulum mit dem Hypothalamus verbunden
  • Operativ kann sie über die Nasenhöhle und den Sinus sphenoidalis erreicht werden (z.B. bei Tumoren)
• Aufbau, besteht aus zwei Hauptteilen:
  1. Hypophysenvorderlappen (Adenohypophyse):
     1. Drüsengewebe
     2. Produziert Hormone selbst, z.B. ACTH (regt die Nebennierenrinde zur Cortisolproduktion an)
  2. Hypophysenhinterlappen (Neurohypophyse):
     1. Nervengewebe
     2. Speichert und gibt Hormone des Hypothalamus ab, z.B. ADH (reguliert die Wasserrückresorption in der Niere)

 Merke

Das Kleinhirn (Cerebellum) befindet sich zwischen dem Okzipitallappen des Großhirns und dem Hirnstamm. Es setzt sich aus zwei Kleinhirnhemisphären zusammen, die durch den Kleinhirnwurm (Vermis) miteinander verbunden sind. In enger Zusammenarbeit mit dem Großhirn sorgt es für die Feinabstimmung von Bewegungen und steht über das Innenohr in Verbindung, um das Gleichgewicht aufrechtzuerhalten.

Funktionelle Bedeutung

Das Kleinhirn spielt eine wichtige Rolle bei der Koordination von Bewegungen und dem Gleichgewicht:

• Feinabstimmung willkürlicher Bewegungen
• Enge Zusammenarbeit mit dem Großhirn
• Koordination von Bewegungsabläufen
• Regulation von Körperhaltung und Muskelspannung
• Aufrechterhaltung des Gleichgewichts
• Verbindung mit dem Gleichgewichtsorgan des Innenohrs

Lage und Aufbau

• Liegt im hinteren Schädelbereich
• Befindet sich unterhalb des Großhirns 
• Liegt hinter dem Hirnstamm
• Es bildet den Boden der hinteren Schädelgrube
• Gliederung:
  • Zwei Kleinhirnhemisphären 
  • Kleinhirnwurm 
• Die Kleinhirn-Hemisphären bestehen aus je 3 Lappen:
  • Lobus anterior
  • Lobus posterior
  • Lobus flocculonodularis
• Die Kleinhirnsegel bilden das zeltartige Dach des IV. Ventrikels

 Merke

Der Hirnstamm liegt zwischen dem Großhirn und dem Rückenmark und bildet die Verbindung zwischen beiden. Er setzt sich aus Mittelhirn (Mesencephalon), Brücke (Pons) und verlängertem Rückenmark (Medulla oblongata) zusammen. Der Hirnstamm übernimmt zentrale Aufgaben bei der Weiterleitung von Nervenimpulsen, der Steuerung lebenswichtiger Funktionen wie Atmung und Herzfrequenz sowie bei der Regulation von Wachheit und Bewusstsein.

Funktionelle Bedeutung

Der Hirnstamm ist ein lebenswichtiges Steuerzentrum und verbindet das Großhirn mit dem Rückenmark.

• Weiterleitung von Nervenimpulsen zwischen Großhirn, Kleinhirn und Rückenmark
• Steuerung lebenswichtiger Funktionen wie Atmung, Herzfrequenz und Blutdruck
• Sitz wichtiger Reflexzentren (z.B. Schluck-, Husten-, Nies- und Brechreflex)
• Regulation von Wachheit und Bewusstsein (Formatio reticularis)
• Ursprung vieler Hirnnerven (Augenbewegungen, Mimik, Schluckakt, Hörsinn)
• Beteiligung an Muskeltonus und Haltung

Lage und Aufbau

• Der Hirnstamm setzt sich aus drei Hauptabschnitten zusammen: 
  • Mittelhirn (Mesencephalon)
  • Brücke (Pons) 
  • Verlängertes Mark (Medulla oblongata)
• Grenzt kranial an das Zwischenhirn und kaudal an das Rückenmark

Mittelhirn:

• Allgemeine Funktion:
  • Weiterleitung von Nervenimpulsen zwischen Großhirn, Brücke und Rückenmark
  • Steuerung von Augenbewegungen und Pupillenreflexen
  • Beteiligung an Seh- und Hörreflexen
  • Regulation von Muskeltonus und Körperhaltung
  • Einfluss auf Wachheit und Aufmerksamkeit
• Lage:
  • Zwischen Diencephalon und Pons 

Brücke (Pons):

• Allgemeine Funktion:
  • Feinabstimmung geplanter Bewegungen
• Lage:
  • Liegt zwischen dem Mesencephalon und der Medulla oblongata 
  • Grenzt das Cerebellum an

Verlängertes Mark (Medulla oblongata):

• Allgemeine Funktion:
  • Steuerung lebenswichtiger Funktionen wie Atmung, Herzfrequenz und Blutdruck
  • Sitz wichtiger Reflexzentren (z.B. Schlucken, Husten, Niesen, Erbrechen)
  • Weiterleitung von Nervenimpulsen zwischen Rückenmark und höheren Hirnzentren
  • Beteiligung an der Regulation des Muskeltonus
  • Ursprung und Durchtritt mehrerer Hirnnerven (VIII–XII)
• Lage:
  • Die Medulla oblongata schließt direkt an das Rückenmark an und liegt unterhalb des Pons
  • Dorsal grenzt das Kleinhirn an
  • Zwischen Pons und Kleinhirn liegt ein Teil des IV. Ventrikels und die Rautengrube

 Merke

Das Rückenmark (Medulla spinalis) liegt im Wirbelkanal der Wirbelsäule und erstreckt sich vom Foramen magnum bis etwa zum ersten bis zweiten Lendenwirbel. Es stellt die Verbindung zwischen Gehirn und Körper dar und gibt beidseits Spinalnerven ab, die zum peripheren Nervensystem gehören. Das Rückenmark ist für die Weiterleitung sensibler und motorischer Informationen sowie für die Durchführung von Reflexen verantwortlich.

Funktionelle Bedeutung

Das Rückenmark ist ein zentraler Bestandteil des Nervensystems und übernimmt wichtige Aufgaben bei der Weiterleitung von Informationen sowie der Steuerung von Reflexen.

• Leitungsfunktion → Weiterleitung sensibler Informationen zum Gehirn und motorischer Befehle vom Gehirn zum Körper
• Reflexe → Durchführung schneller, unwillkürlicher Reflexe ohne Beteiligung des Gehirns
• Verbindung zwischen Gehirn und Peripherie → Kopplung von Organen, Muskeln und Haut mit dem zentralen Nervensystem
• Segmentale Steuerung → Versorgung bestimmter Körperabschnitte über einzelne Rückenmarkssegmente
• Beteiligung an vegetativen Funktionen → Steuerung innerer Organe über das vegetative Nervensystem

Lage 

• Verläuft im Wirbelkanal 
• Das Rückenmark endet beim Erwachsenen auf Höhe des 1. bis 2. Lendenwirbelkörpers 
• Ist direkt mit der Medulla oblongata verbunden
• Umschlossen wird das Rückenmark von den drei Hirnhäuten (Dura mater, Arachnoidea mater, Pia mater)
• Die Spinalnerven treten durch die Foramina intervertebralia in bzw. aus dem Wirbelkanal

Aufbau 

Spinalnerven:

• Beidseits des Rückenmarks treten Rückenmarks- bzw. Spinalnerven aus
• Diese Nerven verlassen das Rückenmark paarweise, jeweils als rechter und linker Nerv
• Insgesamt 31 Spinalnervenpaare treten über die Zwischenwirbellöcher ein bzw. aus:
  • 8 Zervikalnerven
  • 12 Thorakalnerven
  • 5 Lumbalnerven
  • 5 Sakralnerven
  • 1 Kokzygealnerv

 Merke

Spinalnerven treten aus dem Rückenmark aus, gehören aber nicht mehr zum Zentralen Nervensystem (ZNS), sondern zum Peripheren Nervensystem (PNS).

→ Alles außerhalb von Gehirn und Rückenmark = PNS

Cauda equina:

• Ansammlung intradural verlaufender Spinalnervenwurzeln am Ende des Rückenmarks
• Entstehung durch ungleiche Längenentwicklung von Rückenmark und Wirbelsäule
• Rückenmark reicht nur bis Höhe L1–L2, jedoch Nervenwurzeln der unteren Segmente ziehen weiter nach kaudal wie ein „Pferdeschweif“
• Ziehen zu den Foramina intervertebralia → Austritt aus der Wirbelsäule

Rückenmarkshäute (Meningen):

 Merke

Das Rückenmark wird von mehreren Rückenmarkshäuten umgeben, die es mechanisch schützen und vom knöchernen Wirbelkanal abgrenzen. Oberhalb des Foramen magnum setzen sie sich als Hirnhäute fort. Diese Schichten lassen sich in eine harte und eine weiche Schicht unterteilen. 

Die Schichtfolge von außen nach innen ist folgende: 

1. Periost
2. Epiduralraum:
   • Enthält Fett- und Bindegewebe
3. Harte Rückenmarkshaut:
   1. Besteht aus der Dura mater spinalis
4. Weiche Rückenmarkshaut:
   1. Besteht aus: 
      1. Arachnoidea mater spinalis (Spinngewebshaut)
      2. Subarachnoidalraum (Cavitas subarachnoidalis)
      3. Pia mater spinalis
      4. Die Pia mater spinalis liegt dem Rückenmark direkt auf

 Info

Zwischen der Dura mater spinalis und der Pia mater spinalis verlaufen paarige Faserzüge, die der Aufhängung des Rückenmarks dienen. Diese Strukturen werden zusammen als Lig. denticulatum bezeichnet.

Innerer Aufbau des Rückenmarks:

• In der Mitte des Rückenmarks befindet sich der Canalis centralis, ein feiner, mit Liquor gefüllter Kanal → ist Teil des Ventrikelsystems und dient der Ernährung sowie dem Schutz des Nervengewebes dient

• Graue und weiße Substanz übernehmen unterschiedliche Aufgaben:
  • Graue Substanz:
    • Vorderhorn → motorische Nervenzellen, leiten Signale zu den Muskeln
    • Hinterhorn → Verarbeitung sensibler (sensorischer) Informationen aus der Peripherie
    • Seitenhorn → Teil des vegetativen Nervensystems, Steuerung innerer Organe
      • Das Seitenhorn ist nur in den Segmenten C8–L2 und S2–S4 vorhanden
  • Weiße Substanz:
    • Aufsteigende Bahnen → leiten Sinnesinformationen zum Gehirn
    • Absteigende Bahnen → leiten motorische Befehle vom Gehirn zum Körper

 Tipp

Die graue und weiße Substanz bilden den inneren Aufbau des Rückenmarks und übernehmen unterschiedliche Aufgaben in der Verarbeitung und Weiterleitung von Nervenimpulsen.

 Merke

Das Zentralnervensystem (ZNS) ist vollständig von der Gehirn-Rückenmark-Flüssigkeit (Liquor cerebrospinalis) umgeben. Der Liquor befindet sich sowohl außerhalb von Gehirn und Rückenmark als auch innerhalb der Hirnventrikel.

Aufgaben:

• Schutz von Gehirn und Rückenmark vor Erschütterungen
• Versorgung des Nervengewebes mit Nährstoffen
• Abtransport von Stoffwechselprodukten

Liquorbildung und -resorption:

• Bildung in den Plexus choroidei der Hirnventrikel
• Fluss: Seitenventrikel → III. Ventrikel → IV. Ventrikel → Subarachnoidalraum
• Resorption vorwiegend über die Arachnoidalgranulationen und entlang der Spinalnerven
• Gesamtmenge ca. 150 ml, vollständiger Austausch 3–4 mal täglich

Liquorzirkulation:

Insgesamt enthält das Liquorsystem rund 150 ml Liquor, der sich etwa drei- bis viermal täglich vollständig erneuert. Der Liquor zirkuliert im Ventrikelsystem und Subarachnoidalraum und wird kontinuierlich neu gebildet und resorbiert. Seine Produktion erfolgt in den Plexus choroidei aller Hirnventrikel.

Arterielle Blutversorgung des Gehirns

 Merke

Das Gehirn wird über zwei Hauptarterienpaare mit arteriellem Blut versorgt: die Aa. carotides internae und die Aa. vertebrales. Diese beiden Versorgungsgebiete sind über den Circulus arteriosus cerebri (Willisii) miteinander verbunden, was eine Umleitung des Blutflusses bei Gefäßverschlüssen ermöglicht.

 Info

Stromgebiete:

1. Karotisstromgebiet:
   1. A. carotis interna
   2. Endäste: A. cerebri anterior und A. cerebri media
2. Vertebrobasiläres Stromgebiet: 
   1. Aa. vertebrales vereinigen sich zur A. basilaris
   2. Endäste der A. basilaris: Aa. cerebri posteriores
   3. Versorgt vorwiegend Hirnstamm, Kleinhirn und hintere Hirnabschnitte

 Tipp

Klinischer Ausblick: Ischämie:

• A. cerebri anterior: Schädigung → häufig kontralaterale sensomotorische Hemiparese des Beins
• A. cerebri media: Eine Durchblutungsstörung führt zu einer kontralateralen sensomotorischen Hemiparese
• A. cerebri posterior: Eine Durchblutungsstörung führt zu einer homonymen Hemianopsie (Ausfall des Gesichtsfeldes zur Gegenseite)

Venöser Abfluss des Gehirns

Das Blut aus dem Gehirn wird über oberflächliche und tiefe Venen abgeleitet. Diese münden in die venösen Blutleiter der harten Hirnhaut, von wo aus das Blut über die innere Halsvene den Schädel verlässt.

 Merke

 Im Gegensatz zu allen anderen Venen sind Hirnvenen klappenlos.

 Definition

Die Blut-Hirn-Schranke bildet eine selektiv durchlässige Barriere zwischen Hirnsubstanz und Blutstrom, die den Stoffaustausch im Zentralnervensystem (ZNS) reguliert. Sie verhindert den Übertritt unerwünschter Substanzen aus dem Blut in das Nervengewebe.

• Die Blut-Hirn-Schranke ist für kleine, lipophile Moleküle wie CO₂, O₂, NH₃ und Ethanol durchlässig
• Hydrophile Substanzen wie Elektrolyte und Aminosäuren werden blockiert

Aufbau:

 Tipp

Merksatz: Endothel dicht - Astrozyten steuern - Perizyten stabilisieren - Mikroglia schützen

 Definition

Das periphere Nervensystem (PNS) umfasst alle Nerven außerhalb von Gehirn und Rückenmark und verbindet das zentrale Nervensystem mit dem restlichen Körper.

• Leitet sensorische Informationen von Rezeptoren zum ZNS
• Überträgt motorische Signale vom ZNS an Muskeln und Organe
• Besteht aus:
  • 10 Hirnnervenpaaren, die das Gehirn verlassen 
  • 31 Spinalnervenpaaren, die aus dem Rückenmark austreten

 Achtung

Hirnnerven I und II sind Ausstülpungen des zentralen Nervensystem (ZNS) und zählen deshalb nicht zum peripheren Nervensystem (PNS).

 Definition

Die Hirnnerven sind paarige Nerven, die direkt aus dem Gehirn austreten. Insgesamt gibt es 12 Hirnnervenpaare, die mit römischen Ziffern I–XII bezeichnet werden. Sie gehören überwiegend zum peripheren Nervensystem und versorgen vorwiegend den Kopf- und Halsbereich. Eine Ausnahme bildet der X. Hirnnerv (Nervus vagus), der auch Brust- und Bauchorgane innerviert.

Lage und Ursprung

• Die Hirnnerven entspringen oder enden an Hirnnervenkernen, die funktionell als Umschaltstellen für motorische, sensible und vegetative Fasern dienen
• Diese befinden sich im Hirnstamm (Ausnahme I. und II. Hirnnerv)
• Über Öffnungen und Kanäle der Schädelknochen verlassen die Hirnnerven die Schädelhöhle und ziehen zu ihren Zielorganen
• Die meisten Hirnnerven verzweigen sich im Verlauf in mehrere Äste, wodurch sie unterschiedliche sensorische, motorische und vegetative Strukturen versorgen

Aufgaben

Die Hirnnerven erfüllen unterschiedliche Aufgaben:

• Sensorische Funktionen:
  • Sehen
  • Hören
  • Gleichgewicht
  • Schmecken
  • Riechen
• Sensible Funktionen:
  • Berührungs-, Schmerz- und Temperaturempfindung im Kopf-Hals-Bereich
• Motorische Funktionen:
  • Mimische Muskulatur
  • Kaumuskulatur
  • Augenmuskeln
  • Muskeln von Rachen und Kehlkopf
• Vegetative Funktionen:
  • Steuerung von Organfunktionen (z.B. Herzfrequenz, Verdauung, Drüsensekretion)

 Tipp

Zur besseren Erinnerung an die Anfangsbuchstaben der zwölf Hirnnerven kann folgende Eselsbrücke verwendet werden:

„Orthopäde Olaf operiert tagtäglich, aber freitags verbiegt er gerne viele alte Hüftgelenke.“

 Definition

Die Spinalnerven entstehen durch den Zusammenschluss der Fasern der Vorder- und Hinterwurzel eines jeweiligen Rückenmarksegments. Im Unterschied zu den Hirnnerven weisen alle Spinalnerven einen einheitlichen Aufbau auf und besitzen hinsichtlich ihrer Faserqualitäten und Verzweigungen die gleiche Struktur.

• Beidseits des Rückenmarks treten Rückenmarks- bzw. Spinalnerven aus 
• Diese Nerven verlassen das Rückenmark paarweise, jeweils als rechter und linker Nerv
• Insgesamt 31 Spinalnervenpaare treten über die Zwischenwirbellöcher ein bzw. aus:
  • 8 Zervikalnerven
  • 12 Thorakalnerven
  • 5 Lumbalnerven
  • 5 Sakralnerven
  • 1 Kokzygealnerv

Aufbau eines Spinalnervs

• Die Spinalnerven entstehen durch den Zusammenschluss der Fasern der Vorder- und Hinterwurzel eines jeweiligen Rückenmarksegments
• Durch die Vereinigung motorischer und autonomer Fasern der Vorderwurzel mit sensiblen Fasern der Hinterwurzel enthalten nahezu alle Spinalnerven (außer dem rein motorischen 1. Spinalnerv) alle drei Faserqualitäten:
  • Motorische und autonome Fasern:
    • Leiten Signale vom Rückenmark weg
    • Ihre Zellkörper liegen im Vorder- und Seitenhorn des Rückenmarks und gehören zum ZNS
  • Sensible Fasern:
    • Leiten Informationen zum Rückenmark hin
    • Ihre Zellkörper befinden sich außerhalb des ZNS in den Spinalganglien der Hinterwurzel

Periphere Nerven

 Definition

Ein peripherer Nerv ist ein Nervenstrang des peripheren Nervensystems, der aus den Ästen der Spinal- oder Hirnnerven hervorgeht und motorische, sensible und/oder autonome Informationen zwischen dem zentralen Nervensystem und der Peripherie des Körpers überträgt.

• Die peripheren Nerven stellen die Fortsetzung der Rami anteriores der Spinalnerven dar
• Auf ihrem weiteren Verlauf verzweigen sie sich häufig oder geben Äste mit eigenen Bezeichnungen ab

 Tipp

Beispiel: 

So setzt sich der Spinalnerv des zweiten Brustsegments als zweiter Zwischenrippennerv (Nervus intercostalis) fort. Dieser teilt sich im Verlauf in zwei Hautäste, den Ramus cutaneus lateralis und den Ramus cutaneus anterior, die für die sensible Innervation der seitlichen und vorderen Rumpfwand zuständig sind.

Nervengeflechte (Plexus):

• Nur die Rami anteriores der thorakalen Spinalnerven ziehen ohne Umwege direkt zu ihren Zielgebieten
• Die Rami anteriores der übrigen Spinalnerven (Hals-, Lenden-, Kreuzbein- und Steißbeinnerven) schließen sich zunächst zu Nervengeflechten (Plexus) zusammen
• Diese Nervenplexus entstehen durch das Zusammenlagern der Rami anteriores mehrerer Spinalnerven, wobei ein Austausch der Nervenfasern erfolgt
• Aus diesen Geflechten gehen anschließend die peripheren Nerven hervor, die in die Peripherie ziehen

 Merke

Durch diese Neuordnung der Spinalnervenfasern werden die meisten Muskeln von mehreren Rückenmarksegmenten gleichzeitig innerviert und sind somit nicht nur von einem einzelnen Segment abhängig.

Dermatome

 Definition

Ein Dermatom ist ein Hautareal, das sensibel von den Fasern der Hinterwurzel eines einzelnen Spinalnervs innerviert wird. Der Spinalnerv C1 bildet eine Ausnahme, da er nur motorische Fasern enthält und somit kein Dermatom besitzt

• Dermatome verlaufen segmental entlang des Körpers und zeigen die ursprüngliche Segmentierung des Nervensystems während der Embryonalentwicklung
• Am Rumpf sind sie streifenförmig angeordnet, während sie an den Extremitäten einem durch die Gliedmaßenentwicklung bedingten rotatorischen Verlauf folgen
• Benachbarte Dermatome überlappen sich, weshalb eine Läsion meist nicht zum vollständigen Sensibilitätsausfall im betroffenen Areal führt

 Tipp

In der neurologischen Diagnostik sind Dermatome ein wichtiges Hilfsmittel, um die Lokalisation einer Läsion zu bestimmen.

Zentrales Nervensystem

 Definition

Das Zentrale Nervensystem (ZNS) besteht aus Gehirn und Rückenmark.

Graue und weiße Substanz:

Das Nervengewebe des zentralen Nervensystems lässt sich makroskopisch in zwei Bereiche unterteilen: 

• Graue Substanz (Substantia grisea): Im Gehirn liegt die graue Substanz an der Oberfläche (z.B. Groß- und Kleinhirnrinde)
• Weiße Substanz (Substantia alba): Besteht hauptsächlich aus Axonen, also den Fortsätzen von Nervenzellen

Hirnhäute:

 Definition

Hirnhäute 

Die Hirnhäute (Meningen, Einzahl: Meninx) sind bindegewebige Schichten, die das gesamte zentrale Nervensystem (ZNS) umgeben. Sie umschließen sowohl das Gehirn als auch das Rückenmark. Sie dienen der Verankerung von Gehirn und Rückenmark im Schädel bzw. im Wirbelkanal. Sie bieten Schutz vor mechanischen Belastungen durch Pufferung von Verschiebungen und Volumenschwankungen und unterstützen metabolische Prozesse des Nervengewebes. 

Aufbau (von außen nach innen)

1. Dura mater (harte Hirnhaut)
2. Arachnoidea mater (Spinnengewebshaut)
3. Pia mater (weiche Hirnhaut)

Großhirn:

 Merke

Das Großhirn (Cerebrumoder Telencephalon) bildet den größten Teil des Gehirns und liegt oberhalb von Zwischenhirn, Hirnstamm und Kleinhirn. Es besteht aus zwei Großhirnhemisphären, die durch die Fissura longitudinalis voneinander getrennt sind. Das Großhirn ist der Sitz des Bewusstseins, der bewussten Sinneswahrnehmung, des Denkens, Lernens und Gedächtnisses sowie der Planung und Ausführung willkürlicher Bewegungen.

• Jede Hemisphäre des Großhirns ist in fünf anatomisch und funktionell unterscheidbare Lappen unterteilt:
  • Frontallappen (Lobus frontalis)
  • Parietallappen (Lobus parietalis)
  • Temporallappen (Lobus temporalis)
  • Okzipitallappen (Lobus occipitalis)
  • Insellappen (Lobus insularis)
• Rinde und Mark:
  • Großhirnrinde (Cortex cerebri):
    • Besteht überwiegend aus grauer Substanz mit hoher Dichte an Nervenzellkörpern
    • Enthält funktionelle Zentren
  • Großhirnmark (Medulla):
    • Besteht hauptsächlich aus weißer Substanz, also aus myelinisierten Nervenfasern (Axonen)
    • Enthält wichtige Leitungsbahnen

Zwischenhirn:

 Merke

Das Zwischenhirn (Diencephalon) liegt zentral im Gehirn zwischen dem Großhirn und dem Hirnstamm. Es setzt sich unter anderem aus Thalamus, Hypothalamus, Epithalamus und Subthalamus zusammen. Das Zwischenhirn übernimmt wichtige Aufgaben als Schaltstelle für Sinnesinformationen, bei der Steuerung des vegetativen Nervensystems, der Regulation des Hormonhaushalts sowie bei der Kontrolle von Emotionen, dem Schlaf-Wach-Rhythmus und der Homöostase.

• Gliederung des Diencephalons:
  • Thalamus:
    • Gilt als Tor zum Bewusstsein
    • Filtert und verarbeitet sensorische Informationen aus dem Körper und Gehirn
  • Epithalamus inkl. Epiphyse (Glandula pinealis, Zirbeldrüse):
    • Produziert das Hormon Melatonin → Epiphyse
    • Umschaltstelle für unter anderem olfaktorische Impulse → Habenulae
    • Beteiligt an Pupillenreaktion → Area pretectalis
  • Subthalamus:
    • Beteiligt an der Regulation der Motorik
    • Wirkt hemmend auf motorische Bewegungsprogramme
  • Hypothalamus:
    • Zentrales Steuer- und Integrationszentrum des vegetativen Nervensystems
  • Hypophyse:
    • Hirnanhangsdrüse, funktionell eng mit dem Hypothalamus verbunden)
    • Die Hypophyse ist eine zentrale endokrine Drüse und übernimmt eine Schlüsselfunktion bei der hormonellen Regulation vieler Körperfunktionen

Kleinhirn:

 Merke

Das Kleinhirn (Cerebellum) befindet sich zwischen dem Okzipitallappen des Großhirns und dem Hirnstamm. Es setzt sich aus zwei Kleinhirnhemisphären zusammen, die durch den Kleinhirnwurm (Vermis) miteinander verbunden sind. In enger Zusammenarbeit mit dem Großhirn sorgt es für die Feinabstimmung von Bewegungen und steht über das Innenohr in Verbindung, um das Gleichgewicht aufrechtzuerhalten.

• Gliederung des Kleinhirns (Cerebellum):
  • Zwei Kleinhirnhemisphären (Hemispheria cerebelli)
  • Kleinhirnwurm (Vermis cerebelli)
• Die Kleinhirnhemisphären bestehen aus je 3 Lappen:
  • Lobus anterior
  • Lobus posterior
  • Lobus flocculonodularis

Hirnstamm:

 Merke

Der Hirnstamm liegt zwischen dem Großhirn und dem Rückenmark und bildet die Verbindung zwischen beiden. Er setzt sich aus Mittelhirn, Brücke (Pons) und Medulla oblongata zusammen. Der Hirnstamm übernimmt zentrale Aufgaben bei der Weiterleitung von Nervenimpulsen, der Steuerung lebenswichtiger Funktionen wie Atmung und Herzfrequenz sowie bei der Regulation von Wachheit und Bewusstsein.

Mittelhirn (Mesencephalon)

• Allgemeine Funktion:
  • Weiterleitung von Nervenimpulsen zwischen Großhirn, Brücke und Rückenmark
  • Steuerung von Augenbewegungen und Pupillenreflexen
  • Beteiligung an Seh- und Hörreflexen
  • Regulation von Muskeltonus und Körperhaltung
  • Einfluss auf Wachheit und Aufmerksamkeit

Brücke (Pons)

• Allgemeine Funktion:
  • Feinabstimmung geplanter Bewegungen

Verlängertes Mark (Medulla oblongata):

• Allgemeine Funktion:
  • Steuerung lebenswichtiger Funktionen wie Atmung, Herzfrequenz und Blutdruck
  • Sitz wichtiger Reflexzentren (z.B. Schlucken, Husten, Niesen, Erbrechen)
  • Weiterleitung von Nervenimpulsen zwischen Rückenmark und höheren Hirnzentren
  • Beteiligung an der Regulation des Muskeltonus
  • Ursprung und Durchtritt mehrerer Hirnnerven (VIII–XII)

Rückenmark:

 Merke

Das Rückenmark (Medulla spinalis) liegt im Wirbelkanal der Wirbelsäule und erstreckt sich vom Foramen magnum bis etwa zum ersten bis zweiten Lendenwirbel. Es stellt die Verbindung zwischen Gehirn und Körper dar und gibt beidseits Spinalnerven ab, die zum peripheren Nervensystem gehören. Das Rückenmark ist für die Weiterleitung sensibler und motorischer Informationen sowie für die Durchführung von Reflexen verantwortlich.

Spinalnerven:

• Beidseits des Rückenmarks treten Rückenmarks- bzw. Spinalnerven aus
• Diese Nerven verlassen das Rückenmark paarweise, jeweils als rechter und linker Nerv
• Insgesamt 31 Spinalnervenpaare treten über die Zwischenwirbellöcher ein bzw. aus:
  • 8 Zervikalnerven
  • 12 Thorakalnerven
  • 5 Lumbalnerven
  • 5 Sakralnerven
  • 1 Kokzygealnerv

 Tipp

Spinalnerven treten aus dem Rückenmark aus, gehören aber nicht mehr zum zentralen Nervensystem (ZNS), sondern zum peripheren Nervensystem (PNS).

→ Alles außerhalb von Gehirn und Rückenmark = PNS

Cauda equina:

• Ansammlung intradural verlaufender Spinalnervenwurzeln am Ende des Rückenmarks

Rückenmarkshäute (Meningen)

• Die Schichtfolge von außen nach innen ist folgende: 

1. Periost
2. Epiduralraum (Cavitas epiduralis):
   • Enthält Fett- und Bindegewebe
3. Harte Rückenmarkshaut (Pachymeninx spinalis):
   1. Besteht aus der Dura mater spinalis
4. Weiche Rückenmarkshaut (Leptomeninx spinalis):
   1. Besteht aus: 
      1. Arachnoidea mater spinalis (Spinngewebshaut)
      2. Subarachnoidalraum (Cavitas subarachnoidalis)
      3. Pia mater spinalis
      4. Die Pia mater spinalis liegt dem Rückenmark direkt auf

Liquor:

 Merke

Das Zentralnervensystem (ZNS) ist vollständig von der Gehirn-Rückenmark-Flüssigkeit (Liquor cerebrospinalis) umgeben. Der Liquor befindet sich sowohl außerhalb von Gehirn und Rückenmark als auch innerhalb der Hirnventrikel.

• Bildung in den Plexus choroidei der Hirnventrikel
• Fluss: Seitenventrikel → III. Ventrikel → IV. Ventrikel → Subarachnoidalraum
• Resorption vor allem über die Arachnoidalgranulationen und entlang der Spinalnerven
• Gesamtmenge ca. 150 ml, vollständiger Austausch 3–4 mal täglich
• Äußeres Liquorsystem: befindet sich im Subarachnoidalraum → Rückenmark und Gehirn in Liquor cerebrospinalis eingebettet
• Inneres Liquorsystem: besteht aus: 4 Hirnventrikeln (2 Seitenventrikel, III. Ventrikel und IV Ventrikel) und dem Aquaeductus mesencephali (auch Aquaeductrus cerebri genannt)

Gefäßversorgung:

• Arterielle Blutversorgung:
  • Das Gehirn wird über zwei Hauptarterienpaare mit arteriellem Blut versorgt: 
  • Aa. carotides internae 
  • Aa. vertebrales
  • Diese beiden Versorgungsgebiete sind über den Circulus arteriosus cerebri (Willisii) miteinander verbunden, was eine Umleitung des Blutflusses bei Gefäßverschlüssen ermöglicht

 Info

Stromgebiete:

1. Karotisstromgebiet:
   1. A. carotis interna
   2. Endäste: A. cerebri anterior und A. cerebri media
2. Vertebrobasiläres Stromgebiet: 
   1. Aa. vertebrales vereinigen sich zur A. basilaris
   2. Endäste der A. basilaris: Aa. cerebri posteriores
   3. Versorgt vor allem Hirnstamm, Kleinhirn und hintere Hirnabschnitte

• Venöser Abfluss:
  • Das Blut aus dem Gehirn wird über oberflächliche und tiefe Venen abgeleitet, die ihr Blut in die Sinus durae matris leiten, von wo es über die V. jugularis interna den Schädel verlässt

 Merke

 Im Gegensatz zu allen anderen Venen sind Hirnvenen klappenlos.

Blut-Hirn-Schranke:

 Definition

Die Blut-Hirn-Schranke bildet eine selektiv durchlässige Barriere zwischen Hirnsubstanz und Blutstrom, die den Stoffaustausch im zentralen Nervensystem (ZNS) reguliert. Sie verhindert den Übertritt unerwünschter Substanzen aus dem Blut in das Nervengewebe.

• Die Blut-Hirn-Schranke ist für kleine, lipophile Moleküle wie CO₂, O₂, NH₃ und Ethanol durchlässig
• Hydrophile Substanzen wie Elektrolyte und Aminosäuren werden blockiert

Peripheres Nervensystem

 Definition

Das periphere Nervensystem (PNS) umfasst alle Nerven außerhalb von Gehirn und Rückenmark und verbindet das zentrale Nervensystem mit dem restlichen Körper.

Hirnnerven:

• Die Hirnnerven entspringen oder enden an Hirnnervenkernen, die funktionell als Umschaltstellen für motorische, sensible und vegetative Fasern dienen
• Diese befinden sich im Hirnstamm (Ausnahme I. und II. Hirnnerv)
• Über Öffnungen und Kanäle der Schädelknochen verlassen die Hirnnerven die Schädelhöhle und ziehen zu ihren Zielorganen
• Die meisten Hirnnerven verzweigen sich im Verlauf in mehrere Äste, wodurch sie unterschiedliche sensorische, motorische und vegetative Strukturen versorgen

 Tipp

Zur besseren Erinnerung an die Anfangsbuchstaben der zwölf Hirnnerven kann folgende Eselsbrücke verwendet werden:

„Orthopäde Olaf operiert tagtäglich, aber freitags verbiegt er gerne viele alte Hüftgelenke.“

Spinalnerven:

 Definition

Die Spinalnerven entstehen durch den Zusammenschluss der Fasern der Vorder- und Hinterwurzel eines jeweiligen Rückenmarksegments. Im Unterschied zu den Hirnnerven weisen alle Spinalnerven einen einheitlichen Aufbau auf und besitzen hinsichtlich ihrer Faserqualitäten und Verzweigungen die gleiche Struktur.

• Beidseits des Rückenmarks treten Rückenmarks- bzw. Spinalnerven aus 
• Diese Nerven verlassen das Rückenmark paarweise, jeweils als rechter und linker Nerv
• Insgesamt 31 Spinalnervenpaare treten über die Zwischenwirbellöcher ein bzw. aus:
  • 8 Zervikalnerven
  • 12 Thorakalnerven
  • 5 Lumbalnerven
  • 5 Sakralnerven
  • 1 Kokzygealnerv

Aufbau eines Spinalnervs:

• Die Spinalnerven entstehen durch den Zusammenschluss der Fasern der Vorder- und Hinterwurzel eines jeweiligen Rückenmarksegments
• Durch die Vereinigung motorischer und autonomer Fasern der Vorderwurzel mit sensiblen Fasern der Hinterwurzel enthalten nahezu alle Spinalnerven (außer dem rein motorischen 1. Spinalnerv) alle drei Faserqualitäten:
  • Motorische und autonome Fasern:
    • Leiten Signale vom Rückenmark weg
    • Ihre Zellkörper liegen im Vorder- und Seitenhorn des Rückenmarks und gehören zum ZNS
  • Sensible Fasern:
    • Leiten Informationen zum Rückenmark hin
    • Ihre Zellkörper befinden sich außerhalb des ZNS in den Spinalganglien der Hinterwurzel

Dermatome:

 Definition

Ein Dermatom ist ein Hautareal, das sensibel von den Fasern der Hinterwurzel eines einzelnen Spinalnervs innerviert wird. Der Spinalnerv C1 bildet eine Ausnahme, da er nur motorische Fasern enthält und somit kein Dermatom besitzt

• Dermatome verlaufen segmental entlang des Körpers und zeigen die ursprüngliche Segmentierung des Nervensystems während der Embryonalentwicklung
• Am Rumpf sind sie streifenförmig angeordnet, während sie an den Extremitäten einem durch die Gliedmaßenentwicklung bedingten rotatorischen Verlauf folgen
• Benachbarte Dermatome überlappen sich, weshalb eine Läsion meist nicht zum vollständigen Sensibilitätsausfall im betroffenen Areal führt

 Tipp

In der neurologischen Diagnostik sind Dermatome ein wichtiges Hilfsmittel, um die Lokalisation einer Läsion zu bestimmen