neuronale Plastizität & Schädigung des Gehirns Flashcards
Was versteht man unter Postnatale Gehirnentwicklung?
- Bildung neuer Synapsen (Synaptogenese)
- Myelinisierung von Axonen
- Dendritenverzweigung
dies ist alles nur möglich aufgrund der Plastizität des Gehirns
Synaptogenese
- neue Synapsen z.B im visuellen und auditiven Kortex
- Rate der Synapsenbildung steigt nach Geburt
- Höhepunkt im 7./8. Monat
- Wachstum im präfrontalen Kortex relativ konstant
- höchste Dichte: 2 Jahr
- Überproduktion vermutlich auf Grundlage der besonderen Plastizität des jungen Gehirns
- Synapseneliminierung (synaptic pruning)
Myelinisierung
- Myelinisirung der sensorischen & motorischen Bereiche in den ersten Monaten nach der Geburt
- präfrontaler Kortex entwickelt sich bis zur Adoleszenz
Dendritenverzweigung
- Verzweigungen erfolgen von tieferen zu höheren Schichten, z.T innerhalb von wenigen Sekunden
Myelinisierung & Dendritenverzeweigung bei weißer Substanz (Gehirnmark)
- wächst langsam & kontinuerlich bis zum frühen Erwachsenenalter
Myeliniserung und Dendritenverzweigung bei grauer Substanz ( Kortex)
- ungekehrte U-Kurve
- wächst erst über ihre Größe im erwachsenen Gehirn hinau
- nimmt dann im Volumen ab
- Erreichen Erwachsenengröße im Gebiet = Erreichen funktioneller Reife in diesem Gebiet
- sensorische & motorische Reife vor kognitiver
Adulte Neurogenese
- Gehirn des Menschen entwickelt sich langsamer als das anderer Arten
- Gehirnvolumen: Geburt -> Erwachsenenalter x4
- Neurone, die erw. Gehirn ausmachen, schon im 7.Monat (pränatal) entwickelt
- neue Neurone im Erwachsenenalter entstehen im: Hippocampus & Bulbus olfactoris -> adulte Neurogenese
- u.a im Gyrus dentatus des Hippocampus
Adulte Neurogenese - Wirkung von Erfahrung
- sensible Periode: Erfahrungen sollte während bestimmter Zeit erfolgen, um den größten Effekt zu haben
- außerhalb: schwächere Wirkung
- “Use it or lose it”
langsamkeit der Entwicklung: Aldulte Neurogenese - Wirkung von Erfahrungen
- Erfahrung hat viele Gelegenheiten, Entwicklung fein abzustimmen
sensorische Derivation: Aldulte Neurogenese - Wirkung von Erfahrungen
- Ratten, die im Dunkeln aufgezogen wurden hatten weniger Synapsen & dendritische Dornen im prim. vis. Kortex
- zeigten Defizite im Tiefen - & Mustersehen
Anreicherung: Aldulte Neurogenese - Wirkung von Erfahrungen
- Ratten, die in angereicherten Gruppenkäfigen lebten, hatten dickeren Kortex (mehr Dorne & Synapsen pro Neuron)
Reorganisation: Aldulte Neurogenese - Wirkung von Erfahrungen
- Tinnitus reorganisiert primären auditiven Kortex
- spielen v. saiteninstrumenten mit der linken Hand: vergrößert kontralaterale Repräsentation der Hand im somatosensorischen Kortex
- mögliche Mechanismen:
- veränderung an Synapsen
- Endknöpfen oder Dendriten
Definition- Autismus
- tiefgreifende Entwicklungsstörung
- schwerwiegende, unheilbare psychische Erkrankung
- vielschichtige Phänomene
- unterschiedliche Ausprägungsgrade
- Erscheinungsform & Verhaltensweisen höchst heterogen
- starker Anstief in den letzen Jahrzehnten
- 80% sind männlich

Symptombereiche - Autismus
- Sprache
- Blickkontakt
- Echolalie
- körperkontakt
- Interagieren in der Gruppe
- Abgrenzung
- Fixierung
- Sonderbegabung
- Abgrenzung

Ursachen - Autismus
- bis heute kontrovers diskutiert
- noch realtiv unklar
- Multikausalität sicher angenommen -> starke genetische Disposition & zusammenwirken verschiedener Faktoren
- möglicherweise unterschiede in Neuroanatomie:
- Cerebellum, Amygdala, Frontallappen
- geringe Aktivität im Gyrus fusiformis
- Defizite bei Spiegelneuronen
- kein Zusammenhang mit ehtnischen, kulturellen & sozialen Hintergründen oder falscher Erziehung
besonere Fähigkeiten - Autismus
- überlegene Fährigkeiten in einigen Bereichen
- Test für LZG, Puzzles, Musik,Kunst
Autistische Savants
- savant = weiser/ Gelehrter
- 50% der Savants sind Autisten
- 10 % der Autisten haben Inselbegabung
Inselbegabung
- außergewöhnliches Gedächtnis
- zeichnen
- Musikinstrumente spielen
- Wochentag für Datum nennen
- primzahlen identifizieren
was ist ein Hirntumor und welche Arten gibt es?
- Tumor = Zellhaufen, der unabängig vom Rest des Körpers wächst -> Krebs
- Meningiome
- infiltrierende Tumore
- metastasische Tumore
Meningiome
- 20 % der Hirntumore
- wachsen zwischen Meningen
- sind abekapselt (wachsen innerhalb eigener Membran)
- drücken auf umliegendes Gewebe
- meist gutartig
- chirurgisch leicht entfernbar
infiltrierende Tumore
- wachsen in umliegendes Gewebe hinein
- meist bösartig
- schwierig zu entfernen/ Zerstören
metastasische Tumore
- gelangen über Blutkreislauf ins Gehirn (ca 10%)
- nur geringe Heilungschancen
Schlaganfall
- 3 häufigste Todesursache (USA)
- Haupursache für neurologische Störungen & Behinderungen
- Folgen: Amnesie, Aphasie, Paralyse, Koma
- nach:
- zerebraler Hämorrhagie (Gehirnblutung)
- Ischämie ( Unterbrechung Blutzufuhr)
Hämorrhagie
- zerebrales Blutgefäß reißt
- Blut dringt in umliegendes Gewebe & kann es schädigen
- häufigste Ursache: gerissenes Aneurysma
Ischämie
- Unterbrechung der Blutzufuhr in einem bestimmten Bereich des Gehirns
- Thrombose: Thrombus blockiert Blutfluss
- Embolie: Thrombus, der auf Reisen gegengen ist
- Arteriosklerose: Wände der Blutgefäße verdicken sich -> irgendwann vollständiger verschluss
Welche Arten von Schädel- Hirn- Trauma gibt es ?
- offene
- Schädel offen (z.b Kopfschuss)
- gedeckte
- Hirnverletzng durch Schläge, die Schädel nicht durchdringt
Welche Syndrome entstehen bei einem geschlossenen Schädel- Hirn- Trauma?
-
Kontusionssyndrom (Gehirnprellung)
- Gehirn prallt von innen gegen Schädel, austretendes Blut verformt Gewebe
-
Kommotionssyndrom (Gehirnerschütterung)
- Störung des Bewusstseins, keine Schäden des Gewebes
- “Puch-Drunk-Syndrom”
- kogn. ,motorische & neurologische Folgen können viele Jahre bestehen bleiben
- Demenz & Narben im Gehirn (z.B Boxer)
Was sind Infektion des Gehirns und welche arten gibt es?
Mikroorganismen können Enzephalitis auslösen
- Bakterielle Infektion
- führen oft zu Abszessen Hauptursache für Meningitis
- endet bei 25% der Erwachsenen tödlich (z.B Syphillis)
- Virale Infektion
- Tollwut
- Mumps
- Herpes
Welche Arten von Neurotoxinen gibt es die zu einer Hirnschädigung führen?
- Schwermetalle (Quecksilber, Blei)
- können Intoxikationspsychosen auslösen (chronischer Wahnsinn durch Vergiftung)
- Medis (z.b Antipsychotika 1950er)
- mit schweren Nebenwirkungen (z.b tardice Dyskinesie)
- unwillkürliche Schmatz & Saugbewegungen
- Rollen der Zunge
- seitliche Augenbewegungen
Welche Genetischen Faktoren führen zu einer Hirnschädigung?
- Störungen genetischen Ursprungs oft durch rezessive Gene verursacht
- anndere Ursache: genetische Abweichung, z.B Down-Syndrom
Neuropsychologische Schädigung - Epilepsie
- Hauptsymptom sind mehrfache epileptische Anfälle aufgrund einer chronischen Funktionsstörung des Gehirns (1%)
- Anfälle sind sehr verschieden & oft nur schwer von normaler Aktivität zu unterscheiden -> erschwert Diagnose
- Partielle Anfälle
- generalisierte Anfälle
epileptische partielle Anfälle
- betreffen nur Teile des Gehirns
- Neurone “feuern” gemeinsam (Muster im EEG)
- meist kein Verlust des Bewusstseins/Gleichgewichts
-
einfach - partielle
- v.a sensorische und/oder motorische Symptome
-
komplex- partielle
- oft auf Temporallappen beschränkt
-
Symptome: zwanghafte wiederholunge einfacher Verhaltensweisen
- oft keine Erinnerung
epileptische generalisierte Anfälle
- betreffen gesamtes Gehirn
- Beginn entweder in Teilen mit Ausbreitung oder fast gleichzeitig im ganzen Gehirn
-
Grand - mal - Anfall
- Hauptsymptom: Verlust des Bewusstseins / Gleichgew.
- Krämpfe mit Muskelstarre (Tonus & Klonus)
- Harninkontinenz
- Zungenbisse
- Zyanose (bläulich)
-
Petit - mal - Anfall
- Hauptsxmptome: keine Krämpfe
- häufig bei Kindern, enden oft mit Pupertät
- oft nicht diagnostiziert (“Tagträumer)
was ist Peti- mal - Absence
- Störung des Bewusstseins
- Unterbrechung aktuelles Verhalten
- leerer Blick
- flatternde Augenlider
Ursachen - Epileptische Anfälle
- vielfältige Ursachen
- u.a 70 fehlerhafte Gene identifiziert
- viele Anfälle wrsl. mit Fehlfunktionen an hemmenden Synapsen verbungen
- Diagnose oft durch EEG-Messung : Zacken mit hoher Amplitude “Spikes” zw. den Anfällen
- noch nicht heilbar, Medikamente haben oft Nebenwirkungen
Was ist die Epileptische Aura
eigenartige psychische Veränderungen vor einem Anfall
welche Formen der Epileptischen Aura gibt es ?
- Gefühle der Euphorie, Freude oder Wut
- Deja-vu oder Jamais-vu Erlebnisse
- in Zeitlupe erlebt
- aprupter Stimmungsumschwung in tiefste Depression
- Gefühl der Entfermdung
- optische, akustische oder olfaktorische Hallunzinationen
- körperliche Missempfindungen, “Kribbeln”, Wärmewahrnehmung, Übelkeit
- Windstoß/-hauch
kann Hinweise auf Lage des epileptischen Herds liefern & Patienten vor bevorstehenden Anfällen warnen
Parkinson Neuropsychologische Schädigung
Bewegungsstörung im mittleren - hohen Alter (Männer 2,5x öfter)
Symptome - Parkinson
- zittern (Tremor)
- Muskelsteifheit (Rigor)
- Schwierigkeiten beim Initiiern von Bewegungen
- verlangsamte Bewegung
- maskenhaftes Gesicht
- kognitive Defizite, meist keine Demenz
Ursachen - Parkinson
- vielfältig
- in der Substantia nigra tritt großflächichge Degeneration von Nervenzellen auf
- lange Erkrankung: Dopaminmangel
Behandlung- Parkinson
- Symptome durch Gabe von L-Dopa gelindert
- Wirkung lässt mit der Zeit nach -> Nebenwirkung (unwillkürliche Bewegungen) stärker
- tiefe Hirnstimulation lindern
- wirkung lässt nach -> Nebenwirkung (Gangstörung, sprachliche Probleme)
- fortschreitende Entwicklung lässt sich derzeit nicht aufhalten
Multiple Sklerose Neuropsychologische Schädigung
Autoimmunerkrankung, die das Myelin der Axone im ZNS zerstört
- Störung beginnt im jungen Erwachsenenalter
- Immunsystem ist gestört -> greift Myelin an, als ob es fremde Substanz wäre
- Folge: Axone degenerieren & hinterlassen verhärtetes Narbengewebe
- Sklerose = Verhärtung
Symptome - Multiple Sklerose
- Sehstörung
- Muskelschwäche
- Taubheit
- Tremor
- Ataxie
- Verlust der motorischen Koordination
- z.T kognitive Defizite & emotionale Veränderungen
Ursache - Multiple Sklerose
- generische Faktoren scheinen Rolle zu spielen, erklären aber nicht ausreichend
- mögliche umwelteinflüsse
- Rolle von Vitamin D
- beeinflusst wahrscheinlich chromosomale Region, die mit MS in Verbindung gebracht wird
- Rolle von Vitamin D
Alzheimer Demenz - Neuropsychologische Schädigung
- häufigste Art einer Demenz
- Anteil der Erkrankten steift mit Lebensalter
- Fortschreitender Verlauf
- derzeit noch unheilbar
Symptome - Alzheimer Demenz
- Gedächtnisabbau
- Aufmerksamkeitsdefizite
- Verschlechterung der Sprachfähigkeit
- Verwirrung
- Reizbarkeit
- Angst
- Persönlichkeitsveränderung
Merkmale - Alzheimer Demenz
- Diagnose früher erst nach Autopsie möglich
- da Symptome auch Folge anderer Demenz
-
Neurofibrillenbündel
- fadenförmige Proteinknäuel im Zytoplasma von Neuronen
-
Amyloidplaques
- Klumpen aus Narbengewebe
- bestehend aus degenerativen Neuronen & dem sogenannten Amyloid)
- starker Neuronenverlust

Gehirnbereiche - Alzheimer Demenz
Merkmale von Alzheimerdemenz kommen in einigen Bereichen häufiger vor als in anderen
- entorhinaler Cortex
- Amygdala
- Hippocampus
- alle an verschiedenen Aspekten des Gedächtnisses beteiligt (alle 3)
- inferiorer Temporalcortex
- posteriorer Parietalcortex
- präfrontaler Cortex
- vermitteln alle komplexe kognitive Funktionen (alle 3)

Was ist die Neuronale Degeneration ? (erkläre Bild)


Definition- Neuronale Regeneration
- Fähigkeit zum zielgenauen axonalen Wachstum lässt bei Säugetieren im Erwachsenenalter nach
- findet im ZNS praktisch nicht statt
- im PNS unsicher
- 3 Möglichkeiten
- Myelinscheiden der Schwann- Zellen sind unverletzt
- Myelinscheiden der Schwann- Zellen wurden etwas getrennt
- Myelinscheiden der Schwann- Zellen wurden weit getrennt
Myelinscheiden der Schwann- Zellen sind unverletzt
- Neurone wachsen wieder korrekt zusammen

Myelinscheiden der Schwann-Zellen wurden etwas getrennt
- Axone wachsen zu falschen Zielorten
- koordierter Gebrauch der Gliedmaßen nicht mehr vollständig möglich

Myelinscheiden der Schwann-Zellen wurden weit getrennt
- Axone wachsen nicht mehr korrekt zusammen
- Neurone sterben schließlich ab

Rolle der Glia Zellen bei Neuronaler Regeneration
- Schwann- Zellen fördern neuronale Regeneration im PNS
- entfernen Rückstände von verletzten Neuronen
- produzieren Wachstumsfaktoren, die das Axonwachstum stimulieren
- produzieren CAM (Zelladhäsionsmoleküle), die den Weg für die Axone markieren
- Oligodendroglia hemmen neuronale Regeneration im ZNS
- setzen Faktoren frei, die die Regeneration aktiv hemmen
was ist Kollaterale Aussprossung
- durch Verletzung frei werdende Stellen für Synapsen werden durch benachbarte Axone neu besezt

Neuronale Reorganisation
- sensorisch & motorischer Kortex sind topografisch aufgebaut ( Homunculus)
- Beim Menschen: Blinde Menschen schneiden bei auditiven & somatosensorischen Aufgaben oft besser ab
- Reorganisation: diese Bereiche haben Teile des visuellen Cortex übernommen
2 Wichtige Möglichkeiten:
- bestehende Verbindungen stärken (z.B Wegfall einer Hemmung)
- neue Verbindungen bilden (z.B kollaterale Sprossung)

Erhohlung des Gehirns
- bisher kaum verstanden, wie sich Gehirnfunktion nach Verletzung wieder erholt
- Rehabilitation sollte so bald wie möglich nach Hirnschädigung beginnen
- neuroplastische Mechanismen möglicherweise beteiligt
- Aussprossung, Wegfall, Hemmung
- Erholung bei kleinen Läsionen & jungen Patienten am wahrscheinlichsten

Welche Behandlungsarten nach einer Schädigung gibt es ?
- Blockade der Neurodegeneration
- Förderung der Regeneation
- Neurotransplantation
- Rehabilitationsprogramme
Blockade der Neurodegeneration- Behandlung einer Schädigung
- z.b durch Apoptose
- hemmende Proteine
- Nervenwachstumfaktor
- Östrogene
Förderung der Regeneration - Behandlung einer Schädigung
- z.b durch Implantation von myelinisierten peripheren Nerven ins ZNS
Neurotransplantation - Behandlung einer Schädigung
- Transplantation von Stammzellkulturen bei Behandlung gelähmter Ratten war zum teil erfolgreich
- weitere Forschung notwendig
Rehabilitationsprogramme - Behandlung einer Schädigung
- Übung reduziert auswirkung von Schädigung
- Restrikionstherapie:
- geschädigter Arm wird trainiert & gesunder festgebunden (Kortex-Areal für geschädigten erholen sich)
- günstig: angereicherte Umwelt & Bewegung