Strauß Flashcards
Gehirn
Gewicht:
Neurone:
Neuronentypen wieviel verschiedene ?
1,2-1.4 kg
100 milliarden Neuroone, 10x mehr Gliazellen als Neurone
–> großteil Neurone im Kleinhirn- mehr als im Großhirn
145 verschiedene Neuronentypen
was macht menschliches Hirn aus ?
spezifische Zelltypen, Moleküle und Neuronen, Zellphysiologie, Areale (Größe und deren Verbindungen)
1 Grosshirn-Rinde 2 Cerebellum 3 Stammhirn 4 verlängertes Mark 5 Brücke 6 Zirbeldrüse 7 Balken 8 Mittelhirn 9 visuell 10 auditorisch 11 Thalamus 12Hypothalamus
1Cortex 2Kleinhirn 3 4Medulla oblongata 5 Pons 6 Epiphyse 7 corpus callous 8 tegmentum 9 colliculus superior 10 colliculus inferior 11Tor zum Bewusstsein 12 Regulationszentrum für alle vegetativen und endokrinen Vorgänge 11/12 beides Teile des Diencephalon
Zelluläre Elememte des ZNS
Neurone (Nervenzellen, funktionelle Grundelemente, gr. Diversität)
Neuronen: Nervenzellen funkrionelle Grundelemente!
Gliazellen (Astrocyten, Oligodendrocyten, Mikroglia-Zellen)
im PNS- schwannsche Gliazellen
Zusammenfassung Gehirnaufbau
aus was entsteht Gehirn?
in was untergliedert ?
was definieren diese 5 Abschnitte?
wie erfolgt die Differenzierung?
2 Achsen im Hirn geben wichtige funktionelle Unterschiede wieder welche ?
-embryonal aus dem Neuralrohr
in 3 primäre und 5 sekundäre Vesikel (Abschnitte)
-Hauptregionen des Gehirns, ensprechen Abschnitten mit verschiedenen funktionellen Sezialisierungen
-sie erfolgt embryonal u.a. durch massive Bildung von Neuronen im Großhirn
-
1
dorsal: sensorische Eingänge
zentral: motorische Ausgänge
2
anterior: höhere, kognitive Funktionen (Beispiel cortex)
posterior: grundlegende, lebenserhaltende Vitalfunktionen (Hirnstamm)
Gehirnforschung
Neuroanatomie: Bromden-Areale der Grosshirnrinde
=> Hinweis auf funktionelle Spezialisierungen
EEG
Elektroenzephalographie zur Aktivitätsanalyse
Aktivität wird direkt von Gehirnoberfläche gemessen
Bildgebende Verfahren -Imaging !
Bildgebende Verfahren erlauben?
Darstellung verschiedener parameter von Aktivität im Gehirn ?
- Untersuchungen am lebenden Gehirn
- nicht invasive, hochauflösende Darstellung von Gehirnstrukturen
- Untersuchungen der Aktivität (Funktionen) des Gehirns
- tw. Diagnose neurologischer Erkanungen
- Sauerstoffverteilung
-Stoffwechselaktivität (Glucose)
-elektrische Aktivität
CT Computertomographie
Forensiche Analysen:
- basiert auf Röntgenstrahlung des Gehirns in verschiedenen Ebenen
- setzt vielfache verschiedene Ebenen zusammen
Vorteil: sehr schnelle Anwendung , Strukturen von Weichteilen rekonstruieren
Nachteil: Strahlenbelastung
Virtopsie= virtuelle Autopsie mithilfe CT oder MRT
MRT Magnetresonanztomographie (Kernspintomographie)
- Magnetfeld an Gewebe angelegt
- Protonen im Kern: in hoch oder niedrig energetischen Zustand
- Wasserstoffatome angeregt = gelangen hochenergetischen Zustand
- Resonanzfrequenz
- Zurückfallen in niedrigeren energetischen zustand = sendne schwache elektromagnetische Signale aus
Vorteile: mehr Einzelheiten als CT keine Röntgenstrahlung erlaubt Rekonstruktion Gehirnstrukturen klinisch wichtig für Diagnostik
PET Positronen-Emissions-Tomographie
- im Gehirn wird eine Lösung mit Atomen, die Positronen freisetzten, eingebracht
- werden von aktiven Zellen aufgenommen
- Interaktionen mit Elektronen = hochenergetische Photonen werden frei, welche lokal erfasst werden können
- Betsimmen lokaler Änderung in Durchblutung des Gehirns
Vorteil: erfassen Aktivität / Funktion Gehirn
Nachteil:
Strahlenbelastung reduziert Analysen
Ort Strahlenbildung nur annähreungsweise Ort Positronenfreisetzung
weitere bildgebenden Verfahren
fMRI/ fMRT Funktionelle agnetresonanztomographie
(bei speziellen Aktivitäten/Aufgaben, lokalisiert Zentren neuronaler Aktivität, misst Verhältnis Oxyhämoglobin zu Desoxyhämoglobin)
DTI Diffusion Tension Imaging
(selektive Darstellung von axonalen Trakten der weißen Substanz)
Zusammenfassung der Methoden:
Grundlagen der Neurobiologie ?
Untersuchungen am menshclichen Gehirn ?
auf was können bildgebende Verfahren beruhen?
welche Verfahren sind für Diagnostik wie Grundlagenforschung essentiell?
durch was kann elektrische Gehirnaktivität ermittelt werden ?
was ist essentiell für ein funktionelles Verständnis des Gehirns?
- Anatomie, zelluläre Neurophysiologie und Schaltkreise
- gibt kein adäquates Modell, bildgebende Verfahren erlauben, Aktivitätszustände indirekt räumlich und zeitlich zu erfassen
- auf Verhalten von Molekülen im Magnetfeld (MRT,fMRT,DTI)
- bildgebende Verfahren wie MRT,fMRT,DTI
- durch EEG
- detaillierte neuroanatomische Kentnisse über Gehirnareale und deren Vernetzung
Gehrinsorganisation Kerne/Nuclei Kommissur Projektionsbahnen Assoziationsbahnen
Kerne/Nuclei:
abgrenzbare Ansammlung von Neuronen mit ähnlicher Projektion
Kommissur:
Verbindung zwischen den Hemisphären des Cortex
(Corpus callosum = größte Kommissur im Gehirn)
–> Primäre Cortexareale und Assoziationscortex
Projektionsbahnen:
Verbindugn Großhirn mit anderen Teilen des ZNS
Assoziationsbahnen:
Verbidnungen innerhalb einer Hemisphäre
–> Primäre Cortexareale und Assoziationscortex
Rückenmark mit was ?
motorischen Ausgängen
sensorischen Eingängen
Sensorische Bahnen = aufsteigende Bahnen
Bewusstsein von Sinnesinfo braucht?
Thalamus als zentrale Umschaltsstation sensorischer Inputs
( reagiert auf Berührung, Temperatur/Schmerz, Druck, Propriozeption)
Projektionen von Sinnessystemen
- Projektion in Thalamus
- Projektion in Cortex
Thalamus
zentrale Umschaltdtstion sensorischer Inputs
Unterteilung der Grosshirnrinde in 4 Lappen
Frontallappen (Vorderlappen) -> dazwischen Zentralfurche Scheitellappen (Parientallappen) Hinterhauptslappen (Okzipitallappen) Schläfenlappen (Temporallappen)
zwsichen Temporallappen & Frontal/Scheitellappen befindet sich Sylvische Fissur
fronatler und Präfrontaler Cortex (PFC)
Schädigung
organisiert geplantes Verhlaten
-vielfältige Verbindung zu sensorischen und motorischen Arealen, Gedächtnis, Basalganglien
- kein klarer Einfluss auf Intelligenz
- Verlust langfristige Planung
- enthemmtes Verhalten
- geringe Enthalpie
- verringertes Arbeitsgedächtnis
Sprachverarbeitung Lateralisierung im Cortex
in welchem Areal ?
direkte Verbindung beider?
Borca Areal: Frontallappen, Artikulation von Sprache
Wernicke Areal: Temporallappen, Erkennung/Verstehen von Sprache
durch Assoziationsbahn Fasciculus arucatus
Unterteilung der Großhirnrinde !!
4 Cortexlappen: die höchte Ebene der Integration und Steuerung
Occipitallappen (Hinterhautslappen) -primäres visuelles Areal
Parientallapen (Scheitellappen) -primäres somatosensorische Areale
Temporallappen (Schläfenlappen) - primäres auditorisches Areal, Wernicke-Areal
Frontallappen( Vorderlappen) -motorische Areale, Broca-Areal
–> präfrontaler Cortex: zeitliche Organisation von Verhalten
=>Jeder Lappen enthält zusätzlich sekundäre oder Assoziationsareale
=> diese erhalten Eingänge von den primären Arealen und verarbeiten und intergrieren Info
Verbindung zwischen den Hemisphären
corpus callosum
Sprachzentrum
linke Hemisphäre des Gehirns
info aus linken Gesichtsfeld auf rechte Hemisphäre –> kann nicht sprechen und sagen was man sieht aber man kann es zeichen , split brain Patient
Cerebellum !!
Kleinhirn -enthält hohe Anzahl von Neuronen -Verschaltung zu Hemisphären des Cortex, zu Stammhirn und Mittelhirn -beeinflusst: Bewegung Extrimitäten -Augenbewegung -Sprache/Artikulation -Kognitive Funktionen
=> ermöglicht ausführen feinabgestufter Bewegungen
Innere Kapsel
Die Capsula interna ist Teil des Großhirns (Telencephalons). Sie wird innen vom Nucleus caudatus und vom Thalamus, außen vom Putamen und vom Pallidum begrenzt.
Die Capsula interna besteht aus weißer Substanz, in ihr verlaufen einige wichtige Faserverbindungen von der Großhirnrinde zu Pons, Medulla oblongata und Medulla spinalis.
das limbische System
gelegen am ?
beinhaltet was?
Komplexes System, das Emotionen verarbeitet und darüber hinaus das Verhalten beeinlfusst
u.a. emotionales Gedächtnis
medialen Beriech des Gehirns
Amygdala, Mammilarkörper, Hippocampus, Fornix
das limbische System !!
Hippocampus
Amygdala
Bulbus olfactorius
Gyrus cinguli
Mammilarkörper
Fornix
Hypothalamus
Parahippocampaler Gyrus
System verschiedener Gehirnbereiche für instinktives Verhalten und Emotionen
- Gedächtnisbildung
- Erinnerung, emotionale Reaktionen
- Geruchsinfo
- Integration, Weitergabe an Hippocampus
- Gedächtnisbildung
- verbinden Hippocampus;Mammilarkörper
- schnittstelle ZNS- endorkines System
- lernen, Raumgedächtnis
Geschlechtsspezifische Unterschiede
Gehirngewicht Mann/Frau:
Neuronenzahlen im Neocortex Mann/Frau:
1,37kg / 1,25 kg
–> abhängig von Körpergröße und Gewicht, keine Korrelation zu Intelligenz
22,8 miliarden , 19,3 milliarden
Warum haben wir ein Gehirn ? (nicht nur Rückenmark)
Integration: versch. sensorische Info verbinden
Bewertung: info analysieren
Planung/Steuerung: Verhalten entsprechend wählen
Analyse: Konsequenzen abschätzen
Lernen: Veränderungen von Verhalten
Gewicht Gehirn
Energiebedarf
2 % Körpergewicht
25% in Ruhezustand
Energie und O2 Versorgung des Gehirns
aus 2 Arterien durchblutet ?
Blutzufuhr pro Minute
A. carotis interna
A. vertebralis
750ml Blut
Das glymphatische System
Freiraum um Arterien/Venen
täglich wieviel Gramm Proteine aus dem Gehirn transportiert ?
- System zur Entsorgung zellulärer Abfallstoffe (Proteine) im Zentralnervensystem also Gehirn und Rückenmark
- kein Transport in Venen sondern in fließrichtung an den venen entlang
- Prozess existiert in Wirbeltieren und ist fast ausschließlich während des Schlafes aktiv
- Störungen des glymphatischen Systems werden mit neurodegenerativen Erkrankungen in Verbindung gebracht
Periarterieller Raum (Zwischenbereich)
7 g
Anese
Fehlen von Hirnstrukturen
Schlaganfall = ?
Symptomatik?
Apolex
-generell: Funktionsstörung durch zu geringe Durchblutung
-Verschluß von Blutgefäßen (Thrombus:Bildung Blutgerinnsel; Embolie:Transport von Gerinseln)
=> 80-85%
-Hirnblutung
=> 15-20%
je nach betroffener Hirnregion
-Ausfall Motorik, Sensorien, Sprache, vaskuläre Demenz
benign
gutartig
malign
bösartig
Gehirntumore
Primäre Tumore entstehen im Gehirn
Entstehen aus versch. Zelltypen:
Neurone= Neurinome
- Gliazellen= Gliome (50,4% Haupttyp bösartiger Gehirntumore
- Hirnhäute= Meningiome (20,8% überwiegend gutartig)
- Ependymzellen=Ependymome
Gehirntumore
sekundäre Tumore (Metastasen)
Ursprung?
Diagnose?
Therapie?
in anderem Gewebe, Tumore drücken auf umliegendes Gewebe und können Druck im Gehirn erhöhen
=> Symtome abhängig von der Lage
über Gehirnscans (CT) und neurologische Untersuchungen
Chirurgie
Strahlentherapie
Chemotherapie
Neurodegenerative Krankheiten
Therapien:
-Abbau von Neuronen, Synapsen oder Glia
- teten entweder sporadisch auf: Alzheimer, Parkinson (einige Fälle gehen auf vererbung zurück)
- oder erblich: Huntington
- generell gegenwärtig schwer
- > pharmalogische Maßnahmen tw nicht etabliert
- > wirkung wird über größeren zeitraum = schwächer (Toleranz)
–> höhere Dosen tw drastische Nebenwirkungen
Morbus Alzheimer
Histoligische Kennzeichen?
sporadisch auftretende Krankheit
fortschreitende Degeneration an verschiedensten. Hirnstrukturen:
- größere Ventrikel
- engere Windungen
- weiter sulz
- verringertes Gehirngewicht
ablauf beginnt in den Schläfenlappen/Temporallappen über zusätzlichen Hippocampus, übergreifend auf benachbarte Areale und zuletzt auf den visuellen Cortex
- extrazelluläre Plaques aus amyloid ß-Protein
- tau der Intrazelluläre Fibrillen
Chorea major (Huntington)
Kennzeichen:
vererbt
(autosomal dominant)
Atrophie(Verkleinerung) der Basalganglien
unkontrollierte Bewegungen: uneinheitlich–> langsam und starr
Morbus Parkinson
Erkrankung der Basalganglien
Degeneration der Neurone der Substantia nigra
Gebeugte Haltung, Maskenhaftes Gesicht, Arme schwingen nicht mit, schlurfender Gang
Morbus Parkinson !!
Physiologische Ursachen sind komplex:
Akinese
Tremor
Rigor
Akinese: Cortexbahnen aus den Basalganglien (Bewegungsarmut)
Tremor: Wegfall der Hemmung im Hirnstamm auf Zellen die als Rhytmusgeneratoren wirken (zittern)
Rigor: fehlende Wirkung auf Steuerung des Muskeltonus über Hirnstamm (steif werden der Muskeln)
Erkrankungen mit Wirkung auf Kognition und Verhalten?
viele Erkranungen des ZNS beeinträchtigen Verhalten und kognitive Leistungen
Beispiele: Schizophrenie, Depression, Autismussyndom, Angsstörungen
Schizophrenie
typische Symptomatik:
Veränderung im Gehirn:
+ tritt familiär gehäuft auf (hinweis genetische Ursache)
+ durch Umweltkomponenten
Störung im Realitätsbezug (äußert sich in Denken, Wahrnehmen, Stimmung und Bewegung)
Verlust von Gehirnsubstanz:
-Vergößerung der Ventrikel
- Verlust von Neuronen im Cortex + Hippocampus
- Reduktion von Dendriten-Auswüchsen
- Verlust von Gehirnsubstanz und- Verbindungen
- Defekte von der Myelinscheide von Axonen
Neurotechnologie
Hirnschrittmacher
Absolute Größe Gehirn
Schimpanse
Gorilla
Mensch
Pottwal
400 gramm
550 gramm
1350 gramm
8500 gramm
Gehirngröße abhänig Körpergröße
Gehirnfaltung abhängig von Gehirngröße
Gehirn Mensch größer als Körpergewicht nahelegt: Indiz besondere Entwicklung des menschl. Gehirns?
Verhältnis Gehirngewicht zu Körpergewicht
Gehirngewicht / Körpergewicht
neurobiologisch unklar was das aussagt
Ameise größtes relative Gehirngewicht
Gehirne im Vergleich
Höhere Neuronendichte/Cortex bei Primaten
(Mensch hat größten frontalen Cortex, sprengt aber nicht Rahmen)
Höhere Neuronenzahl beim Primaten und Menschen absolut hohe Neuronenzahl
Funktionale Lateralisierung
Borca Areal:
Wernicke Areal:
direktes verbinden durch?
Borca Areal:
- Sprachproduktion
- Grammatik
- Syntax
- komplexes Sazverständnis
Wernicke Areal:
- Sprachverständnis
- Wortverständnis
Fasciculus arcuatus (Assoziationsbahn)
Evolutionäre Trends der Gehirngrößen
Menschliches Gehirn
- bereiche präfrontaler Cortex beim Menschen vergrößert
- insg. relativ dicker Cortex
- myelinisierte Fasern im menschlichen Vortex sind überdurchschnittlich dick
- > Geschwindigkeit der Reizverarbeitung wird erhöht
- Neuronendichte im Cortex ist beim Menschen absolut hoch
- -> Menschliches Gehirn scheint für effiziente Infoverarbeitung besonders angepasst zu sein
Zusammenfassung Gehirnevolution des Menschen !!
-menschlliche Gehirn aufbau des typischen primatengehirns
- Größe von Gehirn und Cortex entsprechen der Größenordnung der primaten
- -> allerdings Teile des präfrontalen Vortex vergrößert
-dabei keine vollstädnigen Areale, Transmittersysteme etc.
=> sehr viele neuronen mit vielen synaptsichen Verknüpfungen -> besonders hohe Komplexität
- spezielle Intelligenz durch Kombination und Ausbau vorhandener Strukturen
- Gehirnevolution: scheinbar nicht angetrieben durch komplexe Umgebung
- Theorie of mind- KOMPLEXES GEHIRN ENTSTAND DURCH KOMPLEXE SOZIALE INTERAKTIONEN
