Vorlesung Tag 3 Strauß Flashcards
Erkrankung des Nervensystems
wieviele Erkrankungen über das Gehirn sind bekannt ?
wieviel % der europäischen Bevölkerung wurden mit mentalen Erkrankungen diagnostiziert ?
Art Erkrankung
- über 500
- 38%
-Entwicklungsstörung ( Fehlen von Gehirnstrukturen; Fehler in synaptischer Verschaltung)
-Traumata
-Infektion
-Immunpathologische Erkrankungen (Multiple Sklerose)
-Gehirntumore
-neurodegenerative Erkrankungen:
Verlust von Neuronen, Synapsen oder Gliazellen
Neurulationsdefekte
-Spina bifida
Eine Spina bifida ist eine Neuralrohrfehlbildung, die unterschiedliche Ausprägungen haben kann und sich entsprechend unterschiedlich schwer auswirkt. Der zeitliche Bereich für die Entstehung dieser Fehlbildung liegt zwischen dem 22. und 28. Tag der Embryonalentwicklung, nämlich der Zeitspanne der sogenannten primären Neurulation, also der Bildung des Neuralrohrs aus der Neuralplatte sowie dessen Verschlusses – im Falle der Spina bifida des unteren Endes. In Mitteleuropa tritt eine Spina bifida durchschnittlich bei einem von 1000 Kindern auf, wobei Mädchen etwas häufiger betroffen sind als Jungen
Hydrocephalus:
Cerebrospinalflüssigkeit (CSF)
3 Ursachen möglich:
Folge:
Oft tritt gemeinsam mit der Spina bifida aperta ein Hydrozephalus (Ansammlung von Hirnwasser in den Hirnwasserkammern wegen einer Ableitungsstörung) auf
- wird an der Wand der Ventriekl abgegeben
- jden Tag ca. 500 ml CSF sezerniert
Hydrocephalus:
-entsteht durch Druckaufbau im Ventrikelsystem
- Überproduktion CSF
2 verringerte Resorption von CSF
3 Störung der Zirkulation durch tUMORE, Missbildungen oder Narbengewebe
Folge=>
-Vergrößerung der Ventrikel: kommunizierneder Hydrocephalus= Vergrößerung des ganzen Ventrikularsystems
- Flüssigkeitsdruck wirkt auf das Gehirn und kann durch Kompression des Gehirngewebes zu Schädigung führen
Wieviel Gehirn ist nötig ?
Vergleich Gehirn
normal
Hydrocephalus Patient
–> erweiterte Ventrikel, reduzierte Cortexdicke
-Fälle von asymmetrischen Hydrocephalus zeigen keine neurologischen Beschwerden
Wie nennt man das Fehlen von Hirnstrukturen ?
Agenese
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
Gehirntumore
Primäre Tumore entstehen im Gehirn
Entstehen aus versch. Zelltypen:
gehäfutes Auftreten der primären Tumore wo ?
- gutartig (benign) oder bösartig (malign)
- Neurone= Neurinome
- Gliazellen= Gliome (50,4% Haupttyp bösartiger Gehirntumore
- Hirnhäute= Meningiome (20,8% überwiegend gutartig)
- Ependymzellen=Ependymome
(Hypophysenadenom= 15%gutartig)
frontalen Bereich der cerebralen Hemisphären
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
Gehirntumore
4,3 mio Teilnehmende 1993-2010
Diagnose
Mann
Frau
5735
7101
Diagnose eines Hirntumors
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 über größeren zeitraum = schwächer (Toleranz)
–> höhere Dosen tw drastische Nebenwirkungen
Morbus Alzheimer
Ablauf der Erkrankung
gibt 7 Phasen
fortschreitende Degeneration an verschiedensten. Hirnstrukturen
Ablauf wo im Gehirn beginnt es ?
Histoligische Kennzeichen?
genetische Ursachen:
sporadisch auftretende Krankheit
- irreversible Form der Demenz
- Entwicklung ist altersabhängig
- Gehirnveränderungen treten auf, ohne bemerkbare Veränderungen im verhalten zu verursachen
- Vergesslichkeit
- Organisationsprobleme für Alltagsabläufe
- grundlegende Org.probleme, Unselbstständigkeit
- Hilfe Anziehen, Waschen, ev. Inkontinenz
- Reduktion Sprache /Verlust Sprache und Bewegung
6 Verlust Mimik
7 Verlust Kopfbewegung
- größere Ventrikel
- engere Windungen
- weiter sulz
- verringertes Gehirngewicht
in den Schläfenlappen/Temporallappen über zusätzlichen Hippocampus, übergreifend auf benachbarte Areale und zuletzt auf den visuellen Cortex
- extrazelluläre Plaques aus amyloid ß-Protein (evt. Fehlverhalten dort, verklumpung und Anlagerungen der Proteine welche eigentlich raus transportiert werden)
- tau der Intrazelluläre Fibrillen
- evt. APP auf Chromosom 21 (Trisomie 21 führt zu Ansammlung von Plaques
- ApoE aus Cholesterintransport (1 Alles tritt bei Alzheimer Patienten gehäuft auf)
Alzheimer
gesund:
krank:
gesund:
Beseitigung ( Abtransport der Amyloid ß-Proteine)
krank:
Anhäufung (amylo ß Protein, 20 Jahre vor Syntomen, bilden Plaques, neurofibrilläre Verwicklungen 15 Jahre vor Syndromen)
y-Sekretase : schneidet 39-42 AS-Fragmente aus APP–> dies akkumuliert in den Plaques
Alzheimer gegenwärtig nicht heilbar
verbessern der Diagnose durch ?
Neurotransmitter Acetylcholin tritt im ZNS reduziert auf:
bildgebende Verfahren
-> Therapie Ansatz: Medikamentierung mi Ach-Erase-Hemmern, das soll Ach-Level und ihre Wirkung erhöhen
=> keine drastische Verbesserung für kognitive Fähigkeiten
Chorea major (Huntington)
Erkrankung:
Kennzeichen:
-vererbet neurodegenrative Krankhiet (autosmoal dominant)
-Polyglutamin-verlöngerte Proteinform des Huntington
(reguläre funktion des Proteins noch unklar )
Atrophie(Verkleinerung) der Basalganglien
unkontrollierte Bewegungen: uneinheitlich–> langsam und starr
Verlauf immer bis 20 Jahre nach Diagnose tödlich
Putamen (GABA) hemmt Pallidium nicht somit Palladium-Neurone sponatn aktiv –> Thalamus wird stark gehemmt–> vermindert die Aktivität der Basalganglien –> starre Bewegung, unkontrolliert
Morbus Parkinson
Erkanung von was?
Bewegungsstörungen:
Erkrankung der Basalganglien
Degeneration der Neurone der Substantia nigra
ca 1% der über 60 Jährigen betrifft diese Diagnose
Parkinson- Trias der Symptome:
- Ruhe-Tremor (Zittern)
- Rigor (steifen der Muskeln)
- Akinese (Bewegungsarmut)
(-auch Haltungsinstabilität)
früher genannt: schüttellähmung
Parkinson:
Merkmale:
Gebeugte Haltung, Maskenhaftes Gesicht, Arme schwingen nicht mit, schlurfender Gang
Parkinson
Substantia nigra
Nervenzellen lagern normalerweise Melanin ein, stark reduziert bei Parkinson-Patienten
übermäßiges Absterben der Neurone in der Substatia nigra
zum Zeitpunkt der Diagnose bereits 50% der Neurone abgestorben
Parkinson
Pallidium Neuronen sind spontan aktiv–> Putamen wird nicht so stark aktiviert somit weniger Hemmung auf Pallidum–> stärkere Hemmung auf Thalamus aus den Basalganglien
=> Schwierigkeiten Bewegungen auszulösen (Akinese)
Morbus Parkinson !!
Physiologische Ursachen sind komplex:
Akinese
Tremor
Rigor
Therapieansatz:
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)
- Gabe von L-Dopa
- COMPT (baut Dopamin und L-Depo ab somit -nutzen von COMT-Hemmern: erhöht Verfügbarkeit von L-Dopa
Erkrankungen mit Wirkung auf Kognition und Verhalten
Beeinträchtigung des Verhaltens/ kognitvier Leistung durch Erkranung von?
Beispiel:
Therapien:
viele Erkranungen des ZNS beeinträchtigen Verhalten und kognitive Leistungen
Beispiele: Schizophrenie, Depression, Autismussyndom, Angsstörungen
=> für viele dieser Erkrankungen konnte genetische Komponente gezeigt werden
-betreffen nicht einzelne Gehirnstrukturen , sondern beeinflussen verschiedene neuronale Systeme
HÄUFIG als Entwicklungsstörungen interpretiert
Therapien die pharmalogische und kognitive Ansätze verfolgen sind häufig möglich
Schizophrenie
typische Symptomatik:
weltweites betreffen:
Verhältnis Mann/Frau:
wann Erstdiagnose?
Suizid %?
Störung im Realitätsbezug (äußert sich in Denken, Wahrnehmen, Stimmung und Bewegung)
0,5-1% der Bevölkerung (Kulturabhängig)
1,4:1
in Adoleszenz und frühem Erwachsenenalter
5%
Schizophrenie
symptome:
positv:
negativ:
kognitiv:
positiv: (psychotisch)- Auftreten von Störungsmerkmalen
- Wahnvorstellungen
- Halluzinationen
- unkontrollierte Sprache (unpassendes Gelächter)
- unkontrolliertes Verhalten (Grimassen, Unbeweglichkeit, Willkürbewegungen)
negativ: Verlust regulärer Fähigkeiten
- verflachte Affekte (verringerte emotionalität und deren Ausdruck)
- Sprachverarmung (Alogia)
- Beeinträchtigung, zielgerichtetes, Verhalten einzuleiten (Avolition)
- Aufmerksamkeits und Gedächtnisprobleme
Schizophrenie
tritt familiär gehäuft auf:
Hinweise auf genetische Ursachen:
zusätzliche Umweltkomponente:
zwischen eineiigen Zwillingen, bei denen einer Erkrankt ist, ist das Erkrankungsrisiko 48%
betrifft Gen für COMPT im Dopaminstoffwechsel
- ausreichende Ernährung der Mutter während der Schwangerschaft
- Jahreszeit der Geburt
- Alter des Vaters
- Infektion?
- Erkrankung der Mutter während der Schwangerschaft?
Schizophrenie Veränderung im Gehirn:
Verlust von Gehirnsubstanz:
-Vergößerung der Ventrikel
-Verlust von Neuronen im Cortex + Hippocampus
- Reduktion von Dendriten-Auswüchsen
(normal: viele Endungen an denen Synapsen knüpfen, erkrankt: glatt kein Verknüpfen der Synapsen) - Verlust von Gehirnsubstanz und- Verbindungen
- Defekte von der Myelinscheide von Axonen
Schizophrenie
Hypothesen:
Dopamin-Hypothese:
Schizophrenie ausgelöst durch Aktivierung des Dopamin-Systems
Glutamat-Hypothese:
Schizophrenie durch Hemmung des Glutamat-Systems über ionotrope NMDA-Rezeptoren verursacht
Neurotechnologie
Hirnschrittmahcer-neuronale Schrittmacher
Forschungsziel:
Tiefe-Hirn-Stimulation: z.B. bei?
Schrittmacher als Ersatz für erkrankte Hirngebiete
Verluste elektrisch kOMPENSIEREN
Parkinson,Cluster-Kopfweh, Zangsstörungen
Indizien zur Rekonstruktion der Gehirnevolution
- Fossilien
- Vergleich der Gehirne rezenter Arten
- Embryonale Entw. und Differenzierung des Gehirns rezenter Arten
ZSM:
- Gehirn selbst fossiliert nicht, Gehirngröße aus Schädelfunden rekonstruieren
Endokasten=Schädelausgüsse - Abgleich mit Stammbaum erlaubt ursprüngliche Merkmale zu rekonstruieren
mehr fossilfunde, weiter neue Analysen der Fossilfunde, mehr Daten, bessere Analysen
Absolute Größe Gehirn
Maus
Schimpanse
Gorilla
Mensch
Pottwal
0,4 gramm
400 gramm
550 gramm
1450 gramm
8500 gramm
=> Elefanten/Wale deutlich größere Gehirne als Mensch
=> Gehirngröße ist abhängig von der Körpergröße
=> min. 13 rezente Arten > Gehinr als Homo sapiens
=> Gehirnfaltung abhängig von absoluten Größe des Gehirns (gr Gehirn = mehr Gehirnfaltung)
DAS GEHIRNGEWICHT DES MENSCHEN IST GRÖßER ALS SEIN KÖRPERGEWICHT FESTLEGT
-> Indiz für besondere Entwicklung der menschlichen Gehirns
Verhältnis Gehirngewicht zu Körpergewicht
Relatives Gehirngewicht:
–> neurobiologisch unklar was es aussagt
Mensch / Spitzmaus
Tier mit größtem relativen Gehirngewicht:
Gehirngewicht / Körpergewicht
Mensch: 2%
Spitzmaus: 3,3%
=> Gehirn und Körper wachsen nicht proportional:
- kleine Tiere relativ Größere Gehirne
- größere Tiere relativ kleinere Gehirne
Ameise mit 15 %
Gehirne im Vergleich :
Neuronendichte/Zahl auf generell Gehirn bezogen:
auf cortex bezogen:
Neuronendichte/Zahl:
- höhere Neuronendichte bei Primaten (Neurone dicht verpackt)
- hohe Neuronenzahl beim Menschen
- größerer Cortex bei Primaten
- Mensch keine Ausnahme der Gewichtsrelation
- höhere Neuronenzahl bei Primaten
- Mensch mit absoluter sehr hoher Neuronenzahl
=> Mensch hat den gröten frontalen Cortex aber dieser ist generell bei Primaten sehr groß
Mensch hat zwar mehr Nervenzellen aber es sprengt nicht den Rahmen
Funktionale Lateralisierung
Borca Areal:
Wernicke Areal:
direktes verbinden durch?
Borca Areal:
- Sprachproduktion
- Grammatik
- Syntax
- komplexes Sazverständnis
Wernicke Areal:
- Sprachverständnis
- Wortverständnis
Fasciculus arcuatus (Assoziationsbahn)
Schimpanse
bezug auf Borca Areal und Wernicke Areal
- Region Wernicke Areals vorhanden, WA ist links größer
- > funktionelle Lateralisierung?
-keine Asyymmetrie bei Borca Areal
=> Zelldichte ist beim Menschen größer
Lateralisierung des Gehirns
- Als Lateralisation des Gehirns bezeichnet man die neuroanatomische Ungleichheit und funktionale Aufgabenteilung und Spezialisierung der Großhirnhemisphären
- Das Gehirn der meisten höheren Organismen ist morphologisch betrachtet bilateralsymmetrisch aufgebaut
- Obwohl diese Symmetrie auf einen wesentlich gleichartigen Aufbau hinweist
- weiß man seit langer Zeit aus vielfältigen Beobachtungen und Experimenten, dass die Aufgaben und Funktionen des Gehirns eine räumliche Spezialisierung erfahren haben
- Einige Funktionen oder Teilfunktionen des Gehirns werden bevorzugt in einer der beiden Gehirnhälften ausgeführt
-Die Aufteilung von Prozessen auf die rechte und linke Hälfte wird als Lateralisation bezeichnet
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
Kognitionsforschung bei Schimpansen
Sprache und Umgang mit Symbolen
Beispiele:
Arbeitsgedächtnis beim Schimpasen:
Soziale Interaktion und Kognition
Theorie des Geistes
- Schimpasin Washoe, erlernt 350 Zeichen
- Bonobo Kanzi, benutzt 400 Symbole
- Schimpasin Julia, räumliche Problemlösung (bewöltigen Labyrinth)
größer als beim Menschen
Schimpanse im Zoo, plant bewusste Täuschung
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
