Gehirntheorie der Wirbeltiere

1 Der Grundaufbau des Wirbeltiergehirns

Wie man dem hervorragenden Werk "Vergleichende und funktionelle Anatomie der Wirbeltiere" von Hildebrand/Goslow [11] ab der Seiten 361 entnehmen kann, entwickelt sich das Gehirn aus dem vorderen Abschnitt des Neuralrohrs. Dieses bildet zunächst durch Einschnürung drei primäre Vesikel, die als

• Vorderhirn (Prosencephalon)
• Mittelhirn (Mesencephalon) und
• Rautenhirn (Rhombencephalon)

bezeichnet werden. Im folgenden Stadium teilen zusätzliche Einschnürungen das Gehirn in fünf Vesikel. Dadurch wird das Vorderhirn (Prosencephalon) unterteilt in das Endhirn (Telencephalon) und das das Zwischenhirn (Diencephalon). Das Rautenhirn wird unterteilt Hinterhirn (Metencephalon) und verlängertes Mark (Myelencephalon, Medulla oblongata). Das Mittelhirn bleibt ungeteilt. Damit gibt es fünf Regionen im Gehirn:

• Endhirn (Telencephalon)
• Zwischenhirn (Diencephalon)
• Mittelhirn (Mesencephalon)
• Hinterhirn (Metencephalon)
• verlängertes Mark (Myelencephalon, Medulla oblongata).

Das Mittelhirn, die isthmische Region und die Medulla oblongata werden auch als Hirnstamm bezeichnet.

Da die Wirbeltiere Bilateria sind, also einen bilateral symmetrischen Körper besitzen, sind auch das Gehirn und das Rückenmark teils bilateral symmetrisch aufgebaut. Daher sind viele seiner Substrukturen doppelt vorhanden.

Man kann die Signalverarbeitung in einem so hochkomplexen System wie dem Nervensystem der Wirbeltiere nur dann vernünftig analysieren, wenn man wenigstens die wichtigsten seiner Grundstrukturen kennt. Daher werden nachfolgend die wichtigsten Subsysteme des Wirbeltiergehirns aufgezählt. Mit dem prinzipiellen Aufbau der Wirbelsäule möge sich der Leser bei Bedarf selbst befassen. Die nachfolgenden Angaben wurden dem Werk "Wie einzigartig ist der Mensch" [48] von Gerhard Roth, Spektrum Akademischer Verlag, 2011, ab Seite 169 sowie dem Werk "Vergleichende und funktionelle Anatomie der Wirbeltiere" von Hildebrand/Goslow vom Springer Verlag ab Seite 362 entnommen, finden sich jedoch in fast allen gängigen Neurologiebüchern und gehören zum anerkannten Grundwissen der Neurologen. Über dieses Grundwissen sollte also jeder an der Hirnforschung interessierte verfügen.

1.1        Die Substrukturen der Medulla oblongata der Wirbeltiere

 

• Die Medulla oblongata schließt sich an das Rückenmark an und wird daher auch als verlängertes Mark bezeichnet.
• Sie ist Ursprungsort aller motorischen Nerven
• Sie ist Zielgebiet für die sensorischen Hirnnerven III bis XII
• Nervus oculomotoris (Augenmuskelnerv)
• Nervus trochlearis (ebenfalls Augenmuskelnerv)
• Nervus trigeminus (Gesichtsnerv)
• Nervus abducens (weiterer Augenmuskelnerv)
• Nervus facialis (Gesichtsnerv)
• Nervus stato-acusticus (Gleichgewichts- und Hörnerv)
• Nervus glossopharyngeus (Zungennerv)
• Nervus vagus (Vagusnerv)
• Nervus accessorius (akzessorischer Nerv)
• Nervus hypoglossus (Unterzungennerv)

• Sie enthält primäre und sekundäre Schalt- und Verarbeitungsstellen somatosensorischer und viscerosensorischer (von den Eingeweiden kommender) Informationen
• Sie ist Ausgangspunkt der motorischen Anteile des fünften bis siebenten sowie neunten bis zwölften Hirnnervs
• Sie enthält Netzwerke und Zentren für die Kontrolle lebenswichtiger Funktionen wie Atmung und Kreislauf sowie für Wachheit und Aufmerksamkeit
• Sie ist eine Konvergenzzone zahlreicher absteigender Nervenbahnen von allen Teilen des Gehirns
• Die für kognitive Funktionen wichtige reticuläre Formation ist zwar Teil der rostralen Medulla oblongata, setzt sich jedoch fort bis zum Tegmentum des Mittelhirns.
• Die mediane Zone der Formatio reticularis enthält die Raphe-Kerne, die den Neurotransmitter Serotonin produzieren. Sie versorgen einerseits fast alle limbischen Zentren mit Serotonin, ihre absteigenden Fasern projizieren andererseits zum Rückenmark.
• Die laterale Zone der Formatio reticularis enthält den Locus caeruleus, dessen Neuronen Noradrenalin erzeugen und in viele limbische und assoziative Zentren des Gehirns projizieren.
• Die Medulla oblongata hat einen sehr konservativen Grundaufbau, der seit frühester Evolutionsgeschichte bei allen Wirbeltieren prinzipiell identisch ist. Dennoch gab es bei speziellen Wirbeltierspezies individuelle und teils spektakuläre Abwandelungen (siehe Roth, obiges Werk, Seite 175).
• Die Medulla oblongata enthält weiterhin den Olivenkernkomplex, also den Nucleus olivaris principalis, den Nucleus olivaris accessorius medialis und den Nucleus olivaris accessorius posterior (Nebenoliven)
• Im dorsalen Abschnitt der Medulla oblongata, dem Tegmentum, liegen die Hirnnervenkerne, in die die verschiedenen Hirnnerven einmünden.
• Durch die Medulla oblongata ziehen aufsteigende und absteigende Bahnen verschiedenster Substrukturen, so etwa die Pyramidenbahn vom motorischen Cortex zum Rückenmark.

• Zur Medulla oblongata kann auch der Pons (die Brücke) gezählt werden. Der Pons selbst wird unterteilt in den Brückenfuss (Pars basalis pontis) und die Brückenhaube (Tegmentum pontis).

• Durch den Brückenfuss ziehen die absteigenden Fasern der Pyramidenbahn, die vom Cortex kommend zum Rückenmark zieht. Ebenso befinden sich im Brückenfuss die Brückenkerne (Ncll. pontis), welche Input vom Cortex erhalten und zu den Kleinhirnkernen projizieren.
• Die Struktur der Medulla oblongata ist symmetrisch aufgebaut, jeweils eine Hälfte ist für eine Körperhälfte zuständig, wobei manche Projektionswege zwischen beiden Seiten wechseln.