ZNS Flashcards
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Neuronale Abfaltung (primäre Neurulation)
Unter dem Einfluss von Botenstoffen, die von den Zellen der Chorda dorsalis sezerniert werden, wird in dem darüber liegenden Ektoderm zunächst die Ausbildung einer dickeren ektodermalen Zellschicht (Neuralplatte) induziert. Solche Signalmoleküle sind u. a. Wachstumsfaktoren wie TGFβ oder Inhibitoren wie Chordin oder Noggin. Über diese Mediatoren werden spezifische Transkriptionsfaktoren wie Neurogenin aktiviert, die dann z. B. die Differenzierung von Ektodermzellen in Neurone oder Gliazellen induzieren. Im weiteren Verlauf der Neurulation bildet sich auf der Neuralplatte eine feine Vertiefung (Neuralrinne) mit seitlichen Aufwerfungen, den Neuralfalten. Bereits zu diesem Zeitpunkt kann man eine kraniokaudale Grenze beobachten: Der Abschnitt oberhalb des 4. Somiten entwickelt sich zum späteren Gehirn, der Abschnitt darunter zum Rückenmark. Die Neuralfalten beginnen nun zunächst auf Höhe des 4.–6. Somiten miteinander zu verschmelzen und bilden durch den nach kranial und kaudal fortgesetzten Verschmelzungsprozess das Neuralrohr aus. An den jeweiligen Enden gibt es zunächst noch kleine Öffnungen, die man als Neuroporus anterior (rostralis) und posterior (caudalis) bezeichnet. Durch diese Öffnungen ist das Lumen des Neuralrohrs noch mit der Amnionhöhle verbunden, bevor sich dann am 24. Tag der Neuroporus anterior und am 26. Tag der Neuroporus posterior verschließen. Der Stelle des Neuroporus anterior entspricht am adulten Gehirn die Lamina terminalis. Der Neuroporus posterior ist im Bereich des Filum terminale bzw. auf Höhe des 31. Somitenpaares lokalisiert, aus dem sich später die Sakralwirbel I und II bilden. Die weiter kaudal als S1 gelegenen Abschnitte des Rückenmarks entstehen durch eine sekundäre Aussprossung des Neuralepithels des bereits gebildeten Neuralrohrs. Dieser Prozess wird auch als sekundäre Neurulation bezeichnet. Im Randbereich der Neuralplatte, im Übergang zum Oberflächenektoderm, entsteht die Anlage der Neuralleiste, die aus Zellen gebildet wird, die seitlich aus dem Neuralrohr auswandern und sich dann dorsal in einer dünnen Bindegewebsschicht zwischen dem Oberflächenektoderm und dem geschlossenen Neuralrohr befinden. Die Neuralleistenzellen werden u. a. das spätere PNS bilden.
Gryfizierung
Zunächst sind die Oberflächenstrukturen des Telencephalons glatt. In späteren Entwicklungsstadien bilden sich dann Gyri und Sulci aus, die die Oberfläche des Cortex deutlich vergrößern. Die Gyrifizierung beginnt etwa in der 26. Woche, wobei sich zunächst die primären, bei allen Menschen fast identisch angelegten Gyri und Sulci bilden (z. B. Sulcus cinguli, Sulcus centralis und lateralis). Am Ende des 8. Entwicklungsmonats sind alle wichtigen Primärfurchen angelegt. Im 9. Monat entstehen dann die sekundären und tertiären Gyri und Sulci, die sehr häufig recht große interindividuelle Variationen zeigen.
Entwicklung des Rückenmarks
In der embryonalen und fetalen Entwicklung des kaudalen Anteils des Neuralrohrs zeigt sich zunächst eine auffällige Verdickung der lateralen Flügel- und Grundplatten. Diese übernehmen später unterschiedliche Funktionen: Aus der Grundplatte (bzw. dem motorischen Vorderhorn) nehmen efferente Fasern ihren Ausgang und bilden die Radix anterior. Afferente Fasern konvergieren in Richtung der Flügelplatte (dem sensiblen Hinterhorn) und bilden die spätere Radix posterior. Die Boden- und die Deckplatte bleiben deutlich im Wachstum zurück und werden durch andere Strukturen überlagert bzw. in die Tiefe verschoben. Dadurch werden die Fissura mediana anterior bzw. der Sulcus medianus posterior abgrenzbar. Im Bereich von Boden- und Deckplatte kreuzen Fasern von einer Seite des Rückenmarks auf die entgegengesetzte Seite. Durch die dargestellten Proliferationsvorgänge verengt sich der Neuralkanal zusehends und wird ab der 9./10. Entwicklungswoche zum schmalen Zentralkanal (Canalis centralis).
Entwicklung von Pons und Medulla oblongata
Wechselt man die Perspektive von der äußeren Struktur des Neuralrohrs zu den Entwicklungsprozessen, die im transversalen Schnitt beobachtet werden können, zeigt sich, dass die Entwicklung von Pons und Medulla oblongata (Teile des Hirnstamms) aus dem Myelencephalon-Bläschen relativ vergleichbar ist: Der Canalis centralis erweitert sich in diesem Abschnitt, indem die dorsalen Flügelplatten wie ein Buch aufklappen und nur noch die dünne Deckplatte als Dach des Kanals bzw. des späteren IV. Ventrikels bestehen bleibt. So kommen Flügel- und Grundplatten getrennt durch den Sulcus limitans nebeneinanderzuliegen. Durch diese Dynamik werden die späteren Kerngebiete der Hirnnerven nebeneinander positioniert: Die Nuclei efferenter Nervenfasern liegen paramedian mit insgesamt 3 Gruppen (allgemein somato-/viszeroefferent, speziell viszeroefferent), die afferenten Kerngebiete lateral davon (allgemein und speziell viszeroafferent, allgemein und speziell somatoafferent). Neurone der Flügelplatte wandern aber auch nach ventral ein und bilden dort z. B. die Nuclei olivares, den Olivenkern, oder die Formatio reticularis. Ebenfalls aus den Flügelplatten bilden sich die sog. Rautenlippen, aus denen sich in einem weiteren Schritt das Cerebellum entwickeln wird.
Postnatale Reifung des ZNS
Das Gehirn zählt zu den wenigen Organen, die nach der Geburt noch nicht vollständig ausgereift sind. Es muss postpartal noch „reifen“ und geht später in einen Prozess der weiteren Maturierung und Alterung über. Zum Reifungsprozess zählen die zunehmende Myelinisierung der Axone und eine dynamische Veränderung der Struktur und Anzahl synaptischer Verbindungen. Im Alter von 3 Jahren verfügt jede Hirnzelle über etwa 15.000 Kontaktstellen (Synapsen) zu anderen Nervenzellen, während zum Zeitpunkt der Geburt nur 2.500 angelegt waren. Der Reifungsprozess manifestiert sich u. a. aber auch darin, dass bis zum Alter von 18 Jahren die Verbindungen zwischen Nervenzellen, abhängig von Neuronentyp und Hirnregion, auf ungefähr 10.000 Synapsen/Nervenzelle reduziert werden.
Entwicklung der inneren Liquorräume
Die inneren Liquorräume entstammen allesamt dem Lumen des Neuralrohrs. Oberhalb des 4. Somiten erweitert sich das Lumen zu den Hirnbläschen, sodass sich Seitenventrikel (I und II) im Bereich des Telencephalons differenzieren lassen, die über Foramina interventricularia mit dem III. Ventrikel des Diencephalons verbunden sind. Der III. Ventrikel wiederum verjüngt sich zum Aqueductus mesencephali. Dieser verläuft durch das Mittelhirn und weitet sich im Bereich des Met- und Myelencephalons wiederum zum IV. Ventrikel auf, der über eine mediane und seitliche Öffnungen mit den äußeren Liquorräumen (Subarachnoidalraum) in Kontakt steht. In den Ventrikeln finden sich die für die Liquorproduktion zuständigen Plexus choroidei, die ebenfalls der Rotationsbewegung der Hemisphären folgen. Im Abschnitt der Medulla spinalis verbleibt der oft auch verschlossene (obliterierte) Canalis centralis.
Entwicklung des Telencephalons
Das Telencephalon-Bläschen besteht aus einem medianen Abschnitt und 2 lateralen Anhängen, die sich zu den späteren Großhirnhemisphären weiterentwickeln werden. Weil die Deckplatte im Vergleich zu den Hemisphären langsamer wächst, senkt sie sich in die Tiefe der Fissura longitudinalis superior ein und liegt dann im Bereich des späteren Balkens, des Corpus callosum. Aus Boden- und Flügelplatten bzw. der Intermediärzone des Neuralrohrs entwickelt sich die Substantia grisea, d. h. der telenzephale Cortex, auch Pallium genannt. Im Bereich der Grundplatte verdickt sich das Parenchym. Die hier vorhandenen Neurone bilden am Boden der Seitenventrikel die Basalganglien. Als Telencephalon impar bezeichnet man die median gelegenen Endhirnanteile mit der Lamina terminalis und den Kommissurenbahnen im Bereich der früheren Deck- und Bodenplatte. Auch die Bodenplatte des Telencephalons wächst deutlich langsamer als die Wände der Hemisphären, die in ein ventrales, laterales oder dorsales Pallium untergliedert werden. Mediales und dorsales Pallium wachsen aus und bilden den Neo-(Iso-)Cortex. Sobald die Hemisphären median aufeinandertreffen, wird das weitere Wachstum gehemmt, wodurch die abgeflachte Gestalt der Hemisphären in der Fissura longitudinalis cerebri entsteht.
Das schnelle Wachstum der jeweiligen Hemisphären erfolgt C-förmig, wobei das Pallium zunächst nach ventral und rostral wächst und so den Lobus temporalis bildet. Diese Wachstumsbewegung wird auch als Hemisphärenrotation bezeichnet, wobei die Rotationsachse in der späteren Inselregion lokalisiert ist. Die Inselregion wird durch das Wachstum der Hemisphären ebenfalls von der Oberfläche in die Tiefe der Fissura bzw. des Sulcus lateralis verlagert. Am Telencephalon selbst lassen sich jetzt bereits der Lobus frontalis, der Lobus parietalis und der Lobus temporalis unterscheiden. Der Okzipitallappen ist erst nach Abschluss der Hemisphärenrotation abgrenzbar. In die beschriebene Rotation sind auch tiefer liegende Hirnstrukturen wie das Ventrikelsystem, der Hippocampus, die Fornix, der Gyrus cinguli, der Nucleus caudatus und das Corpus callosum einbezogen, woraus sich deren makroskopische C-förmige Struktur erklärt.
Morphologie des Lobus frontalis
Im Lobus frontalis kann man auf der Facies superolateralis 3 Hauptwindungen unterscheiden: Gyri frontales superior, medius et inferior. An seiner Kontaktstelle zum Sulcus lateralis kann der Gyrus inferior von anterior nach posterior in die Partes orbitalis, triangularis et opercularis eingeteilt werden. In den beiden posterioren Partes ist das motorische Sprachzentrum (BROCA-Zentrum) lokalisiert. Unmittelbar vor dem Sulcus centralis, dem einzigen Sulcus, der die Margo superior einschneidet, findet sich der Gyrus precentralis, in dem sich das primär-motorische Funktionszentrum befindet. Die Facies inferior des Lobus frontalis ist durch unregelmäßige Gyri und Sulci orbitales geprägt. Regelhaft ist parallel zur Margo inferomedialis der Gyrus rectus vorhanden. Er wird durch den Sulcus olfactorius, in dem Bulbus und Pedunculus olfactorius verlaufen, nach lateral begrenzt.
Funktionelle Gliederung des Nervensystems
Funktionell kann man ein autonomes und ein somatisches Nervensystem unterscheiden, die der unbewussten bzw. bewussten Steuerung und Sinneswahrnehmung dienen. Beide Systeme leiten dem ZNS entweder Informationen zu (Afferenzen) oder leiten Informationen aus dem ZNS an die Peripherie weiter (Efferenzen). Diese funktionelle Gliederung des Nervensystems ist nicht in allen Abschnitten identisch zur morphologischen Gliederung des ZNS.
Morphologie des Lobus limbicus
Der Lobus limbicus zieht mit seinem Hauptanteil, dem Gyrus cinguli, auf der Facies medialis bogenförnig über das Corpus callosum hinweg und wird nach superior durch den Sulcus cinguli, nach inferior durch den Sulcus corporis callosi begrenzt. In seinem weiteren Verlauf verschmälert sich der Gyrus cinguli, um sich nach Vereinigung mit dem Gyrus lingualis als Gyrus parahippocampalis auf die Facies inferior fortzusetzen. Am rostralen Ende knickt der Gyrus parahippocampalis leicht nach medial um, sodass sich ein kleiner Haken, der Uncus gyri hippocampalis, bildet.
Morphologie des Lobus occipitalis
Im Lobus occipitalis zeigt die Facies superolateralis keine spezifischen Besonderheiten, sodass nur allgemein von Gyri occipitales gesprochen wird. Auf der Facies medialis hingegen erkennt man ein vom Sulcus parietooccipitalis bis zum Sulcus calcarinus reichendes Areal, das aufgrund seiner dreieckigen Form als Cuneus („Keil“) bezeichnet wird. Der Sulcus calcarinus reicht vom Polus occipitalis bis zum Sulcus parietooccipitalis in der Tiefe des Lappens. In den unmittelbar angrenzenden Rindenarealen des Sulcus calcarinus ist das primär-optische Funktionszentrum lokalisiert. Direkt unterhalb des Sulcus calcarinus schließt sich der Gyrus lingualis an. Verfolgt man die Gyri noch weiter nach basal, wird die Facies inferior des Lobus occipitalis durch die Gyri occipitotemporales medialis et lateralis aufgeworfen, die keine scharfe Grenze zum Lobus temporalis erkennen lassen.
Abschnitte des ZNS
Das ZNS lässt sich in Medulla spinalis (Rückenmark) und Encephalon (Gehirn) untergliedern. Das Gehirn setzt sich entsprechend der embryologischen Entwicklung aus 5 Abschnitten zusammen:
* Medulla oblongata oder Myelencephalon („verlängertes Mark“)
* Pons (Brücke)
* Mesencephalon (Mittelhirn)
* Diencephalon (Zwischenhirn)
* Telencephalon oder Cerebrum (End- oder Großhirn)
Medulla, Pons und Mesencephalon bilden zusammen den Hirnstamm (Truncus encephali). Dem Pons lagert sich von dorsal das Cerebellum(Kleinhirn) an.
Weitere wichtige Bezeichnungen, die sich aus der Hirnbläschenentwicklung ableiten, sind die Zusammenfassung des Telencephalons und des Diencephalons zum Prosencephalon(Vorderhirn) sowie des Pons und des Cerebellums zum Metencephalon. Metencephalon und Myelencephalon wiederum bilden gemeinsam das Rhombencephalon.
Morphologie des Lobus insularis
Der Lobus insularis ist durch 5–9 fächerförmig angeordnete Windungen geprägt, die in die anterior gelegenen Gyri breves und die eher posterior gelegenen Gyri longi unterschieden werden können und jeweils am Sulcus circularis insulae enden.
Oberflächenmorphologie des Cerebellum
Die schmalen, blattförmigen Windungen des Cerebellums (Folia cerebelli) werden durch unterschiedlich tief einschneidende, annähernd parallel verlaufende Furchen (Fissurae cerebelli) voneinander getrennt. Die Fissura posterolateralis unterteilt das Kleinhirn in 2 Hauptanteile: Lobus flocculonodularis und Corpuscerebelli. Letzterer wird durch die Fissura prima weiter untergliedert in Lobus anterior und Lobus posterior. Zusätzliche Furchen unterteilen diese Lappen wiederum in Läppchen (Lobuli). Bei der Kleinhirnoberfläche unterscheidet man grundsätzlich 3 Abschnitte.
Superiore Oberfläche
Diese Fläche ist zum Tentorium cerebelli bzw. zum Großhirn hin gerichtet. Die Grenzen zwischen Vermis und Kleinhirnhemisphären sind auf dieser Fläche kaum zu erkennen. Deutlich sichtbar sind jedoch die Fissura prima und die Fissura horizontalis. Letztere Furche ist zwar keine funktionelle Grenze, bildet aber eine Trennlinie zwischen superiorer und inferiorer Oberfläche.
Inferiore Oberfläche
Die inferiore Oberfläche ist zum Os occipitale bzw. zur Cisterna cerebellomedullaris hin gerichtet. Auf ihr erkennt man neben dem klar abgrenzbaren Vermis und den beiden Kleinhirnhemisphären v. a. die beiden Kleinhirntonsillen (Tonsillae cerebelli). Als kaudalste Bestandteile der Hemisphären umfassen sie den dorsolateralen Abschnitt der Medulla oblongata und liegen somit unmittelbar am Rand des Foramen magnum.
Anteriore Oberfläche
Die anteriore Oberfläche des Cerebellums ist zum IV. Ventrikel und zum Hirnstamm hin gerichtet. Auf dieser Oberfläche sind vor allem die Kleinhirnstiele (Pedunculi cerebellares superior, medius et inferior) zu erkennen, an denen das Kleinhirn vom Hirnstamm abgetrennt wurde. Die Pedunculi cerebellares superiores grenzen beidseits nach medial an das unpaare obere Marksegel (Velum medullare superius), eine dünne Faserplatte aus weißer Substanz, die eine Verbindung zwischen Cerebellum und Vierhügelplatte darstellt und das obere Dach des IV. Ventrikels bildet. Eine zweite, paarige Marklamelle, das untere Marksegel (Velum medullare inferius), verbindet das Cerebellum mit der Medulla oblongata und ist somit das untere Dach des IV. Ventrikels. Darüber hinaus erkennt man den Flocculus („Flöckchen”, unterhalb des Pedunculus cerebellaris medius gelegen) und den Nodulus („Knötchen”, Anteil des Vermis unterhalb des Velum medullare superius), die gemeinsam als Lobus flocculonodularis vom restlichen Cerebellum über die Fissura posterolateralis abgegrenzt werden. Flocculus und Nodulus sind über Nervenfasern im Pedunculus flocculi verbunden.
Oberflächenmorphologie des Diencephalons
Das Diencephalon ist sowohl Schaltstelle zwischen Hirnstamm und Großhirnhemisphären als auch eine wichtige Koordinationsstelle zwischen neuronalem und endokrinem System. Von außen ist es kaum einsehbar, da es durch das ausgedehnte Hemisphärenwachstum während der embryonalen Entwicklung nahezu komplett vom Telencephalon bedeckt wird. Nur in der Ansicht von basal sind kleine Abschnitte sichtbar: Dazu zählen der N. opticus [II], dessen Faserkreuzung im Chiasma opticum und der Tractus opticus, die sich allesamt zusammen mit der Augenanlage während der Entwicklung aus dem Diencephalon ausstülpen. Von lateral betrachtet markiert der Tractus opticus den Übergang des Diencephalons zum Mesencephalon. Der Tractus verdickt sich in seinem weiteren Verlauf nach posterior zum lateralen Kniehöcker (Corpus geniculatum laterale), der zusammen mit dem medialen Kniehöcker (Corpus geniculatum mediale) dem diencephalen Thalamus zugerechnet wird. Beide sind darstellbar, wenn man den Temporallappen vom Hirnstamm etwas nach lateral abdrängt. Vor dem Tractus opticus befindet sich beidseits die Substantia perforata anterior, die von einer Vielzahl kleinerer Gefäße, die an dieser Stelle in die Tiefe des Gehirns eindringen, durchsiebt wird. Ihr ist das Tuberculum olfactorium unterlagert, welches einen Teil der olfaktorischen Sinnesverarbeitung darstellt. Direkt hinter dem Chiasma opticum im Winkel zwischen den auseinanderstrebenden Tractus optici lassen sich in einer Anordnung von anterior nach posterior der Hypophysenstiel bzw. das Infundibulum der Hypophyse, das Tuber cinereum und die Corpora mamillaria differenzieren.
Drängt man den Lobus occipitalis und das Cerebellum auseinander, kann man von okzipital in der Tiefe des Subarachnoidalraums die Zirbeldrüse (Glandula pinealis) als Bestandteil des diencephalen Epithalamus erkennen.
Die Etagengliederung des Diencephalons wird erst nach einem Schnitt in der Medianebene durch das Corpus callosum deutlich. Bei dieser Schnittführung eröffnet man den III. Ventrikel, sodass nun das Dach des III. Ventrikels und der Abgang des Aquädukts gut sichtbar sind. Die laterale Wand des III. Ventrikels wird vom Diencephalon gebildet. Unter dem Begriff „Subthalamus“ werden mehrere Ansammlungen von Nervenzellkörpern zusammengefasst, die ursprünglich dem ventralen Anteil des Thalamus entstammten, aber im weiteren Verlauf der Entwicklung vom III. Ventrikel weg lateral abgedrängt wurden. Der Subthalamus ist daher auf einem Medianschnitt des Cerebrums nicht abgrenzbar.
Grundaufbau des frühen Neuralrohrs
Die weiteren Entwicklungsschritte von Anteilen des ZNS aus dem Neuralrohr weisen in allen Abschnitten Ähnlichkeiten auf, die auf einer frühen Gliederung des Neuralrohrs in eine dorsale und eine ventrale Hälfte beruhen:
• Die dorsale Hälfte besteht aus den Flügelplatten, die über die schmale Deckplatte miteinander verbunden sind.
• Die ventrale Hälfte umfasst die Grundplatten, die entsprechend über die ventral gelegenen Bodenplatten miteinander verbunden sind.
Flügel- und Grundplatte sind durch den Sulcus limitans voneinander getrennt. In weiten Teilen repräsentiert diese morphologische Gliederung auch eine funktionelle Gliederung, indem sich in den Flügelplatten primär afferente (allgemein somato-/viszeroafferente bzw. speziell somato-/viszeroafferente) Nuclei ausbilden, in den Grundplatten bevorzugt efferente (allgemein somato-/viszeroefferente bzw. speziell viszeroefferente) Nuclei.
Diese Grundstruktur ist die Basis für die weitere Entwicklung in allen Hirnabschnitten. Histologischer betrachtet, verändert sich das zunächst homogene Neuroepithel des Neuralrohrs zu einem dreischichtigen Aufbau:
• die äußere Marginalzone (reich an Substantia alba)
• die mittlere Mantelzone (reich an Substantia grisea)
• die zum Neuralkanal gelegene ventrikuläre Zone (bildet bevorzugt Makroglia wie Oligodendrozyten, Astrozyten und Ependymzellen aus)
Allerdings entwickelt sich bereits zu Beginn der 4. Woche der kraniale Teil des Neuralrohrs deutlich anders als der kaudale Abschnitt.
Morphologie des Lobus temporalis
Im Lobus temporalis kann man auf der Facies superolateralis wie beim Frontallappen 3 Hauptwindungen unterscheiden: Gyri temporales superior, medius et inferior. Der Gyrus inferior bildet die Margo inferolateralis und setzt sich übergangslos auf die Facies inferior fort. Besonders hervorzuheben sind die Charakteristika des Gyrus temporalis superior: In den Sulcus lateralis hineingerichtet finden sich hier quergestellte Gyri temporales transversi (HESCHL-Querwindungen), die das primär-akustische Funktionszentrum umfassen. Im hinteren seitlichen Anteil des Gyrus temporalis superior befindet sich in der dominanten Hemisphäre (bei Rechtshändern die linke Hemisphäre) das sensorische Sprachzentrum (WERNICKE-Zentrum). Die inferiore Ansicht des Lobus temporalis gestaltet sich relativ unspezifisch, indem vom Gyrus temporalis inferior, getrennt durch den Sulcus occipitotemporales, die Gyri occipitotemporales lateralis et medialis folgen.
Keimscheibenentwicklung
In der 2. Woche der Entwicklung differenziert sich der Embryoblast weiter. Es entsteht die zweiblättrige Keimscheibe (Epiblast und Hypoblast), aus der Blastozystenhöhle wird der primäre Dottersack, der mit Hypoblastenzellen ausgekleidet wird. Zwischen dem Trophoblasten und dem Epiblasten entsteht ein Spaltraum, der zunehmend größer wird (primäre Amnionhöhle) und mit einem Epithel aus weiter differenzierten Epiblastenzellen ausgekleidet wird (definitive Amnionhöhle). Schließlich entstehen zwischen der Keimanlage und dem schnell wachsenden Trophoblasten neue Interzellularräume, die zunehmend größer werden und miteinander verschmelzen. Dieser neu geschaffene Raum wird extraembryonales Zölom genannt und markiert die Bildung der Chorionhöhle. Unter dem dargestellten Wachstumszug reißt der Dottersack auf und verschließt sich dann wieder zum sekundären Dottersack, eine Exozölzyste (Reste des primären Dottersacks) bleibt oft in der Chorionhöhle zurück.
Mit Beginn der 3. Woche wird auf dem Epiblasten eine streifenförmige Verdickung sichtbar, der Primitivstreifen. Dieser wächst von kaudal nach kranial und stoppt auf etwa der Hälfte des Weges, dort zeigt er eine rundliche Vergrößerung, den Primitivknoten. Primitivstreifen und Primitivknoten bilden Vertiefungen aus, sodass man eine Primitivrinne von einer Primitivgrube unterscheiden kann. Diese morphologischen Strukturen deuten auf eine dynamische Zellmigration hin, die vom Epiblasten in die Tiefe gerichtet ist (Invagination). Epiblastzellen lösen sich hier aus dem Zellverband und schieben sich zwischen Epiblasten und Hypoblasten. Das somit neu entstandene Keimblatt nennt man intraembryonales Mesoderm. Die verbleibenden Epiblastzellen differenzieren sich weiter zum Ektoderm. Vom Primitivknoten aus wächst ein Zellverband als axiale Struktur nach kranial und lässt einen primitiven Achsenstab erkennen, die Chorda dorsalis (Mesoderm), die für viele nachfolgende Entwicklungsschritte von besonderer Bedeutung ist. Der Hypoblast wird ebenfalls durch Zellen des Epiblasten (insbesondere aus dem Bereich der Primitivgrube) ersetzt; diese Zellschicht nennt man nun Entoderm. An 2 Stellen im Embryo liegen Ektoderm und Entoderm direkt aufeinander, da sich hier kein intraembryonales Mesoderm ausbildet. Dies ist kranial die sog. Rachenmembran (Prächordalplatte = spätere Mundöffnung) und kaudal die Kloakenmembran (= späterer Anus).
Morphologie des Lobus parietalis
Im Lobus parietalis werden auf der Facies superolateralis neben dem Gyrus postcentralis, in dem sich das primär-somatosensorische Funktionszentrum befindet, 2 Lobuli unterschieden: Lobulus parietalis superior et inferior. Im Grenzbereich zum Lobus temporalis können 2 kleinere Gyri beschrieben werden: der Gyrus supramarginalis, der sich kuppenförmig über das Ende des Sulcus lateralis legt, und der Gyrus angularis am Ende des Sulcus temporalis superior. Ein dritter Lobulus, der Lobulus paracentralis, verläuft auf der Facies medialis bogenförmig um den Sulcus centralis herum, und wird, da er sowohl dem Lobus parietalis als auch dem Lobus frontalis zugeordnet werden kann, entsprechend in eine Pars frontalis und eine Pars parietalis untergliedert. Das zwischen Lobulus paracentralis und Sulcus parietooccipitalis gelegene nahezu rechteckige Rindenareal wird schließlich als Precuneus bezeichnet.
Entwicklung der Hirnbläschen (primär und sekundär) und Flexuren
Oberhalb des 4. Somiten lassen sich nach dem Verschluss der Neuroporus anterior zunächst 3 Hirnbläschen, sog. primäre Hirnbläschen, erkennen (von kranial nach kaudal):
• das Prosencephalon-Bläschen
• das Mesencephalon-Bläschen
• das Rhombencephalon-Bläschen
In der 5. Entwicklungswoche werden aus den 3 primären Bläschen 5 sekundäre Hirnbläschen. Dabei finden sich am Prosencephalon-Bläschen 2 zusätzliche paarige Ausstülpungen (Telencephalon-Bläschen oder Endhirn-/Großhirnbläschen), der unpaare „Bläschenrest“ wird zum späteren Zwischenhirn (Diencephalon bzw. Diencephalon-Bläschen). Das Rhombencephalon-Bläschen kann im weiteren Verlauf in ein kraniales Metencephalon und einen kaudalen Abschnitt, das Myelencephalon, unterteilt werden.
Das Lumen des Neuralrohrs erweitert oder verengt sich im weiteren Verlauf zum späteren Ventrikelsystem des ZNS. Das schnelle Hirnwachstum und die kraniokaudale Abfaltung der Frucht verbiegen das Neuralrohr, sodass sich im Bereich des Mittelhirns eine sog. Scheitelbeuge, eine im Bereich des Rhombencephalons liegende nach ventral konvexe Brückenbeuge (entsteht etwas später) und ein im Übergang zwischen Myelencephalon und Rückenmark gelegene Nackenbeuge unterscheiden lassen. Die Nackenbeuge liegt später ungefähr auf Höhe des Foramen magnum bzw. am Austritt des 1. Spinalnervs.
Somitogenese
Die Mesodermzellen, die bei den Gastrulationsbewegungen beidseits unmittelbar lateral der Mittellinie zu liegen kommen, bilden das paraxiale Mesoderm. Sie entstehen aus Zellen, die kaudal des Primitivknotens durch den kranialen Primitivstreifen einwandern. Vermutlich gelangen aber auch Zellen des kaudalen Anteils des Primitivknotens in das paraxiale Mesoderm. Das paraxiale Mesoderm wird zunächst als bilateral der Chorda dorsalis anliegender solider Mesenchymstreifen angelegt, der als präsomitisches Mesoderm (syn.: Segmentplatte) bezeichnet wird. Die Zellen am kranialen Ende der Segmentplatte machen eine Mesenchym-Epithel-Transition (MET) durch und ordnen sich zu Epithelkugeln (Somiten) an, die ein zentrales, mit einigen mesenchymalen Zellen gefülltes Lumen (Somitozöl) umschließen. Dieser Vorgang setzt sich im Zuge der nach kaudal fortschreitenden Gastrulation rhythmisch alle 4–5 Stunden fort, sodass die Segmentplatte in dem Maße, wie sie sich nach kaudal verlängert, in kraniokaudaler Richtung durch die Somitenbildung (Somitogenese) fortlaufend segmentiert.
Die Somitogenese beider Körperhälften verläuft dabei streng synchron und wird durch die oszillierende Expression von Genen, z. B. des Notch-Signalwegs, zeitlich reguliert (engl.: „segmentation clock“). Die Somitogenese beginnt am 20. Entwicklungstag auf Höhe der Ohrplakode und kommt nach Anlage der Steißbeinsegmente in der 5. Woche zum Erliegen. Damit wird die Grundlage für den segmentalen Bauplan des Rumpfes gelegt: Es entwickeln sich 5 okzipitale, 7 zervikale, 12 thorakale, 5 lumbale, 5 sakrale und 8–10 kokzygeale Somitenpaare, wobei die zuletzt gebildeten kokzygealen Somiten z. T. wieder degenerieren. Die Segmentidentität der Somiten, also ihre regionalspezifischen Eigenschaften, z. B. als zervikale Segmente, wird ihnen durch eine in jedem Segment unterschiedliche Expression verschiedener Hox-Gene, die für Transkriptionsfaktoren mit Homeobox-DNA-Bindungsdomäne codieren, verliehen (segmentspezifischer „Hox-Code“).
Das kranial der Ohrplakode gelegene paraxiale Mesoderm (paraxiales Kopfmesoderm) erfährt keine Segmentierung und liefert zusammen mit dem prächordalen Mesoderm das Anlagematerial für Teile der Muskulatur und des Bindegewebes des Kopfes.omitogenese) fortlaufend segmentiert wird.
Somitenreifung: Sklerotom
Bereits wenige Stunden nach ihrer Bildung löst sich die ventrale Hälfte der epithelialen Somiten zu einem lockeren mesenchymalen Zellverband auf (Epithel-Mesenchym-Transition, EMT). Ursache dafür ist das in der Chorda dorsalis und der Bodenplatte des Neuralrohrs gebildete Signalprotein „sonic hedgehog“ (Shh), das durch Diffusion zu den ventralen Somiten gelangt und dort die EMT induziert. Diese Mesenchymzellen bilden das Anlagematerial des Rumpfskeletts und werden daher als Sklerotom (gr.: „skleros“, hart) bezeichnet. Entsprechend wandern die amöboid beweglichen Sklerotomzellen.
- nach ventromedial um die Chorda dorsalis zur Bildung der Wirbelkörper,
- nach dorsomedial um das Neuralrohr zur Bildung der Wirbelbögen und
- in die laterale Leibeswand zur Bildung der Rippen. Auch die Dura mater des Wirbelkanals entstammt dem Sklerotom. Innerhalb eines Segments weisen die kraniale und die kaudale Hälfte des Sklerotoms unterschiedliche Eigenschaften auf. Aufgrund der Expression des abstoßend wirkenden Signalmoleküls Ephrin in der kaudalen Sklerotomhälfte wandern Neuralleistenzellen und Motoneurone aus dem Rückenmark nur in die kraniale Hälfte des jeweiligen Sklerotoms, um die Spinalnerven zu bilden. Die segmentale Organisation des peripheren Nervensystems entsteht daher sekundär infolge der Segmentierung des paraxialen Mesoderms.
Entwicklung des Plexus choroideus
Der Plexus choroideus entsteht aus dem Neuroepithel der Hirnbläschen durch das Einwachsen von Blutgefäßen ins Ependym. An diesen Stellen besteht die Ventrikelwand aus dem Plexusepithel (Lamina epithelialis) und der bindegewebigen Tela choroidea (Lamina propria), einer Differenzierung der Pia mater. Die Gefäße wachsen im ependymalen Dach des IV. Ventrikels, in der medialen Wand der Seitenventrikel und im Dach des III. Ventrikels ein. Die beiden letztgenannten Anlagen entstehen in der 7. Embryonalwoche zunächst gemeinsam und werden dann durch das starke Auswachsen des Telencephalons auf die Seitenventrikel und den III. Ventrikel verteilt. Sie bleiben aber zeitlebens über die Foramina interventricularia miteinander verbunden. Der Plexus choroideus wird zunächst nur im zentralen Abschnitt der Seitenventrikel angelegt, dehnt sich aber im Zuge der Hemisphärenrotation auch in die angrenzenden Abschnitte aus. Die Grenze zwischen Diencephalon mit seinen thalamischen Kernen und dem telenzephalen Nucleus caudatus wird in den Seitenventrikeln durch den Verlauf der V. thalamostriata superior markiert.
Lagebeziehungen im ZNS
- Meynert-Achse: zur Beschreibung von Strukturen des Truncus encephali. Vertikal durch den Hirnstamm verlaufende Achse
- Forel-Achse: Beschreibung von Strukturen des Telencephalons bzw. Diencephalons. Längsachse durch das frühe Vorderhirn
Die Medulla spinalis verlängert sich nach kranial in den an sie angrenzenden Hirnabschnitt, die Medulla oblongata. Diese gelangt durch das Foramen magnum des Os occipitale in das Schädelinnere. Im Inneren des Schädels lagert sich die Vorderfläche des Pons dem Clivus an, während sich das Cerebellum in die hintere Schädelgrube einpasst und nach superior durch das Tentorium cerebelli, einer Duplikatur der Dura mater, bedeckt wird. Die Lage des Tentorium cerebelli – und damit die Grenze zwischen Groß- und Kleinhirn – wird auf der Schädelaußenseite durch die Protuberantia occipitalis externa markiert. Oberhalb dieser Stelle befindet sich der Hinterhauptslappen des Telencephalons, während sich der Schläfenlappen der mittleren Schädelgrube und der Stirnlappen der vorderen Schädelgrube anlagert und die konvexe Oberfläche des Telencephalons die Kalotte erreicht.
Bild!