Zwischenhirn

Das Zwischenhirn (oder Diencephalon) liegt zwischen dem Mittelhirn und dem Großhirn. Es umschließt den dritten Ventrikel und wird größtenteils von den Großhirnlappen bedeckt, so dass es von außen kaum zu sehen ist. Das Zwischenhirn wird in fünf Etagen gegliedert, die alle sehr unterschiedliche Funktionen haben: Der Thalamus ist die zentrale Schaltstelle für alle Informationen, die von der Peripherie zum Großhirn laufen, und wird deshalb auch als "Tor zum Bewusstsein" bezeichnet. Der Hypothalamus hingegen wirkt unabhängig vom Großhirn: Er ist das oberste Regulationsorgan des vegetativen und des endokrinen Systems. Der Subthalamus liegt – wie der Name schon sagt – unterhalb des Thalamus. Seine Kerne gehören zu den Basalganglien, sind also Bestandteil des motorischen Systems. Der Metathalamus besteht aus den beiden paarigen "Kniehöckern" (Corpora geniculata), die Bestandteile der Seh- und der Hörbahn sind. Der Epithalamus schließlich erfüllt wichtige Aufgaben bei der Regulation des zirkadianen Rhythmus, sowie bei der Verschaltung verschiedener sensorischer Informationen (z.B. Pupillenreflex). Ihm hängt die prominente Zirbeldrüse (Glandula pinealis, Epiphyse) an.

Das Zwischenhirn liegt zwischen dem Mittelhirn und dem Großhirn. Es ist fast vollständig von den Lappen des Großhirns bedeckt, von außen ist nur der Hypothalamus zu sehen. Das Zwischenhirn umschließt den unpaaren dritten Ventrikel und wird in fünf Bereiche unterteilt. Ihre Nomenklatur basiert auf ihrer Lage während der Embryonalentwicklung, bezogen auf die größte Struktur: den Thalamus.

Der N. opticus sowie das Chiasma opticum werden ebenfalls zum Zwischenhirn gezählt! Sie sind neben dem Hypothalamus die einzigen Strukturen des Zwischenhirns, die von außen zu sehen sind!

Der Thalamus (von griech. thalamos = „Kammer“) liegt zentral im Zwischenhirn um den III. Ventrikel herum. Er besteht aus vielen verschiedenen Kernen, die alle eine starke Verbindung zur Großhirnrinde aufweisen.

Steckbrief

• Funktion: Verschaltet und filtert Informationen, die aus den Sinnesorganen oder anderen Hirnzentren kommen, und leitet sie gefiltert ans Großhirn weiter („Tor zum Bewusstsein“)
• Lage: Beidseits des dritten Ventrikels im Zwischenhirn
• Form: Bohnenförmig
• Größe: 3 cm × 1,5 cm × 1,5 cm

Anatomie des Thalamus

Der Thalamus ist ein paariger Kernkomplex, der sich im oberen Zwischenhirn befindet. Insgesamt gehören mehr als 100 Kerne zum Thalamus.

• Aufbau
  • Makroskopisch: Zwei Hälften (rechter und linker Thalamus)
    • Verbindung: Adhaesio interthalamica
  • Mikroskopisch: Viele verschiedene Kerngruppen (graue Substanz), die durch Faserstränge (weiße Substanz) voneinander abgegrenzt sind.
• Lagebeziehungen
  • Medial: III. Ventrikel
  • Lateral: Capsula interna

Wichtige Thalamuskerne

Fast alle Faserverbindungen, die aus der Peripherie zum Großhirn ziehen, werden im Thalamus noch einmal verschaltet. Der Thalamus besteht aus über 100 Kernen, die in zwei Gruppen eingeteilt werden: Kerne mit vielen direkten Verbindungen zum Großhirn (früher "spezifische Thalamuskerne" genannt) und Kerne mit keinen oder wenigen direkten Verbindungen zum Großhirn (früher "unspezifische Thalamuskerne" genannt). Die einzelnen Kerngruppen werden durch Faserzüge (weiße Substanz) voneinander getrennt.

Thalamuskerne mit vielen Verbindungen zu umschriebenen Großhirnarealen (spezifische Thalamuskerne)

Die Thalamuskerne, die direkt zu umschriebenen Arealen des Großhirnkortex ziehen, wurden früher auch als "spezifische Thalamuskerne" bezeichnet. Sie lassen sich funktionell und topografisch weiter einteilen (siehe unten). Die Funktionen der wichtigsten Kerngebiete werden im Anschluss genauer ausgeführt.

• Wichtige spezifische Thalamuskerne und ihre Projektionsorte
  • Anteriore Kerngruppe (Ncll. anteriores): Limbisches System
  • Mediale Kerngruppe (Ncll. mediales): Präfrontaler Kortex
  • Ventrale Kerngruppe (Ncll. ventrales)
    • Ncl. ventralis anterior (VA): Prämotorischer Kortex
    • Ncl. ventralis lateralis (VL): Motorischer Kortex
    • Ncl. ventralis posterior (VP): Sensibler Kortex
  • Dorsale Kerngruppe (Ncll. dorsales)
    • Pulvinar: Vor allem visuelle Zentren im Parietal- und Temporallappen

Thalamuskerne ohne direkte Verbindungen zu umschriebenen Großhirnarealen (unspezifische Thalamuskerne)

Einige Thalamuskerne projizieren nicht wie die oben genannten auf eng umschriebene Großhirnrindenareale. Ihre Efferenzen laufen eher unspezifisch zu verschiedenen Großhirngebieten, weshalb sie früher auch als "unspezifische Thalamuskerne" bezeichnet wurden. Sie spielen vor allem eine Rolle bei der Steuerung des Bewusstseinszustands.

• Wichtige unspezifische Thalamuskerne
  • Ncll. intralaminares (intralaminäre Kerngruppe): Der Nucleus centromedianus ist der größte Vertreter der intralaminären Kerne
  • Ncl. reticularis

Funktionen des Thalamus

Quasi alle Nervenfasern, die aus der Peripherie zum Großhirn laufen, werden im Thalamus noch einmal verschaltet. Die wichtigsten Funktionen des Thalamus werden im Folgenden kurz aufgeführt.

Spezifischer Thalamus

Als spezifischer Thalamus werden die Thalamuskerne bezeichnet, die auf bestimmte Großhirnareale projizieren, und denen damit spezifische Funktionen zugeordnet werden können. Nach ihrer Funktion kann man sie zusammenfassen zum „motorischen Thalamus“, „sensiblen Thalamus“ und „emotionalen Thalamus“.

Motorischer Thalamus

Der Kern des motorischen Thalamus ist der Ncl. ventralis anterolateralis. Er erhält Informationen aus den motorischen Zentren des ZNS, verschaltet sie und leitet sie an den prämotorischen und den motorischen Kortex weiter. Analog zum motorischen Kortex ist auch der Ncl. ventralis anterolateralis somatotop gegliedert.

• Kerne: Ncl. ventralis anterolateralis
  • Ncl. ventralis anterior
  • Ncl. ventralis lateralis
• Afferenzen: Aus den verschiedenen motorischen Systemen des Gehirns
  • Basalganglien (Pallidum, Substantia nigra)
  • Kleinhirn
  • Motorischer und prämotorischer Kortex
• Efferenzen: Motorischer und prämotorischer Kortex
• Funktion: Koordination der Willkürmotorik

Der motorische Thalamus spielt eine wichtige Rolle bei der Koordination der Willkürmotorik!

Sensibler Thalamus

Der sensible Thalamus ist für die gezielte Verarbeitung der Sinneseindrücke des gesamten Körpers zuständig . Genau wie der sensible Kortex sind auch die Kerne des sensiblen Thalamus somatotop gegliedert.

• Kerne: Ncl. ventralis posterior (VP)
  • Ncl. ventralis posterolateralis (VPL)
  • Ncl. ventralis posteromedialis (VPM)
• Afferenzen: Somato- und viszerosensible Fasern aus dem Trigeminusbereich (VPM) bzw. dem Rückenmark (VPL)
• Efferenzen: Zum sensiblen Kortex
• Funktion: Verarbeitung und Filterung der ankommenden sensiblen Informationen

Der sensible Thalamus verarbeitet und filtert alle Informationen aus dem sensiblen System, mit Ausnahme der Riechbahn!

Thalamusschmerz
Der Thalamus spielt auch eine wichtige Rolle in der Verarbeitung der Schmerzwahrnehmung. Beim Schlaganfall kann es zu einer Schädigung schmerzhemmender Bereiche im Thalamus kommen. Die Folge sind heftigste Schmerzen in der betroffenen Körperhälfte, hauptsächlich in den Extremitäten. Die Behandlung dieses "Thalamusschmerz" ist extrem schwierig, selbst bei intensiver Schmerztherapie ist eine völlige Schmerzfreiheit kaum zu erreichen.

Emotionaler Thalamus

Die Ncll. anteriores des Thalamus sind funktionell dem limbischen System zuzuordnen. Sie sind wichtiger Bestandteil des Papez-Neuronenkreises und demnach in der Entstehung und Verarbeitung von Emotionen wichtig.

• Kerne: Ncll. anteriores
• Afferenzen: Die Ncll. anteriores erhalten zahlreiche Afferenzen aus dem limbischen System und dem Großhirn, bspw:
  • Aus den Corpora mamillaria (über den Fasciculus mamillothalamicus)
  • Aus dem Isokortex (über den Fornix)
• Efferenzen
  • Zum Gyrus cinguli (über den Tractus thalamocingularis)
  • Zum Gyrus parahippocampalis
• Funktion: Entstehung und Verarbeitung von Emotionen

Der emotionale Thalamus ist Bestandteil des Papez-Neuronenkreises und wichtig bei der Verarbeitung von Emotionen innerhalb des limbischen Systems!

Unspezifischer Thalamus

Die wichtigste Funktion des unspezifischen Thalamus ist die unspezifische Aktivierung des Kortex, er wird deshalb auch als „aktivierender Thalamus“ bezeichnet.

• Kerne
  • Ncll. intralaminares
  • Ncl. reticularis
• Afferenzen
  • Formatio reticularis (aufsteigendes Aktivierungssystem (ARAS))
  • Großhirnrinde
  • "Spezifische" Thalamuskerne
  • Basalganglien
  • Kleinhirn
• Efferenzen:
  • Großhirnrinde (diffus)
  • Ausführendes Organ des aufsteigenden Aktivierungssystems (ARAS)
    • "Vorerregung" der Neurone des Kortex im Sinne einer gesteigerten Aufmerksamkeit

Die wichtigste Funktion des unspezifischen Thalamus ist die Vorerregung des Kortex im Sinne einer gesteigerten Aufmerksamkeit!

Der Subthalamus umfasst den Ncl. subthalamicus und den Globus pallidus (Pallidum) . Diese gehören funktionell zu den Basalganglien und werden dort näher beschrieben.

Der Metathalamus liegt dorsal des Thalamus. Er besteht aus den jeweils paarigen Corpora geniculata laterale und mediale.

Das Corpus geniculatum mediale (Melodie) ist Teil der Hörbahn, das Corpus geniculatum laterale (Licht) Teil der Sehbahn.

Der Epithalamus spielt eine wichtige Rolle bei der Regulation des Tag-Nacht-Rhythmus und bei der Verschaltung sensorischer Informationen. Er sitzt dem Thalamus von hinten oben auf und besteht aus vier Anteilen. Seine markanteste Struktur ist die Epiphyse.

Der Hypothalamus ist das zentrale Schaltzentrum für viele lebenswichtige vegetative Funktionen, wie bspw. Kreislauf, Atmung, Körpertemperatur, Nahrungsaufnahme und Sexualverhalten. Er besteht aus drei Kerngruppen, die am Boden des dritten Ventrikels liegen. Die Kerne des Hypothalamus weisen intensive Faserverbindungen (efferent und afferent) zum limbischen System auf. Zusätzlich erhalten sie viele Afferenzen aus sensiblen Zentren des ZNS und senden Efferenzen hauptsächlich in viszeromotorische Kerngebiete.

Steckbrief

• Funktion: Wichtigstes Steuerzentrum des vegetativen Nervensystems und des endokrinen Systems
• Lage: Unterhalb des dritten Ventrikels im Zwischenhirn
• Einteilung: Drei Kerngruppen
  • Vordere (rostrale) Kerngruppe
  • Mittlere (Intermediäre) Kerngruppe
  • Hintere (posteriore) Kerngruppe

Anatomie

Der Hypothalamus bildet den Boden des dritten Ventrikels. Er besteht aus drei Kerngruppen, in denen sich jeweils mehrere Kerne befinden. Diese bilden nach außen hin sichtbare Strukturen.

• Nach außen sichtbare Strukturen (von hinten nach vorne)
  • Corpora mamillaria
  • Tuber cinereum
  • Infundibulum und Neurohypophyse
• Lagebeziehung: Kranial: III. Ventrikel

Wichtige Hypothalamuskerne

Der Ncl. tuberomamillaris hat als einziger Kern des zentralen Nervensystems histaminerge Neurone. Seine zentrale Funktion ist die Weckreaktion. Eine typische Nebenwirkung von antihistaminergen Medikamenten ist daher Müdigkeit!

Korsakow-Syndrom
Bei chronischem Alkoholmissbrauch kommt es im Verlauf zur Zerstörung von Gehirnzellen. Häufig sind hiervon frühzeitig die Corpora mamillaria betroffen, die eine wichtige Rolle bei der Gedächtnisbildung spielen. Es kommt zur Amnesie (Störung der Merkfähigkeit) und zu Konfabulationen (Erzählen objektiv falscher Aussagen). Das resultierende Syndrom wird als „Korsakow-Syndrom“ (nach dem russischen Psychiater Sergei Korsakow) oder „amnestisches Psychosyndrom“ bezeichnet.

Funktionen des Hypothalamus

Der Hypothalamus ist das wichtigste Steuerzentrum des vegetativen Nervensystems und wird häufig auch als "Innenministerium des Körpers" bezeichnet. Er hat zahlreiche Faserverbindungen zu anderen Hirnzentren, z.B. dem limbischen System, bildet die Releasing Hormone für die Hormone der Adenohypophyse (Hypothalamus-Hypophysen-Achse) und produziert selbst Hormone, die in der Neurohypophyse gespeichert und bei Bedarf ins Blut abgegeben werden.

• Thermoregulation (Ncll. praeoptici): s. Energie- und Wärmehaushalt
• Regulation des Wasserhaushalts (Ncl. paraventricularis und Ncl. supraopticus): s. Hypophyse
• Regulation der Nahrungsaufnahme (Ncl. arcuatus und Ncl. paraventricularis):
  • Ablauf
    • Bei vollen Fettspeichern wird vom Fettgewebe das Leptin ausgeschüttet → Leptin hemmt im Ncl. arcuatus die Freisetzung des Neuropeptid Y (NPY) und senkt somit den Hunger
    • Der Ncl. arcuatus wirkt über das Neuropeptid Y hemmend auf den Ncl. paraventricularis und erhöht somit den Hunger
    • Der Ncl. paraventricularis wirkt hemmend auf das Hungergefühl
• Regulation des zirkadianen Rhythmus (Ncl. tuberomamillaris und Ncl. suprachiasmaticus)
  • Ablauf
    • Ncl. tuberomamillaris: Produziert Histamin und Orexin → Steigerung der Aufmerksamkeit
    • Ncl. suprachiasmaticus: Erhält Afferenzen aus der Retina und stimuliert die Freisetzung von Melatonin aus der Zirbeldrüse
• Regulation des Sexualverhaltens (Ncl. praeopticus, Ncll. corpora mamillaria und Ncl. paraventricularis)
  • Ablauf
    • Ncl. paraventricularis: Bildet das Oxytocin → Wird bei jeder Form des angenehmen Hautkontakts ausgeschüttet (z.B. beim Stillen durch Saugen an der Brustwarze oder beim Kuscheln) → Beeinflusst u.a. die Partner- bzw. Eltern-Kind-Beziehung (siehe: Hypophyse)
    • Ncll. corpora mamillaria und Ncl. praeopticus: Steuern/Beeinflussen das Sexualverlangen und -verhalten

Diabetes insipidus
Wird der Ncl. supraopticus bspw. durch einen Tumor geschädigt, so wird nicht mehr ausreichend ADH gebildet. In der Folge kommt es zu einer erheblich verminderten Wasserrückresorption in der Niere: Die Betroffenen scheiden bis zu 20 L Harn pro Tag aus. Dieser Harn ist schlecht konzentriert und damit stark verdünnt, dies erklärt auch den Namen (griech. insipidus = „ohne Geschmack“). Therapeutisch kann man bei dieser Form des Diabetes insipidus synthetisches ADH verabreichen, außerdem sollte die Ursache gesucht und behandelt werden.

Thalamus

Welche Funktion haben unspezifische Thalamuskerne? Welche Kerne kennst du?

Subthalamus

In welche Teile lässt sich der Subthalamus untergliedern?

Metathalamus

Aus welchen Teilen besteht der Metathalamus? Welche Funktionen haben diese?

Epithalamus

Erläutere die Biosynthese von Melatonin!

Von welchem peripheren Ganglion erhält die Epiphyse Afferenzen?

Hypothalamus

Wo liegt der Ncl. suprachiasmaticus? Welche Funktion hat er?

Welche Hormone werden im Ncl. arcuatus produziert?

Eine Sammlung von allgemeineren und offeneren Fragen zu den verschiedenen prüfungsrelevanten Themen findest du im Kapitel Beispielfragen aus dem mündlichen Physikum.

In Kooperation mit Meditricks bieten wir durchdachte Merkhilfen an, mit denen du dir relevante Fakten optimal einprägen kannst. Dabei handelt es sich um animierte Videos und Erkundungsbilder, die auf AMBOSS abgestimmt oder ergänzend sind. Die Inhalte liegen meist in Lang- und Kurzfassung vor, enthalten Basis- sowie Expertenwissen und teilweise auch ein Quiz sowie eine Kurzwiederholung. Eine Übersicht aller Inhalte findest du im Kapitel „Meditricks“. Meditricks gibt es in unterschiedlichen Paketen – für genauere Informationen empfehlen wir einen Besuch im Shop.

Thalamus

Thalamus: Kurs

Thalamus: Quintessenz, Quiz, Expertenwissen

Hypothalamus

Hypothalamus: Grundlagen

Hypothalamus: Erweiterte Version

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