Die Anatomie des Zwischenhirns

Das Zwischenhirn hat eine zentrale Stelle im menschlichen Gehirn und sitzt direkt über dem Hirnstamm. Es ist in vier Hauptstrukturen unterteilt: Thalamus, Hypothalamus, Epithalamus und Subthalamus.

Das Zwischenhirn ist an vielen wichtigen Körperfunktionen beteiligt, einschließlich der Koordination mit dem endokrinen System zur Freisetzung von Hormonen, der Weiterleitung sensorischer und motorischer Signale an die Großhirnrinde und der Regulierung des Tagesrhythmus (Schlaf-Wach-Zyklus).

Strukturen, aus denen das Zwischenhirn besteht, sind auch an der Regulierung der Körpertemperatur, des Appetits und mehr beteiligt. Eine Funktionsstörung eines dieser wichtigen Teile des menschlichen Gehirns kann zu schwerwiegenden Gesundheitsproblemen führen.

Anatomie

Während der fetalen Entwicklung entsteht das Zwischenhirn aus der vorderen Blase des Neuralrohrs, aus der auch das Vorderhirn und das Telenhirn hervorgehen. Das Zwischenhirn ist in vier Strukturen unterteilt: Thalamus, Epithalamus, Subthalamus und Hypothalamus, die sich in der achten Schwangerschaftswoche bilden.

Bei Erwachsenen liegt das Zwischenhirn zentral im Gehirn und sitzt an der Spitze des Hirnstamms über dem Mittelhirn und unter dem Großhirn. Es ist Teil des dritten Ventrikels des Gehirns. Das Zwischenhirn gehört neben dem Großhirn zum Vorderhirn. Der Sehnerv verbindet die Augen mit mehreren Strukturen im Zwischenhirn.

Thalamus

Der Thalamus sieht aus wie zwei paarige „Zwiebeln“, die hauptsächlich aus grauer Substanz bestehen und auf jeder Seite des dritten Ventrikels des Gehirns sitzen. Diese Zwiebeln sitzen auf dem Subthalamus und sind auch mit dem Epithalamus verbunden. Die beiden Teile des Thalamus sind über die interthalamische Adhäsion verbunden.

Mehrere Nervenfasern verbinden den Thalamus mit der Großhirnrinde. Die Blutversorgung erfolgt über vier Arterien: die A. tuberotalamicis, die A. paramedian, die A. thalamogeniculatum sowie die A. choroidealis posterior medial und lateral.

Epithalamus

Der Epithalamus bildet den hinteren Teil des Zwischenhirns und besteht aus mehreren Strukturen, darunter der Habenula, der Stria medullaris und der Zirbeldrüse. Die Habenula sind durch eine Gruppe von Nervenfasern, die sogenannte Habenularkommissur, mit dem Zwischenhirn verbunden.

Die Stria medullaris ist ebenfalls eine Gruppe von Nervenfasern, die die Septumkerne, die laterale präoptische Hypothalamusregion und die vorderen Thalamuskerne mit der Habenula verbinden. Die Zirbeldrüse ist unpaarig und etwa 5–7 Millimeter (mm) groß.

Subthalamus

Ventral des Thalamus liegt der Subthalamus. Die Hauptstruktur innerhalb des Subthalamus ist der Nucleus subthalamicus, der in drei Unterabschnitte unterteilt ist: das dorsolaterale motorische Territorium, das ventromediale assoziative Territorium und das mediale limbische Territorium.

Weitere wichtige Strukturen im Subthalamus sind die Zona incerta, der retikuläre Kern und der perigenikuläre Kern.

Hypothalamus

Der Hypothalamus ist eine sehr kleine kegelförmige Struktur, die unter dem Thalamus liegt. Trotz seiner geringen Größe ist es eine der wichtigsten Strukturen im menschlichen Gehirn. Der Hypothalamus endet im Hypophysenstiel (auch Infundibularstiel genannt), der ihn mit der Hypophyse verbindet.

Die mittlere Eminenz ist eine Ansammlung von Nervenenden neurosekretorischer Zellen, die über die gesamte Länge des Hypophysenstiels bis zur Hypophyse verlaufen. Weitere angrenzende Strukturen sind die Corpora mamillaris und das Chiasma opticum.

Funktion

Jede der vier Strukturen im Zwischenhirn spielt eine entscheidende Rolle für die normale Gehirnfunktion, die wir einzeln besprechen werden.

Thalamus

Der Thalamus empfängt außerdem sensorische und motorische Signale vom Körper und leitet diese Informationen an die Großhirnrinde weiter. Es spielt eine entscheidende Rolle bei der Regulierung des Bewusstseins und der Wachsamkeit.

Mit Ausnahme des Geruchssinns werden alle unsere Sinneseindrücke vom Thalamus verarbeitet, einschließlich visueller Eingaben von der Netzhaut, akustischer Informationen, Schmerz, Berührung und Temperatur. Der Thalamus ist auch mit Stimmung und Motivation verbunden (über das limbische System) und spielt eine Rolle bei der motorischen Sprachfunktion und Kognition.

Epithalamus

Der Epithalamus enthält die Zirbeldrüse, die Melatonin absondert. Melatonin ist für den Schlaf-Wach-Rhythmus (zirkadianer Rhythmus) des Menschen verantwortlich. Nervenbahnen verbinden den Epithalamus auch mit dem limbischen System und den Basalganglien.

Subthalamus

Wie andere Teile des Zwischenhirns beherbergt der Subthalamus viele Nervengruppen, die verschiedene Teile des Gehirns verbinden. Es ist außerdem ein Kontrollzentrum für das periphere Nervensystem und verbindet das endokrine System mit dem Nervensystem und dem limbischen System. Der Subthalamus besteht aus verschiedenen Teilen, darunter:

• Die Zona incerta, die den Thalamus stimuliert (verantwortlich für die Funktion der glatten Muskulatur, der Herzmuskulatur und der Drüsen, den Fokus, die Reflexe und mehr)
• Der retikuläre Kern, der für die Regulierung der thalamokortikalen Bahn und des Bewusstseins verantwortlich ist
• Der perigenikuläre Kern, der eine wichtige Rolle beim Sehen spielt
• Der Nucleus subthalamicus, der für die somatische Motorik verantwortlich ist

Hypothalamus

Der Hypothalamus ist dafür bekannt, die Homöostase aufrechtzuerhalten. Homöostase ist in gewissem Sinne ein Zustand des Gleichgewichts, des Wohlbefindens oder des ordnungsgemäßen Funktionierens. Es kann als innere Stabilität beschrieben werden.

Der Hypothalamus hält die Homöostase aufrecht, indem er Teile des autonomen und somatischen Nervensystems sowie des endokrinen Systems (hauptsächlich durch die Hypophyse) reguliert. Es reguliert wichtige Hormone, darunter Oxytocin und das antidiuretische Hormon (ADH).

Das breite Spektrum der betroffenen Körperfunktionen und Prozesse, durch die der Hypothalamus Homöostase erreicht, sind zu komplex, um sie hier vollständig zu beschreiben. Zu den physiologischen Funktionen, die direkt mit diesem wichtigen Teil des Gehirns zusammenhängen, gehören jedoch:

• Körpertemperatur
• Appetit
• Stoffwechsel
• Emotionen, Verhalten, Erinnerung
• Zirkadiane Rhythmen
• Wachstum
• Die Regulierung des Flüssigkeits- und Elektrolytspiegels im Körper, wodurch wiederum Funktionen wie der Blutdruck aufrechterhalten werden
• Sexualtrieb
• Oxytocin spielt eine wichtige Rolle bei der Geburt und Stillzeit

Der Hypothalamus kommuniziert mit der Hypophyse, die oft als Masterdrüse bezeichnet wird. Vom Hypothalamus ausgehende Signale veranlassen andere endokrine Drüsen im Körper, lebenswichtige Hormone auszuschütten. Beispielsweise signalisiert es den Nebennieren, Cortison auszuschütten, oder der Schilddrüse, Schilddrüsenhormone auszuschütten.

Zugehörige Bedingungen

Aufgrund des breiten Spektrums an physiologischen Funktionen, die im Zwischenhirn stattfinden, kann eine Funktionsstörung aufgrund einer genetischen Erkrankung, einer Krankheit (z. B. einer Läsion oder eines Tumors) oder einer Verletzung (z. B. Sauerstoffmangel, Schlaganfall oder traumatischer Unfall) an jeder Stelle dieses Teils des Gehirns verheerende Folgen haben.

Darüber hinaus kann jede Störung von Komponenten des Zwischenhirns und der Neurotransmitter oder Hormone, an deren Regulierung diese Bereiche beteiligt sind, zur Entwicklung psychiatrischer Erkrankungen wie Schizophrenie oder klinischer Depression beitragen.

Während sich einige damit verbundene Erkrankungen möglicherweise überschneiden, werden wir versuchen, mögliche Auswirkungen und damit verbundene Erkrankungen nach betroffenen Bereichen des Zwischenhirns aufzuschlüsseln.

Im Zusammenhang mit einer Funktionsstörung des Thalamus

Bei folgenden Erkrankungen liegt eine Störung des Thalamus vor:

• Bewegungsstörungen einschließlich Parkinson-Krankheit
• Zentrales Schmerzsyndrom (auch Thalamusschmerzsyndrom oder Dejerine-Roussy-Syndrom genannt)
• Aphasie (Probleme beim Verstehen oder Ausdrucken von Sprache)
• Tödliche familiäre Schlaflosigkeit 
• Alkoholisches Korsakow-Syndrom
• Creutzfeldt-Jakob-Krankheit (verursacht Veränderungen am hinteren Thalamus im Magnetresonanztomographen)

Im Zusammenhang mit einer Funktionsstörung des Epithalamus

Jede Verletzung oder jedes Problem, das die ordnungsgemäße Funktion des Epithalamus oder insbesondere der Zirbeldrüse beeinträchtigt, kann zu psychiatrischen Problemen wie Stimmungsstörungen, Problemen mit dem Schlaf-Wach-Rhythmus und mehr führen. Die folgenden Erkrankungen sind mit einer Funktionsstörung des Epithalamus verbunden:

• Schlafstörungen
• Tumoren im Bereich der Zirbeldrüse können zu einem Hydrozephalus führen
• Sehstörungen
• Parinaud-Syndrom
• Verkalkung der Zirbeldrüse, die mit der Alzheimer-Krankheit und Migräne verbunden sein kann
• Abnormale Melatoninregulation. die mit neuropsychiatrischen Störungen in Verbindung gebracht wird, einschließlich Autismus-Spektrum-Störung und Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung (ADHS)

Im Zusammenhang mit einer Funktionsstörung des Subthalamus

Einige der folgenden Erkrankungen stehen im Zusammenhang mit einer Verletzung oder Funktionsstörung des Subthalamus:

• Bewegungsstörungen einschließlich Zittern, Dystonie, Parkinson-Krankheit, Myoklonus und choreiforme Bewegungen.
• Huntington-Krankheit

Im Zusammenhang mit einer Funktionsstörung des Hypothalamus

Aufgrund des breiten Spektrums an Hormonen, die vom Hypothalamus und der Hypophyse reguliert werden, gibt es viele gesundheitliche Probleme oder Krankheiten, die auf eine Hirnverletzung oder Funktionsstörung jeglicher Art in diesem Bereich des Gehirns zurückzuführen sind. Dazu könnten gehören:

• Fehlregulation der Körpertemperatur, des Appetits oder des Schlaf-Wach-Rhythmus
• Unkontrolliertes Essen und daraus resultierende Fettleibigkeit (hypothalamische Fettleibigkeit)
• Nebenniereninsuffizienz
• Hypothyreose oder andere Schilddrüsenerkrankungen
• Verminderter Sexualtrieb, Unfähigkeit zur Laktation, Scheidentrockenheit, Hypogonadismus oder andere Probleme im Zusammenhang mit der Sexualhormonregulation
• Abnormales Wachstum
• Diabetes insipidus

Tests

Zur Prüfung der Gehirnfunktion, einschließlich Problemen im Zwischenhirn, steht eine Vielzahl von Tests zur Verfügung. Dazu gehören unter anderem:

• Medizinische bildgebende Verfahren wie die Magnetresonanztomographie (MRT) dienen der Darstellung von Teilen des Gehirns
• Bluthormontests oder Blutspiegel bestimmter Neurotransmitter, um beispielsweise die Funktion des Hypothalamus, der Hypophyse oder der Zirbeldrüse zu testen
• Das Elektroenzephalogramm (EEG) untersucht die elektrische Funktion des Gehirns und kann beispielsweise Anfälle erkennen
• Kognitive Tests
• Gentests