Anatomie 3 ZNS Vorlesung: Hippokampus etc.

Dr. Rolf Kötter. Zentrum für Anatomie und Hirnforschung, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf

Hippokampalformation | Gedächtnis | Gyrus cinguli | Präfrontalkortex

Neben motorischen und sensorischen Arealen bleiben folgende kortikale Areale zu besprechen:

Diese werden oft als "limbischer" Kortex zusammengefasst. Unter Einbeziehung subkortikaler Strukturen (Hypothalamus, Amygdala, Septalkerne, Nucl. accumbens, Formatio reticularis) wird gerne der Sammelbegriff "limbisches System" verwendet.

Der Begriff "limbisch" hat hier typischerweise zwei verschiedene Bedeutungen:

Insbesondere werden hier gerne verschiedene morphologische Konzepte (Kortexrand, Archikortex, Kreisstrukturen, Zentren) und funktionelle Konzepte (vegetative Regulation, Gedächtnis, Emotionen, Bewusstsein) unkritisch miteinander vermischt. Daher erscheint es sinnvoll, das "limbische System" durch klarer definierte anatomische Strukturen und funktionelle Konzepte zu ersetzen (siehe Publikationen zum "Limbischen System").

Hippokampalformation

Die Hippokampalformation besteht im wesentlichen aus:
(Zur Erläuterung: die genaue Abfolge der Strukturen beginnend vom Kortexrand ist: Gyrus dentatus, Hippokampus (CA3, CA1), Prosubiculum, Subiculum, Presubiculum, Parasubiculum, entorhinaler Kortex, Sulcus rhinalis (= rostrale Fortsetzung des Sulcus collateralis), perirhinaler Kortex (Brodmann Area 35, 36), temporaler Isokortex).
 

Gyrus dentatus

Der Gyrus dentatus ist dreischichtig aufgebaut:
  1. Lamina molecularis
  2. Lamina granularis
  3. Lamina plexiformis = Hilus = CA4
Die Lamina granularis enthält dicht gepackte Körnerzellen (rund, Somadurchmesser 10 µm). Die Dendriten der Körnerzellen reichen in die Lamina molecularis, die Axone projizieren auf den Hippokampus (Moosfasern). Wichtige Afferenzen zum Gyrus dentatus kommen aus dem entorhinalen Kortex mit dem Tractus perforans, der den Sulcus hippocampi zwischen Gyrus parahippocampalis und Gyrus dentatus überquert. Verbindungen der Hippokampalformation

Hippokampus = Cornu ammonis

Der Hippokampus ist entwicklungsgeschichtlich von seiner Lage dorsal des Corpus callosum in den Temporallappen verlagert worden. Von dieser Verlagerung resultieren der präkommissurale Anteil (rostral der Commissura anterior), das Indusium griseum (auf dem Corpus callosum) und der retrospleniale Anteil.
Im Temporallappen lassen sich Unterareale des Hippokampus (CA3, CA1) mit folgenden Schichten unterscheiden:
  1. Stratum lacunosum-moleculare
  2. Stratum radiatum
  3. Stratum pyramidale
  4. Stratum oriens
  5. Alveus (enthält nur Axone = weiße Substanz)
Im Stratum pyramidale befinden sich Pyramidenzellen, deren apikaler Dendrit bis zum Stratum lacunosum-moleculare reicht. Im Stratum radiatum von CA3 liegen die Synapsen mit den Moosfasern aus dem Gyrus dentatus. Das Axon projiziert über den Fornix zu den Septalkernen und dem Corpus mammillare; zusätzlich gibt das Axon eine Kollaterale ab (Schaffer-Kollaterale), die die apikalen Dendriten der Pyramidenzellen in CA1 erreicht.

Beidseitige Entfernung der medialen Temporallappens mit der Hippokampalformation bewirkt eine anterograde Amnesie (= Unfähigkeit, nach dem Zeitpunkt der Läsion neue Informationen im Langzeitgedächtnis zu speichern). Dies wurde intensiv am Fall des Patienten H.M. untersucht, dem die medialen Temporallappen aufgrund einer anders nicht behandelbaren Epilepsie operativ entfernt worden waren.

Lernen und Gedächtnis

Die zellulären Mechanismen von Lernen und Gedächtnis werden in der Hippokampalformation im Tiermodell am Beispiel der Langzeitpotenzierung untersucht:

Langzeitpotenzierung (LTP)

Verstärkung synaptischer Signalübertragung (>30 min bis Wochen). Kann bewirkt werden in Gyrus dentatus, CA3, CA1, anderen Kortexarealen und extrakortikal (Striatum, Cerebellum).

Induktion von LTP

Mechanismen

Langzeitabschwächung (LTD)

Mehrere Induktionsmethoden und Mechanismen der langfristigen Abschwächung synaptischer Übertragung.

Informationsspeicherung in Hippokampus/Kortex

Formen von Gedächtnis

Gyrus cinguli

Unterteilung in: Der vordere Gyrus cinguli (BA 24) und der dorsolaterale Präfrontalkortex (BA 46) werden bei den meisten Aktivierungsexperimenten in der funktionellen Bildgebung (fMRI, PET) aktiviert. Daher wird ein Zusammenhang der Aktivierung mit Aufmerksamkeit/Konzentration/Motivation vermutet.

Präfrontaler Kortex

Granulärer Kortex (besitzt eine Lamina IV) im Gegensatz zu den motorischen Arealen des Lobus frontalis. Aufgrund der Faserverbindungen und verschiedener funktioneller Merkmale lassen sich mediale und laterale Areale des Präfrontalkortex voneinander trennen.

Afferenzen

Läsionen

des Präfrontalkortex bewirken: Eine weitere Konsequenz ist eine Beurteilungsschwäche für Verhaltenkonsequenzen. Verhaltenskonsequenzen können sowohl rational bedacht werden als auch "aus dem Bauch heraus" empfunden werden. Nach der "somatischen Marker-Hypothese" (Damasio) ist die rationale Abwägung in komplexen Entscheidungssituation zu langsam und sehr stark fehlerbehaftet. dagegen kann die Vorstellung einer Reaktionsmöglichkeit sehr schnell zu vegetativen Reaktionen führen, deren Bewertung eine positive bzw. negative Empfindung bewirkt, die der komplexen Entscheidungssituation besser gerecht wird.

Spekulationen/Perspektiven

Letzte Änderung: 16.12.99
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