Lernziele

Nach Abschluss dieses Moduls sind die Studierenden in der Lage:

• die typischen Merkmale des Zentralnervensystems und des peripheren Nervensystems zu beschreiben
• zwischen primärer und sekundärer Neurulation zu unterscheiden
• die molekularen Mechanismen, welche der Entwicklung des Nervensystems zugrunde liegen, summarisch zu beschreiben
• die Bildung der Hirnbläschen mit den Strukturen des fertig entwickelten Gehirns zu korrelieren
• die hauptsächlichen funktionellen Einteilungen von Gehirn und peripherem Nervensystem zu nennen
• die histologische und funktionelle Differenzierung der Zellen des Nervengewebes (Neurone und Gliazellen) zu erläutern
• die Bedeutung der grundlegenden Phänomene bei der Entwicklung des Gehirns (Apoptose, Zellmigration, Spleissen) zu beschreiben und zu deuten
• strukturelle Entsprechungen zwischen der Embryonalentwicklung von Rückenmark und supraspinalen Zentren zu erläutern
• die Hirndurchblutung zu skizzieren

Vorausgesetzter Stoff

• Embryonalscheibe
• Embryonalperiode
• Fetalperiode

Problemkreise

• Die Organisation des Zentralnervensystems spiegelt die anatomische Organisation des Körpers wider. Wie differenzieren sich die den verschiedenen Körperteilen entsprechenden Hirnabschnitte entlang des Neuralrohrs?
• Die neuronalen Schaltkreise entstehen schrittweise: die Zellkörper der Neurone werden in verschiedenen Bereichen des Gehirns gebildet, wonach sie präzise funktionelle Verbindungen mit Neuronen in anderen Hirnregionen eingehen. Welche Mechanismen ermöglichen die Errichtung dieser präzisen Verbindungen?
• Wie werden fehlende oder ungenaue Verbindungen korrigiert und angepasst?
• Welche Körperfunktionen werden durch die Hirnaktivität kontrolliert?
• Welche Informationen über den Körper erreichen das Gehirn?
• Weshalb sind pathologische Hautveränderungen so oft mit Pathologien des Nervensystems vergesellschaftet?
• Welches sind die Besonderheiten des Nervengewebes?
• Die Hirndurchblutung beruht auf einer Versorgung durch Endarterien. Welche Gefahren für das Gehirn birgt dieses System?

Einführung

Die Entstehung des Zentralnervensystems aus dem Neuralrohr vollzieht sich über mehrere Entwicklungsstadien. Der caudale Teil, aus welchem das Rückenmark hervorgeht, dient der Innervation von Stamm und Gliedmassen während der rostrale Abschnitt, der zur Bildung des Gehirns führt, den Kopfbereich innerviert. Das Rückenmark weist eine segmentale Gliederung aus Elementen mit grundsätzlich vergleichbarer Organisation auf während das Gehirn aus 5 Bläschen mit grundlegend unterschiedlicher Struktur entsteht:

• die drei caudalen Hirnbläschen bilden das Stammhirn
• die beiden vorderen entwickeln sich zu den Hemisphären und zum Diencephalon

Die Zellen des Zentralnervensystems werden im Laufe der Embryonalentwicklung in der inneren (ventrikulären) Schicht des Neuralrohrs gebildet. Sie scheiden allmählich aus dem Teilungszyklus aus, differenzieren sich zu Neuronen (oder Gliazellen) und wandern in die Wand des Neuralrohrs, wo sie sich unter Bildung von Kerngebieten und Hirnrinde (graue Substanz) ansammeln.

Zahlreiche zelluläre Mechanismen steuern die Zellmigration und das axonale Wachstum und stellen so die Entstehung funktionell präziser Verbindungen zwischen verschiedenen Hirnabschnitten sicher. Das cerebrale Nervengewebe weist einen sehr hohen zellulären Stoffwechsel auf und reagiert deshalb sehr empfindlich auf Veränderungen des extrazellulären Milieus.

Bei Gefässläsionen oder Durchblutungsstörungen (Thromboembolien) hängen das Ausmass der tangierten Hirnareale und die daraus resultierenden Funktionsausfälle von den Versorgungsgebieten der entsprechenden Gefässe ab.