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Im Laufe der fünften Woche kommt es zu einer Unterteilung des Prosencephalons in Telencephalon und Diencephalon. Parallel dazu gehen aus dem Rhombencephalon das Metencephalon und das Myelencephalon hervor.
Da das Mesencephalon keine weitere Gliederung erfährt, besteht das Gehirn nun aus 5 sekundären Hirnbläschen.
Die Abknickungen im Bereiche von Scheitelbeuge (Flexura mesencephalica) und Nackenbeuge (Flexura cervicalis) nehmen zu, und zwischen Metencephalon und Myelencephalon kommt es zu einer entgegengesetzten Krümmung des Neuralrohrs, der Brückenbeuge (Flexura pontina).
Ab der sechsten Woche kommt es zu einem deutlichen Wachstum der beidseitigen Hirnbläschen des Telencephalons, und das Auftreten weiterer Krümmungen führt zu einer verstärkten Ausdehnung der Derivate der Flügelplatten (dorsale Ansammlung viscero- und somatosensibler Areale) gegenüber den Derivaten der Grundplatten (ventrale Ansammlung viscero- und somatomotorischer Areale). Gleichzeitig erfolgen massive Zellbewegungen, welche zur Ansammlung von grauer Substanz in der Peripherie führen, so dass zentral letztlich weisse Substanz vorherrscht. Dies stellt einen der wesentlichen Unterschiede zwischen Gehirn und Rückenmark dar, wie sich im Kontext ihrer jeweiligen Entwicklung noch zeigen wird. Die mächtige Entwicklung der Hemisphärenbläschen des Telencephalons ab der 6. und 7. Woche unterscheidet den Menschen von den anderen höheren Säugern.
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