Das Zwischenhirn (Diencephalon) ist ein wesentlicher Bestandteil des menschlichen Gehirns, der eine Vielzahl lebenswichtiger Funktionen steuert. Es liegt zwischen dem Großhirn (Endhirn) und dem Mittelhirn und fungiert als wichtige Schaltstelle für sensorische Informationen, endokrine Steuerung, vegetative Funktionen und den Schlaf-Wach-Rhythmus. Alle Inhalte werden von medizinischen Fachjournalisten überprüft.
Was ist das Zwischenhirn?
Das Zwischenhirn (Diencephalon) ist eine Struktur des zentralen Nervensystems, die eine Brücke zwischen dem Hirnstamm und dem Großhirn bildet. Es umschließt den dritten Ventrikel und besteht aus mehreren Einzelstrukturen:
- Thalamus
- Hypothalamus
- Epithalamus
- Subthalamus
- Metathalamus
Diese Gebiete sind fast vollständig von den Lappen des Großhirns bedeckt, wodurch von außen lediglich der Hypothalamus sichtbar ist.
Embryonale Entwicklung
Das Zwischenhirn entsteht in der embryonalen Entwicklung aus einer unteren Ausweitung des Vorderhirnbläschens des Neuralrohres. Der Hohlraum des Zwischenhirn-Bläschens bildet den Zwischenhirn-Teil des 3. Ventrikels, während die verdickten Seitenwände zum Thalamus und zum Pallidum des Linsenkerns werden.
Die fünf Hauptbereiche des Zwischenhirns
Das Zwischenhirn lässt sich in fünf Hauptbereiche unterteilen, die jeweils spezifische Funktionen erfüllen:
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Thalamus
Der Thalamus, auch "Tor zum Bewusstsein" genannt, ist eine zentrale Ganglienmasse im Zwischenhirn. Er dient als Sammelstelle für fast alle Sinneseindrücke (mit Ausnahme des Geruchssinns), die auf dem Weg zur Großhirnrinde hier umgeschaltet werden. Der Thalamus entscheidet, welche Sinneseindrücke ins Bewusstsein dringen sollen. Die Thalami beider Seiten, die sich ein wenig gegen den Ventrikel vorwölben, sind meist durch eine wechselnd dicke Gewebebrücke über dem Ventrikel hinweg miteinander verbunden. Diese Brücke, die Adhaesio interthalamica, findet sich nicht in jedem Gehirn, sie kann fehlen, doch das hat funktionell keine Bedeutung. Die zahlreichen Kerne des Thalamus sind reziprok mit dem Cortex verbunden. Einige von ihnen sind darüber hinaus für die „Durchschaltung“ sensorischer Informationen (visueller, akustischer, gustatorischer und solcher der Haut- und Muskelsinne) zum Cortex zuständig.
Hypothalamus
Der Hypothalamus liegt unterhalb des Thalamus und ist das wichtigste Steuerelement des vegetativen Nervensystems. Er kontrolliert endokrine Funktionen, die Produktion von Neurohormonen sowie lebenswichtige Prozesse wie Atmung, Kreislauf, Stoffwechsel, Nahrungs- und Flüssigkeitsaufnahme, Körpertemperatur, Sexualverhalten und den Schlaf-Wach-Rhythmus. Alle Gemütsempfindungen, die mit diesen vielfältigen Funktionen zusammenhängen, sind ebenfalls in diesem Bereich des Zwischenhirns verankert. Aus ihm stülpt sich ein Teil der Hirnanhangsdrüse (Hypophyse) heraus. Der Hypothalamus beeinflusst verschiedene Organe, indem er bestimmte Hormone produziert, die wiederum die Bildung und Ausschüttung anderer Hormone in der Hypophyse regulieren.
Epithalamus
Der Epithalamus liegt im hinteren Bereich des Zwischenhirns, oberhalb des Thalamus. Er besteht aus der Zirbeldrüse (Epiphyse) und den Habenulae (Epiphysenstiele), welche die Epiphyse mit dem Thalamus verbinden. Ein weiterer Bereich des Epithalamus enthält zahlreiche Kerne, von denen beidseits sieben Kerne Afferenzen aus der Retina (Netzhaut des Auges) erhalten. Gemeinsam mit den winzigen Habenulae, die vermutlich olfaktorische Aufgaben haben, bildet sie den Epithalamus, das Dachgeschoss.
Subthalamus
Der Subthalamus besteht hauptsächlich aus dem Nucleus subthalamicus und dem Pallidum, zwei Basalganglien, die zum extrapyramidalmotorischen System gehören. Seine wichtigste Struktur ist der Nucleus subthalamicus, der mit den Basalganglien in Verbindung steht und an der Steuerung der Motorik beteiligt ist.
Metathalamus
Der Metathalamus umfasst die beiden Kniehöcker (Corpus geniculatum mediale et laterale). Alle Seh- und Höreindrücke werden in den beiden Kniehöckern des Zwischenhirns umgeschaltet auf dem Weg zur Seh- und Hörrinde. Die Funktion dieser Schaltkerne liegt im Besonderen darin, die Durchgängigkeit für ankommende Erregungen so zu modifizieren, dass - bei konzentrierter Aufmerksamkeit - manche Sinneseindrücke stärker und andere geringer wahrgenommen werden.
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Funktionen des Zwischenhirns im Detail
Das Zwischenhirn erfüllt eine breite Palette von Funktionen, die für das reibungslose Funktionieren des Organismus von entscheidender Bedeutung sind.
Sensorische Verarbeitung
Der Thalamus ist die Sammelstelle für alle Sinneseindrücke (mit Ausnahme des Geruchssinns), die auf dem Weg zur Großhirnrinde hier umgeschaltet werden. Er filtert und priorisiert Informationen, bevor sie ins Bewusstsein gelangen. Alle Seh- und Höreindrücke werden in den beiden Kniehöckern des Zwischenhirns umgeschaltet auf dem Weg zur Seh- und Hörrinde.
Hormonelle Steuerung
Der Hypothalamus kontrolliert die endokrinen Funktionen und die Produktion von Neurohormonen. Er reguliert die Freisetzung von Hormonen aus der Hypophyse, die wiederum zahlreiche Körperfunktionen beeinflussen. Die Hirnanhangsdrüse (Hypophyse) ist das funktionelle "Ausführungsorgan" des Hypothalamus. Somatotropin (Somatotropes Hormon, STH, auch Wachstumshormon genannt): Es beeinflusst zahlreiche Stoffwechselvorgänge sowie das Wachstum und die Differenzierung von Zellen. Eine wichtige Wirkung ist zum Beispiel die Regulierung des Körperwachstums nach der Geburt. Diese Wirkung erfolgt über die Anregung der IGF-1-Produktion in der Leber. Melanotropin (Melanozyten-stimulierendes Hormon, MSH): Es reguliert u.a. in den Pigmentzellen der Haut (Melanozyten) die Bildung und Verteilung von Pigment (Melanin), das die Haut gegenüber UV-Strahlen schützt. Oxytocin: Dieses ist zum Ende einer Schwangerschaft und während des Geburtsvorgangs für das Auslösen und die Anpassung der Wehentätigkeit der Gebärmutter zuständig. Antidiuretisches Hormon (ADH): Es sorgt dafür, dass nicht zu viel Wasser über die Niere ausgeschieden wird.
Vegetative Funktionen
Der Hypothalamus steuert lebenswichtige vegetative Funktionen wie Atmung, Kreislauf, Stoffwechsel, Nahrungs- und Flüssigkeitsaufnahme, Körpertemperatur, Sexualverhalten und den Schlaf-Wach-Rhythmus.
Schlaf-Wach-Rhythmus
Die Zirbeldrüse (Epiphyse) produziert das Hormon Melatonin, das den Tag-Nacht-Rhythmus und auch eine jahreszeitliche Rhythmik steuert.
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Motorische Kontrolle
Der Subthalamus ist in erster Linie für die Steuerung der Grobmotorik verantwortlich. Der Nucleus subthalamicus steht mit dem Pallidum in Verbindung und empfängt von diesem Signale, die eine bewegungshemmende Funktion haben.
Lage des Zwischenhirns
Das Zwischenhirn befindet sich im zentralen Bereich des Gehirns, zwischen den beiden Stirnlappen (Frontallappen) und den beiden Schläfenlappen (Temporallappen) des Großhirns und dem vorderen Rand der Brücke (Pons). Der untere Teil des Zwischenhirns (Diencephalon) liegt auf der mittleren Schädelgrube. Vorne in der Mitte, zwischen den beiden Hirnschenkeln und an der Basis des Hirnstamms, befinden sich zwei Halbkugeln, (Corpus mamillare). Der Epithalamus, der hintere Bereich des Zwischenhirns, liegt direkt auf dem Thalamus. Nach hinten - zum Mittelhirn hin - verengt sich der dritte Ventrikel zum haarfeinen Aquaeductus cerebri, der „Wasserleitung des Gehirns“. Unser Zwischenhirn - oder auch Diencephalon - schließt direkt an das Mittelhirn an und wird wegen seiner bisher erforschten Funktionen in fünf Teilbereiche untergliedert: den Epithalamus (mit seiner zugehörigen Epiphyse), Thalamus, Subthalamus, Hypothalamus und den Metathalamus.
Störungen und Erkrankungen des Zwischenhirns
Störungen oder Schädigungen des Zwischenhirns können vielfältige Probleme verursachen:
- Diencephal-autonome Krise: Atypische epileptische Anfälle, die durch Erkrankungen des Hypothalamus entstehen.
- Gliome: Tumoren im Diencephalon können eine starke psychische Verlangsamung, Desinteresse, eine Herabsetzung der Affekte und ein gesteigertes Schlafbedürfnis verursachen.
- Ballismus: Eine Schädigung des Nucleus subthalamicus im Subthalamus führt zu blitzartig auftretenden, schnellen, spontanen, schleudernden Bewegungen der Extremitäten (Hemiballismus).
- Schluck- und Sprachstörungen: Wort- und Satzteilwiederholungen, verwaschene Sprache können auf eine Störung in diesem Bereich hindeuten.
- Muskelstarre: Ein Ausfall des Pallidums im Thalamus kann eine Muskelstarre und damit verbundene Verminderung der Motorik bewirken. Krankheitsbilder, denen eine solche Störung zugrunde liegt, sind die Parkinson-Krankheit, die Littlesche Krankheit und die Wilsonsche Krankheit.
- Hormonelle Störungen: Insbesondere bei Patienten mit ZNS-Tumoren im Zwischenhirnbereich (zum Beispiel Gliome im Bereich der Sehbahn) und Hirntumorpatienten, die eine Strahlentherapie im Bereich des Kleinhirns oder des Rückenmarks im Halswirbelsäulenbereich erhalten, kann die Hirnanhangsdrüse und auch die Schilddrüse Strahlung abbekommen und dadurch in ihren Funktionen beeinträchtigt werden.
Therapeutische Ansätze
Die elektrische Stimulation des Nucleus subthalamicus im Subthalamus wird therapeutisch genutzt, um die Symptome der Parkinson-Krankheit zu lindern.
Zusammenwirken von Hypothalamus, Hypophyse und Hormondrüsen
Das Zusammenwirken von Hypothalamus, Hypophyse und den Hormondrüsen des Körpers unterliegt einem Regelkreis, also einem Steuerungssystem mit Gegenkoppelung. Aus diesem Grund wird vor und während der Behandlung sowie im Rahmen der Nachsorge regelmäßig anhand von Hormonuntersuchungen überprüft, ob dieser Regelkreis noch intakt ist. Die Auswertung erfolgt in den großen Behandlungszentren durch Kinder-Endokrinologen, also durch Ärzte, die auf den Hormonhaushalt im Kindes- und Jugendalter spezialisiert sind.
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