Gesichtsnervenzellen: Ein detailliertes anatomisches Profil

Die Anatomie, abgeleitet vom altgriechischen Wort für "aufschneiden", ist die Lehre vom Aufbau eines Organismus. In der Medizin wird zwischen makroskopischer Anatomie (der grobe Aufbau von Organen und Geweben) und mikroskopischer Anatomie (Strukturen, die mit Hilfe von Mikroskopen beurteilt werden) unterschieden. Dieser Artikel befasst sich mit den Nervenzellen im Gesicht, ihrer Struktur, Funktion und ihrer Bedeutung für die Gesichtsanatomie.

Grundlagen der Nervenzellen

Eine Nervenzelle, auch Neuron genannt, ist die Grundeinheit des Nervensystems. Nerven sind parallel verlaufende Nervenfasern, die von Bindegewebe umhüllt sind und elektrochemische Impulse an periphere Organe, Muskeln und das zentrale Nervensystem leiten. Eine typische Nervenzelle besteht aus drei Hauptteilen:

• Soma (Zellkörper): Enthält den Zellkern und Dendriten.
• Axon: Ein langer, dünner Fortsatz, der elektrische Signale vom Soma weg transportiert.
• Synapsen (Axonterminale): Spezialisierte Verbindungsstellen, an denen Signale an andere Nervenzellen oder Zielzellen übertragen werden.

Jede einzelne Nervenfaser ist vom Endoneurium umfasst. Mehrere Nervenfasern sind vom Perineurium umgrenzt und bilden zusammen ein Nervenfaszikel. Nervenfaszikel werden wiederum vom Epineurium zur anatomischen Struktur eines peripheren Nervs zusammengefasst.

Die Synapse: Informationsübertragung zwischen Nervenzellen

Um Informationen von einer Zelle zur nächsten zu leiten, muss der synaptische Spalt überbrückt werden. Dieser Spalt ist ein ca. 20 bis 30 nm breiter Zwischenraum zwischen zwei Zellen. Der synaptische Spalt bildet gemeinsam mit dem Axon-Endknöpfchen der Senderzelle und dem Dendriten der Empfängerzelle die Synapse.

Im Axon-Endknöpfchen befinden sich kleine Bläschen (Vesikel), die im Falle von chemischen Synapsen Botenstoffe, wie z. B. die Neurotransmitter Adrenalin und Dopamin, enthalten. Wenn ein elektrischer Impuls zum Endknöpfchen gelangt, verschmelzen die Vesikel mit der präsynaptischen Zellmembran (d. h. der Membran vor dem synaptischen Spalt), und die Botenstoffe werden in den synaptischen Spalt ausgeschüttet. Der elektrische Impuls wird dadurch zunächst in ein chemisches Signal umgewandelt.

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An der Zellmembran der Empfängerzelle, also der postsynaptischen Membran, befinden sich Andockstellen (Rezeptormoleküle) für die Botenstoffe. Bindet ein Transmitter an ein Rezeptormolekül, wird in der Empfängerzelle wieder ein elektrisches Signal ausgelöst, das sich entlang der Zelle fortpflanzen kann. So werden Nervenimpulse von Zelle zu Zelle fortgeleitet. Die Nervenleitgeschwindigkeit kann dabei zwischen 1 und 100 m/s liegen und hängt u. a. davon ab, ob der Nerv von einer fettreichen Biomembran (Myelinscheide) umgeben ist.

Arten von Nervenzellen

Es gibt verschiedene Arten von Nervenzellen, die sich in ihrer Struktur und Funktion unterscheiden:

• Multipolare Nervenzellen: Für sensorische und motorische Aufgaben.
• Unipolare Nervenzellen: Nur für sensorische Wahrnehmung.
• Bipolare Nervenzellen: Aufnahme und Weiterleitung der Signale von Stäbchen und Zäpfchen in der Hornhaut des Auges.
• Pseudounipolare Nervenzellen: Mit nur einem Fortsatz aus dem Soma.

Darüber hinaus werden afferente (leiten Signale von sensorischen Zellen zum zentralen Nervensystem) und efferente (leiten Signale vom zentralen Nervensystem an Muskeln und Drüsen) Neurone unterschieden. Außerdem lassen sich zentrale (ZNS) von peripheren Anteilen (PNS) des Nervensystems abgrenzen. Das Hirnnervensystem ist dabei eine Sonderform des PNS. Das PNS wiederrum ist in somatische (willkürliche) und autonome (vegetative) Bereiche zu untergliedern.

Gesichtsanatomie und Nerven

Die Anatomie von Gesicht und Hals ist komplex und umfasst zahlreiche Muskeln, Nerven und Blutgefäße. Es ist wichtig zu beachten, dass die Innervation bestimmter Muskeln oder Muskelgruppen aus verschiedenen Astsystemen variieren kann. Auch die Anordnung der Muskeln, die beispielsweise Mundbewegungen ermöglichen, kann von Mensch zu Mensch unterschiedlich sein. Dies bedeutet, dass bei verschiedenen Menschen die Zugrichtung, die Amplitude und damit die Funktion des gleichen Muskels variieren kann.

Darstellung der Gesichtsanatomie mittels MRT

Die Magnetresonanztomographie (MRT) ist eine wertvolle Methode zur Darstellung der Anatomie von Gesicht und Hals. Bei einer MRT werden Schichtbilder des Körpers erzeugt, die es ermöglichen, die verschiedenen Strukturen zu visualisieren. In der Regel wird eine T2-gewichtete MRT verwendet, da sie einen besseren Kontrast bietet als eine T1-gewichtete MRT.

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Bei der Analyse einer MRT von Gesicht und Hals werden verschiedene anatomische Strukturen beschriftet, um ihre Identifizierung zu erleichtern. Zu den wichtigsten Strukturen gehören:

• Knochen und Löcher: Die Knochenstrukturen im Gesicht und Hals sind auf der T2-gewichteten MRT schwieriger zu visualisieren als auf der Computertomographie (CT).
• Zähne: Die Zähne werden mit der Bezeichnung ISO-3950 der FDI World Dental Federation verzeichnet.
• Muskeln: Die Muskeln im Kopf und Hals werden in verschiedene Gruppen eingeteilt: Gesichts-, Zungen-, Rachen-, Kehlkopf-, Hals- und Kaumuskulatur.
• Faszien: Die Faszien an Gesicht und Hals sind beschriftet, aber ihre komplexe Struktur macht es schwierig, sie neu zu zeichnen.
• Nasenhöhle und Nasennebenhöhlen: Die Strukturen der Nasenhöhle und der Nasennebenhöhlen werden umfassend dargestellt, obwohl einige Strukturen auf der MRT schwer zu erkennen sind.
• Rachen: Der Rachen wird in drei Stockwerke unterteilt (Nasenrachen, Mundrachen und Schlundrachen), um die Anzahl der dargestellten Strukturen zu begrenzen.
• Kehlkopf: Der Kehlkopf umfasst sowohl den Knorpel des Kehlkopfes als auch alle angrenzenden Strukturen, insbesondere die Schleimhäute.
• Speiseröhre, Luftröhre und Schilddrüse: Diese Strukturen werden zusammengefasst, da sie nur wenige anatomische Strukturen für dieses Modul darstellen.
• Arterien und Venen: Die Arterien und Venen von Gesicht und Hals sind beschriftet, wobei große Äste, die aus der äußeren Halsschlagader austreten oder in das Drosselvenensystem abfließen, hervorgehoben werden.

Peripheres Nervensystem im Gesicht

Das periphere Nervensystem im Gesicht ist äußerst komplex und umfasst die Hirnnerven sowie das autonome Nervensystem und das von den Rückenmarkswurzeln des Hals- und Brustmarkes abhängige System.

Die Hirnnerven, die im Gesichtsbereich von Bedeutung sind, umfassen:

• Trigeminusnerv (V): Getrennt in Augennerv (V1), Oberkiefernerv (V2) und Unterkiefernerv (V3).
• Gesichtsnerv (VII)
• Hör- und Gleichgewichtsnerv (VIII)
• Zungen-Rachen-Nerv (IX)
• Vagusnerv (X)
• Hilfsnerv (XI): Beachten Sie, dass die Schädelwurzel dargestellt wurde, aber neuere Studien zeigen, dass sie nicht existiert und dass es nur eine Rückenmarkswurzel gibt.
• Unterzungennerv (XII)

Alle diese Nerven und ihre Äste sind entsprechend ihrer angenommenen Position beschriftet, da sie in der Magnetresonanztomographie sehr schwer direkt sichtbar sind. Nur die Hirnnerven am aufsteigenden Hirnstamm und an den Rückenmarkswurzeln wurden direkt visualisiert. Die anderen wurden hauptsächlich gekennzeichnet, indem man den Gefäßen folgte, an denen sie am häufigsten befestigt sind.

Lymphsystem im Gesicht

Das Lymphsystem wird zur besseren Lesbarkeit durch grüne Symbole dargestellt, da die Lymphknoten (Ganglien) von Gesicht und Hals inkonsistent sind, besonders bei einem gesunden Menschen. Ihre Begriffe in der heutigen Praxis verwendet eine doppelte Nomenklatur: anatomische Namen, die von der Terminologia Anatomica definiert wurden, aber auch ein zahlenbasiertes Klassifizierungssystem, das von Radiologen, Onkologen, Strahlentherapeuten und HNO-Chirurgen verwendet wird (Klassifizierung des American Joint Committee on Cancer (AJCC) und Richtlinien der American Academy of Otolaryngology-Head and Neck Surgery (AAO-HNS)).

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Tiefe Bereiche von Gesicht und Hals

Die tiefen Bereiche von Gesicht und Hals wurden bei jedem Bild der einzelnen Ebenen komplett neu gestaltet, um direkt sichtbar zu sein. Tatsächlich gibt es bereits zwei e-Anatomie-Module, die sich mit dieser komplexen Anatomie befassen, und wir wollten sie dadurch unterscheiden, indem wir keine interaktiven Zonen verwenden. Insbesondere dieser letzte Punkt erleichtert den Unterricht in tiefen Gesichts- und Halsbereichen für Studenten der Medizin, der Anatomie, der Krankenpflege und des Gesundheitswesens, die die Grenzen und Inhalte dieser Bereiche direkt erkennen können. Die meisten dieser Räume werden in der Terminologia Anatomica nicht als solche erklärt und ihre Namen variieren je nach Autor. So unterscheidet sich die Unterschläfengrube vom Mastikatorraum, weil sie nicht den äußeren Kaumuskel enthält, sondern andererseits den Raum hinter dem Oberkiefer und Jochbein. Darüber hinaus können einige Autoren den Innerer Flügelmuskel beinhalten oder auch nicht. Um das Verständnis zu erleichtern und Kontroversen zu vermeiden, haben wir rechts und links auf den axialen und koronalen Abschnitten verschiedene Räume dargestellt, die keine anatomischen Strukturen als solche sind. Wir sind offen für jede Kritik an diesem heiklen Aspekt der HNO-Anatomie. Die anatomischen Strukturen wurden von Dr. med. Antoine Micheau (Radiologe, Montpellier, Frankreich) gemäß der Terminologia Anatomica beschriftet. Dieses Modul kann als medizinisches Wörterbuch verwendet werden.

Links dienen die axialen, koronalen und sagittalen Abschnitte als Querverweise.

Dieser Atlas der HNO-Anatomie in der MRT von Gesicht und Hals wurde entwickelt, um den Unterricht durch Anatomen an verschiedenen Universitäten und medizinischen Fakultäten; um das Verständnis der Studenten für die Vorbereitung von medizinischen oder paramedizinischen Wettbewerben (wie z.B. Atlas of Human Anatomy, Professional Edition by Frank H.

Das Gehirn: Schaltzentrale des Nervensystems

Das menschliche Gehirn ist das komplizierteste Organ, das die Natur je hervorgebracht hat. Es besteht aus 100 Milliarden Nervenzellen und einem Vielfachen davon an Kontaktpunkten. Es ist das Zentrum des Nervensystems und steuert zahlreiche Funktionen, darunter Denken, Fühlen, Handeln und Gedächtnis.

Die Großhirnrinde

Besonders auffällig ist die zum Endhirn gehörende sogenannte Großhirnrinde, der sogenannte Kortex. Sie ist im Laufe der Evolution so stark gewachsen, dass sie fast das gesamte Gehirn umgibt. Die Großhirnrinde ist Sitz vieler höherer geistiger Fähigkeiten. Einzelne Bereiche haben dabei unterschiedliche Aufgaben. So sind manche Areale darauf spezialisiert, Sprache zu verstehen, Gesichter zu erkennen oder Erinnerungen abzuspeichern. In der Regel ist aber keine Region allein für eine bestimmte Fähigkeit verantwortlich, sondern nur im Zusammenspiel mit anderen.

Untersuchung der Gehirnaktivität

Wissenschaftler können die Gehirnaktivität eines Menschen durch EEG-Signale mitlesen. Doch welche Signale gehören zu welchen Denkvorgängen? Bernhard Schölkopf und sein Team wollen diesen Code entschlüsseln und leistungsfähige Gehirn-Computer-Schnittstellen entwickeln.

Lernen und Plastizität des Gehirns

Eine der wichtigsten Eigenschaften des Gehirns ist seine Lernfähigkeit. Bis vor wenigen Jahren galt unter Wissenschaftlern als ausgemacht: Das Gehirn eines Erwachsenen verändert sich nicht mehr. Heute weiß man jedoch, dass das Gehirn bis ins hohe Alter laufend umgebaut wird. Manche Neurobiologen vergleichen es sogar mit einem Muskel, der trainiert werden kann.

Synaptische Plastizität

Lernen findet an den Synapsen statt - also den Orten, an denen die elektrischen Signale von einer Nervenzelle zur nächsten übertragen werden. Neurowissenschaftler haben herausgefunden, dass Synapsen die Effektivität der Übertragung variieren können. Man bezeichnet dieses Phänomen auch als synaptische Plastizität. So kann eine Synapse durch einen Vorgang namens Langzeitpotenzierung (LTP) verstärkt werden, indem sie mehr Botenstoff ausschüttet oder mehr Botenstoffrezeptoren bildet. So wissen Neurowissenschaftler heute, dass Synapsen selbst im erwachsenen Gehirn noch komplett neu gebildet oder abgebaut werden können. An wenigen Stellen wie zum Beispiel im Riechsystem können sogar zeitlebens neue Nervenzellen gebildet werden. Es ist also nicht übertrieben, wenn man sagt: Unser Gehirn gleicht zeitlebens einer Baustelle.

Konnektom

Einen exakten Schaltplan des Gehirns lässt sich jedoch mit der MRT-Technik nicht erstellen, dafür ist die Genauigkeit der Methode nicht hoch genug. Schließlich sitzen bis zu 10.000 Synapsen auf einer Nervenzelle, 100 Billionen sind es insgesamt. Dies zeigt, wie dicht das Kommunikationsnetz im Gehirn ist. In diesem Netz können einerseits benachbarte Nervenzellen miteinander verknüpft sein, andererseits auch Zellen, die weit voneinander entfernt sind. Die Wissenschaftler entwickeln deshalb neue Methoden, mit denen sie das Konnektom entschlüsseln können.

Leonardo da Vinci und die Anatomie

Leonardo da Vinci war ein Pionier der anatomischen Forschung. Im Laufe seines Lebens sezierte er etwa 30 Menschen und fertigte dazu Zeichnungen an. Er sezierte aber nicht nur Menschen, sondern auch Tiere. Anhand von Aufzeichnungen in seinen erhalten gebliebenen Notizbüchern lassen sich Sezierungen an folgenden Tieren nachweisen: Pferd, Rind, Schwein und Bär.

Leonardo begann seine anatomischen Studien, um menschliche Körper in seinen Gemälden perfekt wiedergeben zu können. Er war der Auffassung, dass ein Kunstwerk die Wirklichkeit nur dann korrekt wiedergeben könne, wenn es im Wissen um den inneren Aufbau entstanden ist, z.B. die Proportionen der Knochen oder die Struktur der Muskeln. Um das Reiterdenkmal für Ludovico Sforza detailgetreu anfertigen zu können, sezierte Leonardo auch Pferde.

Leonardos anatomische Zeichnungen

Leonardos Zeichnungen zur menschlichen Anatomie waren die ersten bildlich korrekten Darstellungen zur Anatomie des menschlichen Körpers. Sie zeichnen sich vor allem durch eine beeindruckende Detailtreue aus. Da das Sezieren von Leichen zu der Zeit verboten war, führte Leonardo die Sezierungen meist heimlich durch.

Leonardo war der erste, der vergleichende Anatomie betrieb. Dadurch fielen ihm Ähnlichkeiten auf, die zwischen den Skeletten bzw. Organen des Menschen und denen von Tieren bestehen. Die weitere Untersuchung dieser Ähnlichkeiten sollte Jahrhunderte später zur Evolutionstheorie führen. Leonardo trennte auch bei seinen anatomischen Zeichnungen nicht zwischen Kunst und Wissenschaft.

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