Der Hirnstamm ist ein essentieller Teil des Gehirns, der für viele lebenswichtige Funktionen verantwortlich ist. In diesem Artikel werden wir die Anatomie des Hirnstamms, insbesondere die dorsale Ansicht, sowie seine Funktionen und mögliche Probleme untersuchen.
Was ist der Hirnstamm?
Der Hirnstamm ist der entwicklungsgeschichtlich älteste Teil des Gehirns. Er verbindet das Großhirn mit dem Rückenmark und besteht aus drei Hauptabschnitten:
- Mittelhirn (Mesencephalon): Der kleinste Hirnabschnitt, der für sensorische und motorische Funktionen zuständig ist, insbesondere für Augenbewegungen und die Verarbeitung visueller und auditiver Informationen.
- Brücke (Pons): Ein kräftiger, weißer Wulst an der Hirnbasis, der als Verbindungsstelle zwischen dem Großhirn und dem Kleinhirn dient und an der Steuerung autonomer Körperfunktionen und Reflexe beteiligt ist.
- Verlängertes Mark (Medulla oblongata): Der Übergang zum Rückenmark, der lebenswichtige Funktionen wie Atmung, Herzfrequenz und Blutdruck reguliert.
Der Hirnstamm bildet zusammen mit dem Zwischenhirn (Diencephalon) das Stammhirn. Allerdings ist die Bezeichnung "Stammhirn" nicht immer korrekt, da sie manchmal auch das Kleinhirn und Teile des Endhirns umfasst. Der Hirnstamm umfasst alle Teile des Gehirns, die sich in der embryonalen Entwicklung aus dem sogenannten zweiten und dritten Hirnbläschen entwickelt haben. Zum Stammhirn dagegen werden alle Hirnteile außer dem Großhirn gerechnet.
Wo befindet sich der Hirnstamm?
Der Hirnstamm befindet sich im unteren Schädelbereich an der Schädelbasis, verdeckt von Groß- und Kleinhirn. Nach unten geht er mit einer nicht genau definierten Grenze in das Rückenmark über - dieser Bereich wird Medulla oblongata (verlängertes Mark) genannt. In diesem Bereich, der Pyramidenkreuzung, kreuzen die vom Gehirn kommenden Nervenbahnen auf die Gegenseite.
Funktion des Hirnstamms
Der Hirnstamm ist die Schnittstelle zwischen dem übrigen Gehirn und dem Rückenmark. Er leitet aufsteigende und absteigende Informationen weiter und ist für essenzielle Lebensfunktionen zuständig:
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- Steuerung von Herzfrequenz, Blutdruck und Atmung
- Regulation von Reflexen (Lidschluss-, Schluck- und Hustenreflex)
- Kontrolle von Schlaf und Traumphasen
- Weiterleitung willkürlich-motorischer Signale vom motorischen Kortex zum Rückenmark über die Pyramidenbahn
- Beteiligung an vegetativen Funktionen wie Aufmerksamkeit und Wachheitszustand durch die Formatio reticularis
Dorsale Ansicht des Hirnstamms: Strukturen und Anatomie
Die dorsale Ansicht des Hirnstamms offenbart wichtige Strukturen, die für seine vielfältigen Funktionen entscheidend sind.
Rautengrube (Fossa rhomboidea)
Die Rautengrube ist eine Vertiefung auf der dorsalen Seite des Hirnstamms, die den Boden des vierten Ventrikels bildet. Sie ist erst nach Abtragung des Kleinhirns und des dünnen Dachs (Velum ant. et post.) des 4. Ventrikels überschaubar. Ihr "rhombischer" Umriß wird caudal von den Erhebungen der Hinterstrangkerne, seitlich und vorne durch die Kleinhirnstiele bestimmt. Das Relief der Rautengrube wird längs durch einen Sulcus medianus und quer durch die Striae medullares in 4 dreieckige Areale gegliedert. Der Sulcus limitans markiert auch hier (grob) die Grenze zwischen den motorischen (mittleren) und den sensiblen (seitlichen) Zellsäulen. An der Stelle der weitesten seitlichen Ausladung der Rautengrube finden sich die Kerngebiete des 8. Hirnnerven (Area vestibularis).
Die Striae medullares markieren den Übergang zwischen Medulla oblongata und Pons. Direkt rostral der Striae medullares befindet sich in der Eminentia mediana eine flache, halbkugelige Erhebung, der Colliculus facialis, unter dem der Abduzenskern liegt. Kaudal laufen die Längswülste im Bereich des Übergangs zum Zentralkanal kielförmig aus. Unter der spitzen Triangel liegt der Ursprungskern des N. hypoglossus (Trigonum nervi hypoglossi). Seitlich des Sulcus limitans sind die Seitensäulen der Hirnnerven untergebracht.
Vierhügelplatte (Tectum)
Die Vierhügelplatte (Tectum) bildet mit den Colliculi superiores et inferiores den dorsalen Abschnitt des Mittelhirns. Die Colliculi superiores sind optische Reflexzentren und erhalten beiderseits Afferenzen aus der Retina.
Hirnnervenkerne
Auf der dorsalen Seite des Hirnstamms befinden sich die Ursprungsorte vieler Hirnnervenkerne. Die genaue Lage der Hirnnervenkerne ist in Abbildungen dargestellt. Die Hirnnerven versorgen Hirnstrukturen und erfüllen spezifische Funktionen. Sie übertragen sensorische, motorische und autonome Informationen zu und von den intrakraniellen und perikraniellen Strukturen, wobei sie mit dem Rest des Körpers verbunden sind. Die Kerngebiete für die Geschmacksempfindung (speziell-viszerosensibel), das Hören und die Gleichgewichtsempfindung (speziell-somatosensibel) sowie die Versorgung der ursprünglichen Kiemenbogenmuskulatur (speziell-viszeromotorisch, Muskulatur für den Kauapparat, die Mimik und die Sprache) liegen von lateral nach medial nebeneinander in der Rautengrube.
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Probleme des Hirnstamms
Schädigungen des Hirnstamms führen zu sogenannten Hirnstamm-Syndromen. Diese sind in den meisten Fällen durch den Ausfall von Hirnnerven gekennzeichnet (durch Schädigung der Hirnnervenkerne). Je nach Höhe der Läsion - in Mittelhirn, Pons oder verlängertem Mark - fallen die Funktionen verschiedener Nerven aus. Bei unvollständigen Hirnstamm-Läsionen können die Symptome auf der gleichen oder auf der gegenüber liegenden Körperseite auftreten (wegen der gekreuzten Bahnen).
Läsionen im Hirnstamm
Das Auftreten einer Läsion im Hirnstamm kann auf eine Vielzahl von Ursachen zurückzuführen sein, einschließlich traumatischer Verletzungen, entzündlichen Erkrankungen, Infektionen oder neurodegenerativen Zuständen. Die genaue Art und Wirkung einer Läsion hängt stark von ihrer Lage und Ausdehnung ab. Ein häufiger Grund für Läsionen im Hirnstamm sind traumatische Gehirnverletzungen, die zum Beispiel bei Autounfällen oder Stürzen auftreten können. Andere Ursachen können entzündliche Erkrankungen wie Multiple Sklerose, Infektionen wie Meningitis oder neurodegenerative Zustände wie Parkinson-Krankheit sein.
Die Symptome, die mit einer Läsion im Hirnstamm auftreten können, sind sehr vielfältig und hängen von der genauen Lokalisation und Ausdehnung der Läsion ab. Zu den möglichen Symptomen gehören:
- Verlust oder Beeinträchtigung der Motorik
- Schwierigkeiten beim Schlucken oder Sprechen
- Veränderungen bei den Sinneswahrnehmungen
- Veränderungen im Bewusstseinszustand
Hirnstamm-Infarkt
Ein Hirnstamm-Infarkt kann jene Areale betreffen, die für das Bewusstsein oder die Atmung von Bedeutung sind. In einem solchen Fall ist die Läsion lebensbedrohend. Ein Schlaganfall tritt auf, wenn der Blutfluss zu einem Teil des Gehirns unterbrochen wird. Wenn dies im Hirnstamm passiert, kann es besonders schwerwiegende Folgen haben. Die Gründe, warum ein Schlaganfall im Hirnstamm auftritt, sind vielfältig. Oft handelt es sich um ischämische Schlaganfälle, die durch ein Blutgerinnsel verursacht werden, das eine Arterie blockiert und so den Blutfluss zum Hirnstamm stoppt.
Ein Schlaganfall im Hirnstamm kann sich in einer Reihe unterschiedlicher Symptome manifestieren. Einige der gängigsten sind:
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- Vertigo oder Schwindel
- Gesichtslähmung
- Schwäche oder Lähmung auf einer Körperseite
- Gestörte Sprache
Migräne und der Hirnstamm
Viele Forschungen deuten darauf hin, dass der Hirnstamm eine signifikante Rolle bei der Entstehung und Ausprägung von Migränekopfschmerzen spielt. Im Speziellen scheinen abnormale Aktivitäten innerhalb des Hirnstamms mit der Entwicklung der für Migräne typischen Symptome zusammenzuhängen. Wissenschaftler haben entdeckt, dass erhöhte Aktivität innerhalb bestimmter Bereiche des Hirnstamms - speziell dem Trigeminus-Komplex - im Zusammenhang mit der Auslösung von Migräneattacken steht.
Es wird angenommen, dass Migränekopfschmerzen durch eine Entzündung und anschließende Aktivierung der Meningen ausgelöst werden, der Schutzhüllen, die das Gehirn umgeben. Es wird gedacht, dass diese Entzündung zur Überproduktion von bestimmten Neurotransmittern führen kann, die dann die Schmerznerven im Hirn stark aktivieren. Daneben haben Untersuchungen ergeben, dass während eines Migräneanfalls bestimmte Teile des Hirnstamms, insbesondere der periaquäduktale Graue, überaktiv sind. Dieser Abschnitt des Gehirns ist dafür zuständig, wie das Gehirn Schmerzen wahrnimmt und verarbeitet, daher könnte seine Überaktivität das übermäßige Schmerzgefühl während einer Migräne verstärken.
Blutversorgung des Hirnstamms
Die Blutversorgung des Hirnstamms erfolgt durch verschiedene Arterien, die aus der A. vertebralis und der A. basilaris entspringen.
- Mittelhirn: Verschiedene Äste der A. basilaris, insbesondere die A. cerebri posterior, versorgen das Mittelhirn.
- Pons: Die Blutversorgung des Pons erfolgt hauptsächlich über die Äste der A. basilaris. Zusätzliche Versorgung kommt von Ästen der A. cerebellaris superior.
- Medulla oblongata: Die Medulla oblongata wird von der A. spinalis anterior, der A. vertebralis und der A. cerebellaris posterior inferior (PICA) versorgt.