Insula: Funktion, Bedeutung und Erkrankungen des Gehirns

Die Insula, auch Inselrinde, Insellappen, Inselcortex, Reilsche Insel, Cortex insularis oder Lobus insularis genannt, ist ein faszinierender und komplexer Teil des menschlichen Gehirns. Als Teil der Großhirnrinde, tief in der seitlichen Auslegung der Großhirnhemisphären verborgen, spielt sie eine entscheidende Rolle bei der Integration von Emotionen, Sinneseindrücken und kognitiven Informationen. Obwohl die Forschung noch nicht alle Funktionen der Insula vollständig entschlüsselt hat, deuten aktuelle Erkenntnisse darauf hin, dass sie eine Schlüsselrolle bei verschiedenen neurologischen und psychischen Erkrankungen spielt, darunter Autismus, Schizophrenie und Suchterkrankungen.

Anatomie und Struktur der Insula

Die Insula befindet sich in jeder Hemisphäre des Gehirns, tief gefaltet im Sulcus lateralis, der den Schläfenlappen vom Parietal- und Frontallappen trennt. Evolutionär gesehen ist dieser eingesenkte Teil der Großhirnrinde durch den Stirn-, Scheitel- und Schläfenlappen verdeckt.

Während der vorgeburtlichen Entwicklung des Gehirns ist das Wachstum des Opercula frontale, temporale und parietale größer als das der Insula. Im Rahmen dieser Entwicklungsschritte formt sich die Fissura lateralis Sylvii (Sylvische Furche), wodurch die Inselrinde ihre Endposition (Tiefe der Großhirnhemisphären) einnimmt. Dieser Vorgang wird als Operkularisierung bezeichnet, vom lateinischen Wort operculum = Deckel, welcher die Überlagerung vom Areal einer Hirnrinde durch angrenzende Rindenfelder beschreibt.

Die Insula weist die Form eines Dreiecks auf und wird nach oben hin (kranial) durch den Sulcus circularis von umliegenden Hirnstrukturen abgegrenzt. Der obere Anteil (superior) des Insellappens wird von der Großhirnrinde, sowie durch den Isocortex überlagert. Der untere Anteil (inferior) beinhaltet den Übergangsbereich zum Paläocortex und wird durch die Capsula extrema (Schicht aus weißer Substanz) abgegrenzt. Folglich kann die Inselrinde als Übergangsbereich zwischen Paläo- und Neocortex betrachtet werden.

Innerhalb der Insula wird zwischen einem granulären Areal (hinterer Bereich) und einem agranulärem Areal (vorderer Bereich) unterschieden. Ausgehend vom Lumen insulae (Innere des Insellappens) gehen fünf bis sieben Sulci (Hirnfurchen) radiär (fächerförmig) ab, die den Insellappen in fünf bis sechs verschieden lange Gyri (Verwölbungen der Großhirnrinde zwischen den Hirnfurchen) einteilen. Der Sulcus centralis insulae (Zentralfurche der Inselrinde) verläuft durch das Rindenareal, weshalb eine Aufteilung in einen größeren hinteren und einen kleineren vorderen Insel-Abschnitt erfolgt. Im hinteren Bereich des Insellappens befinden sich zwei längere Gyri (Verwölbungen der Großhirnrinde zwischen den Hirnfurchen), welche durch den Sulcus postcentralis (Furche der Großhirnrinde, die parallel zum Sulcus centralis verläuft) voneinander getrennt werden.

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Funktionen der Insula

Die Insula ist ein wichtiges viszeromotorisches (Bewegung unwillkürlicher Muskulatur, z. B. Eingeweide) und multisensorisches (Zusammenwirken vieler Sinne) Areal, welches eine Vielzahl von Informationen aus unterschiedlichen Körperbereichen erhält. Eine getrennte Betrachtung dieser Bereiche wird oftmals als schwierig eingestuft, da es zu einer Integration von Einzelinformationen kommt. Begründet werden kann dies dadurch, dass sowohl taktile (Erzeugung von Empfindungen durch Berühren) als auch chemische Anreize (Geschmackssinn, Geruchssinn) einer emotionalen Bewertung unterzogen werden. Daraus entstehen als Folge Empfindungen wie Schmerz, Zuneigung und/oder Ekel. Des Weiteren spielt auch die Erinnerung an vergangene Ereignisse (z. B. Geschmäcker, Mimik von Personen) durch Beteiligung kognitiver Bereiche der Insula eine gewichtige Rolle beim Auslösen spezifischer Gefühle bzw.

Die Insula nimmt zudem Einfluss auf die Verarbeitung von Sprache und die Entscheidungsfähigkeit. Hierbei spielt die Vernetzung der Inselrinde mit weiteren Gehirnbereichen eine Rolle. Aufgrund der viszeromotorischen Fähigkeit der Insula erhält diese Informationen über Befindlichkeiten des Körpers. Als Resultat können Gefühle in Form von z. B. Durst, Hunger, hoher Blutdruck, etc. wahrgenommen werden.

Die Forschung hat gezeigt, dass die Insula in folgende Prozesse involviert ist:

• Bewusstsein: Es wird angenommen, dass die Insula am Bewusstsein beteiligt ist.
• Emotionen: Die Insula spielt eine Rolle bei der Verarbeitung und dem Erleben von Emotionen, einschließlich Liebe, Empathie, Ekel, Ärger und Furcht.
• Homöostase: Die Insula ist mit der Regulation der körpereigenen Homöostase verknüpft, einschließlich der Kontrolle von Herzfrequenz, Blutdruck und Atmung.
• Wahrnehmung: Die Insula spielt eine Rolle bei der perzeptiven Wahrnehmung, also der Gesamtheit der Wahrnehmungsvorgänge und deren Inhalt.
• Motorische Kontrolle: Die Insula ist an der Planung und Ausführung von Bewegungen beteiligt.
• Selbstbewusstsein: Die Insula trägt zur Entwicklung des Selbstbewusstseins bei.
• Kognitive Funktionen: Die Insula ist an einer Vielzahl von kognitiven Funktionen beteiligt, darunter Aufmerksamkeit, Gedächtnis und Entscheidungsfindung.
• Zwischenmenschliche Erfahrungen: Die Insula spielt eine Rolle bei sozialen Interaktionen und der Verarbeitung sozialer Informationen.

Insula und Erkrankungen

Dem heutigen Stand der Forschung zugrundeliegend verdichten sich von vielen Seiten die Hinweise, mit welchen Erkrankungen Veränderung innerhalb der Insula einhergehen können. Hierfür kommen eine Reihe psychischer und physischer Störungen infrage. Die Erforschung des Zusammenhanges zwischen Erkrankungen und einem veränderten Insellappen laufen auf Hochtouren. Veränderungen in der Insula werden mit einer Vielzahl von neurologischen und psychischen Erkrankungen in Verbindung gebracht, darunter:

• Autismus-Spektrum-Störungen (ASS): Studien haben gezeigt, dass Veränderungen in der Anatomie, den Verbindungen und der Aktivierung der Inselrinde häufig in Untersuchungen autistischer Patienten gefunden worden sind. Bei der Untersuchung autistischer Mäuse wurde erforscht, dass innerhalb des Insellappens ein Missverhältnis zwischen erregenden Impulsen und hemmenden Impulsen zum Vorschein getreten ist. Eine Studie an Mäusen ergab, dass die Inselrinde in gesunden Mäusen stärker reagiert, wenn zwei Sinneseindrücke gleichzeitig eintreffen. Diese Fähigkeit war jedoch in allen untersuchten Mausmodellen einheitlich gestört. So reagierte die Inselrinde autistischer Mäuse auf zwei kombinierte Reize genauso wie auf die einzelnen Reize. Dies erinnert an die oft beschriebene Übersensibilität von Autisten auf einzelne Sinneswahrnehmungen.
• Schizophrenie: Auch bei Schizophrenie-Patienten wurden Veränderungen in der Insula festgestellt. Worin sich eine Veränderung der Insula ebenfalls äußern kann, ist eine veränderte Psyche und das Auftreten von Erkrankungen (z. B. Schizophrenie).
• Depressionen: Die Insula spielt eine Rolle bei der Verarbeitung von Emotionen, und Veränderungen in ihrer Funktion können zu Depressionen beitragen.
• Angsterkrankungen: Ähnlich wie bei Depressionen kann eine Fehlfunktion der Insula zu Angsterkrankungen führen.
• Sucht: Die Insula spielt eine wichtige Rolle bei der Entstehung und Aufrechterhaltung von Suchterkrankungen. Sie ist an der Verarbeitung von Belohnungsreizen und dem Verlangen nach Suchtmitteln beteiligt. Eine Studie aus dem Jahr 2024 in Biological Psychiatry zeigt, dass psychosozialer Stress eine erhöhte Aktivierung der linken Insula auslöste, einer Gehirnregion, die mit der Verarbeitung von Belohnungsreizen und emotionalen Reizen verbunden ist, was zu einem verstärkten Alkoholverlangen und einem erhöhten Alkoholkonsum führt. Eine Schädigung der Insula kann es Schlaganfall-Patienten erleichtern, das Rauchen aufzugeben.
• Essstörungen: Die Insula ist an der Verarbeitung von Geschmack und Körperempfindungen beteiligt, was ihre Rolle bei Essstörungen erklären könnte.
• Herzinfarkt: Es gibt Hinweise darauf, dass die Stimulation einer bestimmten Hirnregion, die unter anderem für positive Emotionen und Motivation zuständig ist, die Immunantwort so verändern kann, dass sich das Narbengewebe im Herz nach einem Herzinfarkt zurückbildet.
• Schlaganfall: Als Folge eines Insults (Schlaganfall) oder einer Infektion kann es zur Einschränkung spezifischer Funktionen vom Lappen kommen.

Neue Therapieansätze

Das Wissen um die Rolle der Insula bei verschiedenen Erkrankungen eröffnet neue Möglichkeiten für die Entwicklung gezielterer Therapien. So könnte beispielsweise die gezielte Beeinflussung der Insula-Aktivität durch Medikamente, transkranielle Magnetstimulation oder tiefe Hirnstimulation dazu beitragen, Suchtverhalten zu reduzieren, Angstsymptome zu lindern oder die Verarbeitung von Emotionen bei Depressionen zu verbessern.

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Eine Studie deutet darauf hin, dass die Wiederherstellung des Gleichgewichts zwischen Hemmung und Aktivierung in der frühen Kindheit ein wichtiger Therapieansatz bei Autismus sein könnte. Es ist jedoch äußerste Vorsicht geboten, da die möglichen Resultate wichtige Schaltkreise langfristig verändern können. Bei einer Therapie müssten die eingesetzten Medikamente und Dosierungen daher genauestens auf den Bedarf des jeweiligen Patienten abgestimmt werden. Wie dieser Bedarf ermittelt werden kann, müsste durch weitere Studien und spätere vorklinische Tests erforscht werden.

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