Integrationszentrale des Gehirns: Funktion und Bedeutung

Das Gehirn ist das Zentrum des zentralen Nervensystems (ZNS). Von hier aus werden alle bewussten und eine große Zahl der unbewussten Vorgänge gesteuert und im Gehirn ist auch der Sitz der Gefühle, Empfindungen und Gedanken. Es ist das Integrationszentrum für Homöostase, Wahrnehmung, Bewegung, Denken und Emotionen. Das Gehirn macht ca. 2 % des gesamten Körpergewichtes aus (Gewicht bei Männern ca. 1375 g; Gewicht bei Frauen ca.

Die Entstehung der ersten Gehirne war entscheidend für die Evolution der Tiere, denn sie ermöglichten es, Umweltreize schnell zu verarbeiten und entsprechend auf Bedrohungen oder beispielsweise Jagdmöglichkeiten zu reagieren. Der evolutionäre Ursprung von Gehirnen bleibt jedoch rätselhaft. Es wird vermutet, dass Ctenophoren (Rippenquallen) als einer der ersten Tierstämme ein elementares Gehirn entwickelten.

Überblick über die Hirnstrukturen

Das Gehirn lässt sich in verschiedene Bereiche unterteilen, die jeweils spezifische Funktionen erfüllen:

• Großhirn (Telencephalon): Im Großhirn befinden sich die höheren Funktionen des Gehirns, es ist das Integrationszentrum des ZNS und der Sitz des Bewusstseins. Es bildet äußere Hirnoberfläche, welche aus vielen Auffaltungen und Furchen besteht. Das Großhirn lässt sich einerseits in die zwei Hemisphären, welche durch eine Längsfurche (Fissa longitudinalis) getrennt ist, sowie die vier Lappen einteilen. Die Großhirnrinde bedeckt das Gehirn zu allen Seiten, macht ca. Die weiße Substanz, auch Leitungsbahnen genannt, besteht aus Nervenfaserbündeln. Großhirnkerne (Anhäufungen von grauer Substanz, z.B. deklaratives Gedächtnis (Lernprozesse expliziter Inhalte wie Fakten & Ereignisse) v.a. nicht-deklaratives Gedächtnis (Speicherung von Erfahrungen und Fähigkeiten bzw. emotionales lernen) v.a.

  • Stirnlappen (Lobus frontalis): motorisches Rindenfeld, Broca-Areal zuständig für motorische Aktivitäten, Sprache und Wortwahl, Persönlichkeit, Urteilsvermögen, Planung, Kontrolle der Emotionalität, Assoziationen
  • Scheitellappen (Lobus parietalis): sensorisches Rindenfeld zuständig für Zentrum der sinnlichen Aufmerksamkeit, Berührungsempfindungen, Zuordnung & Gebrauch von Objekten
  • Schläfenlappen (Lobus temporalis): Wernicke-Areal, Hörrinde zuständig für Hören und Verstehen des Gehörten, Wiedererkennen, Bedeutungsgebung
  • Hinterhauptslappen (Lobus occipitalis): Sehrinde zuständig für Bildverarbeitung, räumliches Sehen, Farbunterscheidung, Abschätzung von Bewegungen

• Kleinhirn (Cerebellum): Das Kleinhirn ist der zweitgrößte Teil des Gehirns und teilt sich ebenfalls in zwei Hemisphären auf.

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• Zwischenhirn (Diencephalon): Das Zwischenhirn kann man als Schaltzentrale zwischen dem Großhirn und Mittelhirn ansehen. Dort befinden sich Epiphyse, Thalamus und der Hypothalamus, welcher über den Hypophysenstiel mit Hypophyse verbunden ist.

• Hirnstamm (Truncus encephali): Der tiefste Abschnitt im Gehirn ist der Hirnstamm und dieser ist z.B. mitverantwortlich für das Kreislauf-, Atem-, Brech- & Miktionszentrum sowie die Bewusstseinsregulation. Das Mittelhirn (Mesencephalon), die Brücke (Pons) und das Nachhirn (Medulla oblongata oder verlängertes Mark) bilden den Hirnstamm (Truncus encephali). Der Hirnstamm ist die Verbindung zwischen Ihrem Rückenmark und dem Gehirn. Er ist Ihr biologisches Überlebenszentrum, da er lebensnotwendige Körperfunktionen wie Atmung, Herzschlag und Blutdruck vollautomatisch steuert. Zudem dient er als zentrale Schaltstelle für wichtige Reflexe (Schlucken, Husten) und ist für Ihren Schlaf-Wach-Rhythmus verantwortlich. Da er Nervenbahnen zwischen Körper und Kopf bündelt, ist er die unverzichtbare Basis für jede Bewegung und Wahrnehmung - ohne seine Arbeit würde unser „Denk-Gehirn“ schlichtweg den Dienst versagen.

• Mittelhirn (Mesencephalon): Der kleinste Hirnabschnitt, das Mittelhirn (Mesencephalon), ist eine Art von Neuronenschleife zwischen Groß- & Kleinhirn und sorgt z.B. für den Wach-Schlaf-Rhythmus und kann die Aufmerksamkeit auf bestimmte Sinneseindrücke lenken. Es steuert reflexhafte Bewegungen, akustische und optische Reflexe. Es dient dem Austausch von motorischen und sensorischen Informationen und kümmert sich um die Schmerzempfindungen. Als einzige Struktur des Gehirns verfügt das Mittelhirn über den Aquaeductus mesencephali/Sylvii (Verbindung zwischen 3. und 4. Ventrikel), in welchem Hirnflüssigkeit, Liquor, fließt.

• Verlängertes Mark (Medulla oblongata): Das verlängertes Mark (Medulla oblongata) ist der Übergang vom Gehirn zum Rückenmark. Kreislaufzentrums, welches für die Steuerung von Herzschlag, Herzmuskelkontraktilität und Blutgefäßweite verantwortlich ist.

• Limbisches System: Anders als die zuvor genannten Bereiche des Gehirns ist das limbische System keine anatomische, sondern funktionelle Einheit, welche aus verschiedenen Teilen von Großhirn, Zwischenhirn und Mittelhirn besteht. Der Begriff Limbisches System bezeichnet eine Anzahl von Funktionseinheiten und anatomischen Strukturen, die sich im Großhirn befinden. Die Informationen werden von verschiedenen Bereichen des Gehirns und innerer Körperfunktionen (vegetative Funktionen) gesendet und mit komplizierten, miteinander verbundenen Verhaltensweisen (z. B. Gedächtnis, Lernen, Emotion) kombiniert.

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Der Hypothalamus als Integrationszentrum

Der Hypothalamus ist ein wichtiges Koordinationszentrum im Körper. Er bildet einen Teil der Wände und des Bodens des 3. Ventrikels und liegt am Boden des 3. Ventrikels. Er ist ein sensorisches und motorisches Integrationszentrum und ein primärer Regulator des endokrinen und autonomen Nervensystems.

Anatomische Struktur des Hypothalamus

Der Hypothalamus kann in 3 Kerngruppen unterteilt werden, die sich von anterior (rostral) nach posterior (kaudal) erstrecken. Sie beschreiben die Lage verschiedener funktioneller Kerne im Hypothalamus (die sich alle im medialen Hypothalamus befinden).

• Vordere Kerngruppe (chiasmatische Region): Ncl. suprachiasmaticus, Ncl. preopticus, Ncl. paraventricularis, Ncl. supraopticus, Area hypothalamica anterior
• Mittlere Kerngruppe (tuberal): Ncl. dorsomedialis, Ncl. ventromedialis, Ncl. arcuatus
• Hintere Kerngruppe (mamillare Region): Corpora mamillaria - Ncll. mamillares, Ncl. posterior hypothalami

Funktionelle Bedeutung des Hypothalamus

Der Hypothalamus ist ein wichtiges Koordinationszentrum im Körper. Er ist der Schlüssel zur Umwandlung und Integration von Nervensignalen in endokrine Signale.

• Endokrine Funktion: Der Hypothalamus steuert die Hormonproduktion im Hypophysenvorderlappen durch das Hypothalamohypophysäre Pfortadersystem. Er produziert separate Hormone, die die Hormonproduktion in der Adenohypophyse stimulieren oder hemmen. Neurosekretorische Zellen im Hypothalamus setzen Oxytocin (OT) oder ADH in den Hypophysenhinterlappen frei.
• Autonome Funktion: Autonome Effekte (z. B. lateraler Anteil: hat einige direkte Projektionen zum N. vagus, was zu parasympathischen Wirkungen führt; dorsaler Anteil: hat Projektionen zum sympathischen Nervensystem).
• Weitere Funktionen: Der Hypothalamus ist an der Regulation physiologischer zirkadiane Rhythmen (z. B. Schlaf-Wach-Zyklus, Körpertemperatur), des Appetits und des Durstes beteiligt.

Klinische Relevanz des Hypothalamus

Schädigungen des Hypothalamus können zu verschiedenen klinischen Manifestationen führen:

• Diabetes insipidus: Die Niere sind aufgrund eines Mangels an zirkulierendem ADH nicht in der Lage, den Urin zu konzentrieren. Der niedrige ADH-Spiegel ist entweder auf eine verminderte Produktion im Hypothalamus oder eine verminderte Freisetzung aus dem Hypophysenhinterlappen zurückzuführen. Kaliumregulation durch die Niere, Nykturie und Polydipsie auf. Diabetes insipidus werden basierend auf den gemessenen ADH-Spiegeln und der Reaktion auf einen Durstversuch unterschieden.
• Hypothalamische Amenorrhöe: Menstruationszyklus länger als 3 Monate). Kongenitale Fehlbildungen der weiblichen Geschlechtsorgane resultiert aus der verminderten pulsatilen Freisetzung von GnRH aus dem Hypothalamus, die in Zeiten schwerer körperlicher oder psychischer Belastung auftritt. Die Erkrankung wird am häufigsten in Verbindung mit Essstörungen oder Überanstrengung (häufig bei Sportlerinnen) beobachtet.
• Hyperthermie: kann auftreten, wenn eine Läsion (Schlaganfall oder ZNS-Schädigung) im Ncl. anterior des Hypothalamus vorliegt, der an der Thermoregulation, insbesondere der Abkühlung des Körpers, beteiligt ist. Eine Schädigung dieser Region verhindert, dass sich der Körper selbst runterkühlen kann.
• Narkolepsie: tritt auf, wenn der laterale Hypothalamus nicht in der Lage ist, Orexin zu sekretieren, eine Substanz, die in vielen Bereichen des Gehirns die Wachheit fördert.
• Hyperprolaktinämie: erhöhte Prolaktinspiegel im Blut. Hypophysenadenome ist, kann auch ein Verlust der hemmenden Dopamin-Sekretion durch den Hypothalamus eine Ursache sein. Dieser Zustand kann auftreten, wenn dopaminerge Neurone aus dem Hypothalamus beschädigt sind oder wenn das Infundibulum während einer suprasellären Operation durchtrennt wird.

Die Formatio Reticularis: Ein weiteres wichtiges Integrationszentrum

Die Formatio reticularis (Netzsubstanz) bildet ein dichtes Geflecht aus Schaltneuronen und Fortsätzen im Tegmentum des Hirnstamms. Sie besitzt Verbindungen nach kaudal zum Eigenapparat der Rückenmarks und nach rostral zum Thalamus. Dabei belegt sie den von den Kernen und Strängen ausgesparten Raum. Ihre Neurone dienen sowohl somatischen wie viszeralen Funktionen.

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Gliederung und Verbindungen

Die FOR kann morphologisch in drei Längssäulen gegliedert werden:

1. Die erste Säule nimmt die Mittellinie ein und besteht aus mittelgroßen Neuronen.
2. Daneben liegt die mediale Zone (intermediäre Zellsäule) mit sehr großen Neuronen.
3. Seitlich schließt sich eine Säule an, die viele kleine Zellen enthält.

Die FOR erhält Zuflüsse aus den meisten Strukturen des ZNS. Dazu gehören:

1. über den Tr. spinoreticularis aus dem Rückenmark.
2. Steuerung der Motorik beteiligt sind (Tr. cortico-reticularis).
3. Weitere Zugänge kommen aus dem Kleinhirn (Tr. cerebello-reticularis) sowie Kollateralen der Hör- und Sehbahn.

Funktionelle Bedeutung der Formatio Reticularis

Die FOR beeinflusst über ihre efferenten Bahnen zahlreiche Funktionen:

1. Allgemein integrierende und aktivierende Rolle: In der FOR laufen Impulse der Reize aus allen Sinnessystemen über Kollateralfasern der betreffenden Bahnsysteme zusammen. Sie führen dort zu einer Erhöhung des retikulären Tonus, der seinerseits das gesamte Gehirn in einem Zustand der Wachsamkeit hält (hierin liegt die wachhaltende Wirkung motorischer Tätigkeiten). Diese Aktivierung liefert dem Verhalten die notwendige Energie, ohne ihm eine bestimmte Richtung zu geben. Erst über die Verbindungen zum limbischen System wird die erhöhte Leistungsbereitschaft in eine bestimmte Richtung gelenkt.
2. Beeinflussung des Muskeltonus und der Reflexaktivität: Über die retikulo-bulbären und -spinalen Verbindungen beeinflusst die FOR die Alpha- und Gamma-Motoneurone. Gemeinsam mit dem vestibulären System sind diese Verbindungen an der Aufrechterhaltung des Tonus der Anti-Gravitationsmuskeln beteiligt.
3. Kontrolle somatischer und viszeraler Wahrnehmung: Besondere Bedeutung besitzt die FOR bei der Wahrnehmung von Schmerzreizen (siehe schmerzleitendes System).

Sensorische Integration

Ayres bezeichnet diese Zusammenwirkung der Sinne als Sensorische Integration. Sie versteht darunter die sinnvolle Ordnung und Aufgliederung von Sinneserregungen, um diese nutzen zu können. Diese Nutzung kann in einer Wahrnehmung oder Erfassung des Körpers oder der Umwelt bestehen, aber auch in einer Anpassungsreaktion oder einem Lernprozess oder auch in der Entwicklung bestimmter neutraler Tätigkeiten. Das ist unsere Wahrnehmung. Die Wahrnehmung umfasst dabei Prozesse wie Reizaufnahme, Weiterleitung, Speicherung, Vergleich und Koordination. Unter sensorischer Integration versteht man das Zusammenführen, Ordnen und Strukturieren der primären sensorischen Informationen. Des Weiteren fördert sie die Aufnahme von Sinnesinformationen, ihre Weiterleitung im Nervensystem und ihre Deutung im Gehirn zum Handlungsgebrauch.

Taktiles System

Das taktile System besteht aus zwei funktionell zu unterscheidenden Systemen, dem Abwehrsystem und dem Kontrollsystem. Das Abwehrsystem reagiert auf Schmerz-, Temperatur- und feine, bewegende Berührungsreize. Es schützt den Körper vor Gefahren, indem es ein Zurückziehen der Gliedmaßen oder eine Flucht verursacht. Das Kontrollsystem reagiert auf Druck, Vibration und grobe Berührung.

Propriozeptives System

Die Sinnesorgane des propriozeptiven Systems befinden sich in der Muskulatur, in Sehnen, Bändern. Gelenkskapseln und Knochen. Sie geben Informationen über die Stellung des Körpers im Raum, wie sich die Körperteile bewegen und zueinander stehen. Die Tiefenwahrnehmung reguliert auch die Muskelspannung.Diese Informationen aus dem propriozeptiven System geben uns eine Rückmeldung über unsere Körperaktivitäten. Dadurch entsteht ein inneres Körperbild, das man sich als innere Landkarte des Körpers vorstellen kann. Dies wird als Körperschema bezeichnet.Wie schon erwähnt, wird auch die Muskelspannung von dem propriozeptiven System reguliert. Dieser sogenannte Muskeltonus ist für fein dosierte und harmonische Bewegungsabläufe verantwortlich. Er verhilft uns zur Körperstabilität und damit verbunden auch zu einem guten Gleichgewicht.

Gleichgewichtssystem

Das Gleichgewichtssystem informiert uns über unsere Beziehung zur Erdschwere. Wir müssen uns das ganze Leben mit der Schwerkraft auseinandersetzen. Die Schwerkraft stellt einen Reiz dar, der die Aufrichtung des Körpers anregt. Die Verarbeitung der vestibulären Eindrücke erfolgt im Gehirn über die vestibulären Kerne, die einen Teil des Hirnstammes bilden. Diese Kerne stellen auch eine Schaltstelle dar, in der die Eindrücke aus dem vestibulären System mit denjenigen des taktilen, propriozeptiven visuellen und auditiven Systems zusammengeschaltet werden.

Neuropsychologie psychiatrischer Erkrankungen

Psychiatrische Erkrankungen sind häufig mit Veränderungen in der Gehirnfunktion und -struktur verbunden.

Motivationsstörungen

1973 postulierte Alexander Romanowitsch Lurija seine Vermutung, dass er das Handlungsregulationssystem im präfrontalen Kortex und somit dort die Steuerung und Regulation von Handlungen verortet sieht. Gestützt werden kann diese Vermutung auf zahlreiche Berichte von Motivationsstörungen bei Patient*innen mit präfrontalen Läsionen. Eine weitere relevante Rolle bei Motivationsstörungen wird dem Belohnungssystem zugerechnet. Hierbei steht vor allem das Dopamin im Mittelpunkt, da Dopamin ein zentraler Neurotransmitter bei der Verarbeitung von Belohnungsreizen zu sein scheint. Dopaminerge Neuronen im Mittelhirn reagieren auf die Verfügbarkeit und Darbietung einer Belohnung. Dopaminerge Neuronen im medialen Temporallappen und im Striatum sorgen für das Erkennen einer Belohnung. Ein ähnliches Modell geht davon aus, dass in der Amygdala und Hippocampus im medialen Temporallappen, aber auch anderen Strukturen des limbischen Systems, Informationen verarbeitet werden und die eigentliche motivationale Verarbeitung der Information erfolgt.

Schlafstörungen

Wichtig ist es initial zu betonen, dass es sich beim Schlaf um keinen einheitlichen physiologischen Zustand handelt, sondern um einen Zyklus aus einzelnen Schlafstadien. Eine wichtige Funktion des Schlafens ist ein Teilprozess der Gedächtnisbildung, welche aus Aufnahme, Verfestigung (Konsolidierung) sowie Abruf von Informationen besteht. Die Aufnahme und der Abruf funktionieren nur bei Wachheit und die Konsolidierung ist vor allem im Schlaf höchst effektiv. Die Verfestigung von Informationen im Gedächtnis erfolgt vor allem in der Amygdala und weiteren Strukturen des limbischen Systems, wie man in bildgebenden Untersuchungen des REM-Schlafes feststellen konnte. Patientinnen mit Läsionen der Amygdala hatten vor allem Probleme beim Behalten emotionaler Gedächtnisinhalte. Die Schlafdeprivation sorgt einerseits für die stärkere, zentralnervöse Tendenz den »Schlafmodus« zu etablieren und andererseits aufgrund des Stresses für eine erhöhte Freisetzung von Stresshormonen. Mit am stärksten betroffen vom Schlafentzug ist der präfrontale Kortex, der sehr sensibel reagiert und was sich vor allem auf einige der o.g. Weiter konnte man bei schlafgestörten Menschen erhöhte Herzfrequenzen und eine Aktivierung des Stresshormon Cortisols feststellen. Im EEG sah man bei diesen Patientinnen, dass die oberflächlich gesehen schlafen, aber viele Zeichen vegetativer und zentralnervöser Aktivität zeigten. Kurz gesagt, sie schliefen weniger ruhig. In späteren bildgebenden Verfahren ließ sich auch beobachten, dass Menschen mit Insomnnie viele Hirnareale im Schlaf nicht ausreichend deaktiviert haben, sondern ein sog. Hyperarousal vorliegt. An diesem Hyperarousal-Zustand sind v.a. In weiteren Arbeiten konnte man das Schlafsystem im Hypothalamus verorten, welcher mit hemmenden Botenstoffen, Gamma-​Aminobuttersäure (GABA), arbeitet. Genau diesen Mechanismus machen sich auch viele Medikamente, wie z.B. Benzodiazepine wie Midazolam, zu nutzen. Bei Insomnie-Betroffene waren die GABA-Konzentrationen geringer, die Übererregung im Gehirn erklären könnte. Ein weiterer wichtiger Taktgeber für unsere „innere Uhr“ im Gehirn ist der Nucleus suprachiasmaticus, der ebenfalls im Hypothalamus verortet ist. Dieser ist an der Regulation des zirkadianen Rhythmus beteiligt sind, d.h.

Angststörungen

Bei Emotionen wie Wut, Freude oder Angst ist v.a. die Amygdala aktiv. Bei Patient*innen mit Angststörungen ist diese sehr wahrscheinlich überempfindlich, d.h. während einer Panikattacke gibt es im wahrsten Sinne des Wortes ein negatives Feuerwerk in der Amygdala. Zusätzlich ist der präfrontale Kortex von Relevanz. Hier finden Teilprozesse des Entscheidens und Problemlösens statt. Bei Menschen ohne Angststörung sorgt der präfrontale Kortex eigentlich dafür, dass die Amygdala nicht auf solch krassen Hochtouren läuft. Angstreaktionen sind neurobiologisch betrachtet eine Kaskade von Verschaltungen vieler Nervenzellen des autonomen Nervensystems. Kommt es zu einem angstauslösenden Ereignis, so schaltet der Körper innerhalb von Sekunden in höchste Alarmbereitschaft und stößt aktivitätssteigernde Hormone wie z.B. Adrenalin, Noradrenalin und Cortisol aus. Diese Botenstoffe gelangen, je nachdem, wie der angstauslösende Reiz aufgenommen wird, also beim Sehen über den Sehnerv oder bei Hören über den Hörnerv, ins Zwischenhirn und von dort in das limbische System. Das „Angstsignal“ gelangt dann von der Amygdala als Teil des limbischen Systems zum Thalamus. In der „Umschaltzentrale“ Thalamus wird, sofern der Angstauslöser im emotionalen Gedächtnis mit einem Angstgefühl verknüpft ist, dann automatisch die Angstreaktion ausgelöst. Es kommt zur erhöhten Adrenalinausschüttung und damit zur Tachykardie & -pnoe. Dieser Schritt erfolgt primär unter Umgehung der Großhirnrinde. Im Unterschied dazu bzw. auch im Verlauf der primär automatisch einsetzenden Angstreaktion entscheidet die Großhirnrinde, genauer gesagt der präfrontale Kortex, aufgrund von Erfahrungen über die aufgenommenen Angstreize und wenn der Auslöser von der Großhirnrinde als harmlos eingeschätzt wird, kommt es zur Ausschüttung von hemmenden Botenstoffen, sodass sich Herzschlag und Atmung wieder verlangsamen. Weitere Untersuchungsdaten deuten des Weiteren darauf hin, dass auch der Locus coeruleus und die Raphe-Kerne im Hirnstamm an der Entstehung von Angstreaktionen beteiligt sein könnten, v.a.

Affektive Störungen

Auf neurobiologischer Ebene gibt es viele Befunde, die für Probleme der serotonergen, noradrenergen bzw. dopaminergen Neurotransmission sprechen. Bei der Übertragung von Reizen zwischen den Nervenzellen wirken diese Neurotransmitter in Abhängigkeit ihrer Konzentration im synaptischen Spalt verstärkend oder modulierend. Auf der Suche nach Ursachen für eine Depression wird davon ausgegangen, dass ein zu niedriger Monoamin-Spiegel (Serotonin, Dopamin und Noradrenalin) einen großen Teil zur Entstehung und Ausprägung beiträgt, da durch den Mangel dieser Neurotransmitter viele neuronale Schaltkreise gestört sind und somit auch die neuronale Reizübertragung beeinträchtigt ist. Zusätzlich gibt es auch Anhaltspunkte, die auf eine Störung der Regulation der HPA-Achse bzw. Schilddrüsen-Achse mit Hyperkortisolismus hindeuten. CRF-produzierende Neuronen aktivieren die Hypophyse und dadurch kommt es über weitere Einzelschritt zu einer höheren Ausschüttung von Cortisol in der Nebennierenrinde. Dadurch ist der gesamte Körper in erhöhter Alarmbereitschaft, was Symptome wie Unruhe, Schlafstörungen und ein permanentes, meist unterbewusstes Stresserleben bedingt. Diese hormonellen Veränderungen erklären auch sehr gut, wieso Frauen öfters betroffen sind, denn die regelmäßigen Hormonumschwünge, wie bei der Menarche, Menstruation, Schwangerschaft, Geburt oder Menopause, einen zusätzlichen Stressor des Hormonsystems darstellen. Bei den bildgebenden Verfahren sieht das Bild der affektiven Störungen, v.a. aber der Depression, streckenweise eher uneinheitlich aus. Ursächlich sind hierbei v.a. methodische, aber auch klinische Gründe, da die affektiven Störungen eher ein Symptomkomplex sind. Relevante Auffälligkeiten im Gehirn bei unipolaren affektiven Störungen gibt es z.B. in Form von subkortikalen und periventrikulären Signalanhebungen, aber auch Volumenreduktionen im posterioren anterioren Zingulum und im Frontalhirn sind zu beobachten. Von dieser Volumenreduktion sind v.a. das dorsolateral-präfrontale Marklager, der mediale orbitofrontale Kortex sowie der dorsolaterale präfrontale Kortex betroffen. Darüber hinaus ließen sich auch Auffälligkeiten in der Amygdala (Ort der Entstehung von Emotionen und des Emotionsgedächtnis), den Basalganglien sowie dem Zerebellum identifizieren. Es gibt aber auch Ergebnisse, die eine stärkere Aktivierung des dorsolateralen präfrontalen Kortex, des anterioren Gyrus cinguli sowie des medialen Orbitofrontalkortex zeigten. Bei bipolaren Störungen kommt es zu Läsionen des dorsolateral-präfrontalen Marklagers, aber auch zur Vergrößerung des dritten Ventrikels und Volumenminderungen des Kleinhirnwurmes. Weitere Verlust an Volumen gibt es bei der grauen Substanz, bei gleichzeitig ausbleibender Zunahme bei den Verbindungen der weißen Substanz. Es gibt aber auch gegenteilige Studien, wie z.B. von Krabbendam et al. aus dem Jahr 2000, die keinen Zusammenhang zwischen strukturellen, cerebralen Veränderungen und einer verminderte neuropsychologische Leistung bei bipolaren Patient*innen zu finden sind. Bei affektiven Störungen in ihrer Gesamtheit konnte ein erhöhter Glukosemetabolismus in der Amygdala und dem ventromedialen orbitofrontalen Kortex sowie der Insula nachgewiesen werden, bei gleichzeitiger Minderung der Funktionen des dorsolateral-präfrontalen, lateral-orbitofrontalen und parietalen Kortex. Dies könnte auf eine inverse Ralation von präfrontaler Aktivität und Depressionsschwere hindeuten.

Zwangsstörungen

Befunde von Positronen-Emmission-Tomografien bei Patient*innen mit Zwangsstörungen zeigen dazu passende veränderte Aktivierungsmuster bzw. einen Hypermetabolismus im orbitofrontalen Kortex, dem anterioren Gyrus cinguli, medialen präfrontalen Arealen, dem vorderen Teil des Striatums sowie im Nukleus accumbens. Schaut man sich die Hirnanatomie an, so erhält eher uneinheitliche Ergebnisse. Spannend hierbei sind hier zum Beispiel Untersuchungen des Physiologischen Instituts der Universität Würzburg, welche bei Mäusen das Proteins SPRED2 entfernten und es dadurch zu einem übersteigertem Sauberkeitsverhalten kam. Diese Ergebnisse sind von Relevanz, da dieses Protein vor allem in den Basalganglien und im Bereich der Amygdala zu finden sind. Dieses Ergebnis lassen aber keinen Schluss auf eine rein singuläre Ursache für Zwangsstörungen. Weitere Forschende fanden heraus, dass es eine schlechtere Konnektivität innerhalb einiger Schlüsselnetzwerke im Gehirn geben könnte, die für die fehlende Flexibiltät und auch die schlechten zielgerichteten Fähigkeiten von zwangsgestörten Menschen verantwortlich sein könnten.

Posttraumatische Belastungsstörung (PTBS)

Vor allem die Symptome beim Hyperarousal sind wahrscheinlich auf eine Dysfunktion des Frontallappens und der Hippocampus-Amygdala-Formation, v.a. durch eine verstärkte Amygdalaaktivierung, zurückzuführen. Tierversuche konnten zum Beispiel belegen, dass das Aussetzen der Tiere ggü. Stressoren funktionelle und morphologische Veränderungen im Hippokampus bewirkte. Ursächlich ist hierbei die stressinduzierte Konzentrationserhöhung von Glukokortikoiden und Erhöhung von Aminosäuren wie Glutamat. Beide Stoffe haben eine zytotoxische Wirkung auf den Hippokampus. Da der Hyppocampus von entscheidender Rolle bei der Gedächtnisbildung ist, sind zytotoxische Ein…

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