Die Gehirnhemisphären, die linke und die rechte Seite des Gehirns, sind nicht einfach nur "Sicherheitsbackups" füreinander. Sie haben unterschiedliche Funktionen bzw. Funktionsschwerpunkte. Bei den meisten Menschen ist die linke Hemisphäre dominanter und spielt eine entscheidende Rolle bei verschiedenen kognitiven Prozessen. Dieser Artikel beleuchtet die Funktionen der linken frontalen Gehirnhälfte, ihre Bedeutung für das menschliche Verhalten und die Auswirkungen von Schädigungen oder Störungen in diesem Bereich.
Anatomie und Aufbau des Großhirns
Das Großhirn (Cerebrum, Endhirn oder Telencephalon) ist der größte Teil des Gehirns und besteht aus zwei Hälften, den Hemisphären, die durch die Fissura longitudinalis geteilt sind. Verbunden sind diese beiden Gehirnhälften durch den Balken (Corpus callosum). Das Großhirn lässt sich in vier Lappen unterteilen:
- Stirnlappen oder Frontallappen (Lobus frontalis): Befindet sich im vorderen Bereich des Gehirns.
- Scheitellappen oder Parietallappen (Lobus parietalis): Liegt hinter dem Frontallappen.
- Schläfenlappen oder Temporallappen (Lobus temporalis): Befindet sich seitlich unterhalb des Frontal- und Parietallappens.
- Hinterhauptslappen oder Okzipitallappen (Lobus occipitalis): Liegt im hinteren Bereich des Gehirns.
Die Oberfläche des Großhirns ist zerfurcht und weist zahlreiche Hirnwindungen (Gyri) auf, die durch Furchen (Sulci) voneinander abgegrenzt sind. Das Großhirn gliedert sich in einen äußeren Teil (Rinde oder Cortex cerebri, graue Substanz) und einen inneren Teil (Mark, weiße Substanz). Die Großhirnrinde besteht aus Nervenzellen und Gliazellen, während das Mark aus Nervenzellfortsätzen besteht.
Der Frontallappen: "Regisseur im Gehirn"
Der Frontallappen, auch Stirnlappen genannt (Lobus frontalis), ist der am weitesten vorne liegende Teil des Großhirns. Er nimmt etwa ein Drittel des Gehirns ein und gilt als der am höchsten entwickelte Teil des menschlichen Gehirns. Viele Fachleute sehen hier die höheren geistigen Funktionen des Menschen verortet und bezeichnen ihn als "Regisseur im Gehirn" oder "Wiege der Kultur".
Gliederung des Frontallappens
Der Frontallappen lässt sich anhand seiner Windungen (Gyri) und Funktionen in verschiedene Bereiche unterteilen:
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- Gyrus praecentralis (primärer motorischer Cortex): Liegt direkt vor der Zentralfurche und ist maßgeblich an der willentlichen Bewegung beteiligt.
- Prämotorischer Cortex und supplementär-motorisches Areal: Befinden sich vor dem Gyrus praecentralis und sind an der Planung und Ausführung komplexer Bewegungsabläufe beteiligt.
- Frontales Augenfeld (Blickzentrum): Steuert die willkürlichen Augenbewegungen.
- Broca-Areal: Befindet sich in der Regel nur auf einer Seite (meist links bei Rechtshändern) im Gyrus frontalis inferior und ist für die Sprachmotorik zuständig.
- Präfrontaler Cortex (PFC): Umfasst den vordersten Bereich des Frontallappens und ist mit höheren kognitiven Leistungen wie Aufmerksamkeit, Nachdenken, Entscheidung, Planung und Persönlichkeit verbunden.
Funktionen des Frontallappens
Der Frontallappen spielt eine zentrale Rolle bei einer Vielzahl von Funktionen, darunter:
- Motorik: Steuerung willkürlicher Bewegungen, Planung und Ausführung komplexer Bewegungsabläufe.
- Sprache: Sprachproduktion (Broca-Areal).
- Kognitive Funktionen: Aufmerksamkeit, Nachdenken, Entscheidung, Planung, Arbeitsgedächtnis, Problemlösung, abstraktes Denken.
- Persönlichkeit und soziales Verhalten: Emotionale Kontrolle, Impulskontrolle, moralisches Urteilsvermögen, soziale Interaktion.
Der präfrontale Cortex (PFC) ist besonders wichtig für die so genannten exekutiven Funktionen, die eine zielgerichtete Aufmerksamkeit, die Organisation komplexer Handlungen, die Planung und die fortlaufende Überwachung umfassen. Der orbitofrontale Cortex (OFC) spielt zudem eine Rolle bei der emotionalen und motivationalen Bewertung von Entscheidungen.
Blutversorgung des Frontallappens
Der Frontallappen wird von zwei der drei großen Arterien im Gehirn versorgt:
- Arteria cerebri anterior: Versorgt die zur Mitte hin gelegenen Anteile des Lobus frontalis.
- Arteria cerebri media: Versorgt die äußeren Gebiete des Lobus frontalis.
Der Abtransport von venösem Blut erfolgt hauptsächlich über oberflächliche Gehirnvenen in den Sinus durae matris.
Die linke frontale Gehirnhälfte: Besondere Funktionen und Bedeutung
Während beide Gehirnhälften zusammenarbeiten und miteinander kommunizieren, gibt es dennoch einige Funktionen, die stärker in der linken Hemisphäre lokalisiert sind. Bei den meisten Menschen ist die linke Hemisphäre dominanter für:
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- Sprache: Insbesondere die Sprachproduktion (Broca-Areal) und das Sprachverständnis (Wernicke-Areal, das sich im Temporallappen befindet, aber eng mit dem Frontallappen zusammenarbeitet).
- Logisches Denken: Analytisches Denken, Schlussfolgern, mathematische Fähigkeiten.
- Sequenzielle Verarbeitung: Verarbeitung von Informationen in einer bestimmten Reihenfolge.
- Detailorientierung: Fokussierung auf einzelne Details und Fakten.
Die Rolle des linken Gyrus frontalis inferior bei Panikattacken
Studien haben gezeigt, dass der linke Gyrus frontalis inferior (ein Teil des Frontallappens) bei der Furchtkonditionierung eine besondere Rolle spielt. Bei Panikpatienten ist diese Region im Vergleich zu Gesunden hyperaktiv. Eine kognitive Verhaltenstherapie kann diese Überaktivität reduzieren und die Aktivität auf ein normales Niveau bringen. Dies deutet darauf hin, dass die Therapie nicht primär auf emotionale Prozesse, sondern eher auf Lernprozesse wirkt.
Stottern und die linke frontale Gehirnhälfte
Wissenschaftler haben herausgefunden, dass ein überaktives Netzwerk im vorderen Bereich des Gehirns eine wesentliche Rolle beim Stottern spielen könnte. Die rechte untere Windung des Stirnhirns ist bei allen Menschen immer dann besonders aktiv, wenn wir Bewegungen wie Hand- oder Sprechbewegungen stoppen. Ist diese Region jedoch überaktiv, kommt es zu einer übermäßigen Hemmung der für das Sprechen relevanten Bereiche im linken Frontallappen, insbesondere des linken Gyrus frontalis inferior (IFG), der für die Planung des Sprechens zuständig ist, sowie des linken Motorcortex, der dann die eigentlichen Sprechbewegungen steuert.
Auswirkungen von Schädigungen der linken frontalen Gehirnhälfte
Schäden des Frontallappens, insbesondere der linken Hemisphäre, können zu einer Vielzahl von Symptomen führen, die als Frontallappensyndrom bezeichnet werden. Die spezifischen Symptome hängen von der Lokalisation und dem Ausmaß der Schädigung ab. Mögliche Symptome sind:
- Motorische Störungen: Lähmungen (Hemiplegie), spastische Lähmungen, Verlust der Fähigkeit, erlernte Bewegungen auszuführen (Apraxie).
- Sprachstörungen: Sprachproduktionsstörungen (Broca-Aphasie), Schwierigkeiten, Wörter und Sätze zu bilden.
- Kognitive Beeinträchtigungen: Aufmerksamkeitsstörungen, Gedächtnisprobleme, Schwierigkeiten bei der Planung und Problemlösung, verminderte Exekutivfunktionen.
- Verhaltensänderungen: Impulsivität, emotionale Instabilität, sozial unangemessenes Verhalten, Apathie, Antriebslosigkeit, Persönlichkeitsveränderungen.
Frontallappensyndrom
Das Frontallappensyndrom ist ein übergeordneter Begriff für eine Symptomatik, die mit einer Schädigung des Lobus frontalis einhergeht. Je nach betroffenem Areal können unterschiedliche Symptome auftreten. Schädigungen der orbitofrontalen Region können beispielsweise zu pseudo-depressiven Störungen (Antriebslosigkeit, Apathie, reduziertes sexuelles Verhalten) oder pseudo-psychopathischen Störungen (motorische Unruhe, Distanzlosigkeit, Hemmungslosigkeit) führen.
Split-Brain-Syndrom
Das Split-Brain-Syndrom ist eine Folge der Callostomie, einer selten angewandten operativen Methode zur Behandlung schwerer therapieresistenter Epilepsien, bei der das Corpus callosum durchtrennt wird. Trotz der Unterbrechung der Kommunikation beider Hemisphären zeigen die Patienten in natürlicher Umgebung meist keine Auffälligkeiten. Experimentell lässt sich die fehlende Verbindung nachweisen, da Betroffene Objekte in der rechten Netzhauthälfte (=linkes Gesichtsfeld) aufgrund der Lokalisation des Sprachzentrums in der linken Hemisphäre nicht benennen können.
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Plastizität des Gehirns und Kompensation von Schäden
Das Gehirn besitzt eine bemerkenswerte Fähigkeit zur Plastizität, d.h. es kann sich an Veränderungen anpassen und Funktionen neu organisieren. Nach einer Schädigung des Frontallappens können benachbarte Großhirn-Felder und/oder jene der Gegenseite die Funktion übernehmen und so zu einer gewissen Kompensation der Ausfälle führen. Eine frühzeitige und gezielte Rehabilitation kann diesen Prozess unterstützen und dieFunktionsfähigkeit des Patienten verbessern.
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