Das Zwischenhirn (Diencephalon): Funktion, Anatomie und Klinische Bedeutung

Das Zwischenhirn, auch Diencephalon genannt, ist ein komplexer und essentieller Teil des Gehirns, der eine Vielzahl von lebenswichtigen Funktionen steuert. Es liegt zwischen dem Großhirn (Endhirn) und dem Mittelhirn und bildet somit eine Art „Tor zum Bewusstsein“. Seine vielfältigen Aufgaben umfassen die Verarbeitung sensorischer Informationen, die endokrine und vegetative Steuerung, die Beeinflussung des Schlaf-Wach-Rhythmus und vieles mehr.

Anatomie des Zwischenhirns

Das Zwischenhirn entsteht während der Embryonalentwicklung aus einer Ausweitung des Vorderhirnbläschens des Neuralrohres. Der Hohlraum dieses Bläschens bildet den Zwischenhirn-Teil des 3. Ventrikels, während die verdickten Seitenwände sich zum Thalamus und zum Pallidum des Linsenkerns entwickeln.

Das Zwischenhirn lässt sich in fünf Hauptbereiche unterteilen:

• Thalamus: Der Thalamus ist eine große Kernstruktur, die als „Tor zum Bewusstsein“ fungiert und eine wichtige Rolle bei der sensorischen Verarbeitung spielt.
• Hypothalamus: Unterhalb des Thalamus gelegen, ist der Hypothalamus für die Kontrolle endokriner Funktionen, die vegetative Steuerung und die Regulation grundlegender Instinkte zuständig.
• Epithalamus: Dieser Bereich liegt im hinteren Teil des Zwischenhirns und beinhaltet die Zirbeldrüse (Epiphyse) sowie die Habenulae, die eine Verbindung zum Thalamus herstellen.
• Subthalamus: Der Subthalamus besteht hauptsächlich aus dem Nucleus subthalamicus und dem Pallidum, zwei Basalganglien, die Teil des extrapyramidalmotorischen Systems sind.
• Metathalamus: Der Metathalamus umfasst die beiden Kniehöcker (Corpus geniculatum mediale et laterale), die wichtige Umschaltstationen für Hör- und Sehbahn darstellen.

Der Thalamus liegt zentral im Zwischenhirn und dient als Orientierungspunkt für die anderen Bestandteile, was an deren Namen erkennbar ist. Im unteren Bereich des Diencephalons befindet sich der Hypothalamus. Er liegt am Boden des dritten Ventrikels und enthält wichtige Strukturen. Der Epithalamus liegt seinem Namen nach oberhalb des Thalamus im Zwischenhirn und ist dabei leicht nach hinten versetzt. Die Subthalamus-Region (Thalamus ventralis) befindet sich unter dem Thalamus. Die hier angesiedelten Kerngebiete, Nucleus subthalamicus und Globus pallidus, zählen zu den Basalganglien. Schließlich stellt auch noch der Metathalamus einen wichtigen Bestandteil des Diencephalons dar.

Funktionen des Zwischenhirns im Detail

Das Zwischenhirn erfüllt in seinen verschiedenen Bereichen vielfältige Aufgaben, die für das reibungslose Funktionieren des Organismus unerlässlich sind.

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Thalamus: Das Tor zum Bewusstsein

Der Thalamus ist die zentrale Sammelstelle für fast alle Sinneseindrücke (mit Ausnahme des Geruchssinns), die auf dem Weg zur Großhirnrinde hier umgeschaltet werden. Er filtert und priorisiert diese Informationen und entscheidet, welche Sinneseindrücke ins Bewusstsein gelangen sollen. Der Thalamus wird auch als das Tor zur Großhirnrinde bezeichnet. Er filtert ankommende Informationen nach ihrer Wichtigkeit und entscheidet, ob sie den Kortex erreichen und damit bewusst werden, oder unterhalb der Bewusstseinsebene bleiben.

Hypothalamus: Steuerung von Homöostase und Instinkten

Der Hypothalamus ist ein zentrales Kontrollzentrum für endokrine Funktionen und die Produktion von Neurohormonen. Er reguliert lebenswichtige Prozesse wie Atmung, Kreislauf, Stoffwechsel, Nahrungs- und Flüssigkeitsaufnahme, Körpertemperatur, Sexualverhalten sowie den Schlaf-Wach-Rhythmus. Alle Gemütsempfindungen, die mit diesen Funktionen zusammenhängen, sind ebenfalls in diesem Bereich des Zwischenhirns verankert. Er stellt somit das oberste Regulationszentrum des vegetativen und endokrinen Systems dar.

Epithalamus: Tag-Nacht-Rhythmus und Riechbahn

Die Zirbeldrüse (Epiphyse) als Teil des Epithalamus produziert das Gewebshormon Melatonin, dessen Produktion einer Tagesrhythmik unterliegt und den Tag-Nacht-Rhythmus sowie jahreszeitliche Rhythmen steuert. Kerne in den Habenulae sind Umschaltstationen für das olfaktorische System und verbinden das Riechhirn mit dem Hirnstamm. Der Epithalamus ist eine Schaltstelle für Bahnen zwischen den Riechzentren sowie aus dem Hirnstamm und aus der Zirbeldrüse‎ (Epiphyse oder Pinealisdrüse). Des Weiteren steuert der Epithalamus den zirkadianen Rhythmus, also die “innere Uhr” des Menschen.

Subthalamus: Steuerung der Grobmotorik

Der Subthalamus ist primär für die Steuerung der Grobmotorik verantwortlich. Der Nucleus subthalamicus steht mit dem Pallidum in Verbindung und empfängt von diesem Signale, die eine bewegungshemmende Funktion haben.

Metathalamus: Umschaltstation für Hören und Sehen

Neurone, die vom Nucleus cochlearis dorsalis kommen, verlaufen über die Rautengrube zum medialen Kniehöcker, und die zentrale Hörbahn zieht von hier zur Hörrinde. Alle Seh- und Höreindrücke werden in den beiden Kniehöckern des Zwischenhirns umgeschaltet auf dem Weg zur Seh- und Hörrinde. Die Funktion dieser Schaltkerne liegt im Besonderen darin, die Durchgängigkeit für ankommende Erregungen so zu modifizieren, dass - bei konzentrierter Aufmerksamkeit - manche Sinneseindrücke stärker und andere geringer wahrgenommen werden. Reize aus der Hör- und Sehbahn hingegen werden im Metathalamus umgeschaltet.

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Lage des Zwischenhirns

Das Zwischenhirn befindet sich zwischen den beiden Stirnlappen (Frontallappen) und den beiden Schläfenlappen (Temporallappen) des Großhirns und dem vorderen Rand der Brücke (Pons). Es liegt auf der mittleren Schädelgrube. Vorne in der Mitte, zwischen den beiden Hirnschenkeln und an der Basis des Hirnstamms, befinden sich zwei Halbkugeln, (Corpus mamillare). Der Epithalamus, der hintere Bereich des Zwischenhirns, liegt direkt auf dem Thalamus.

Klinische Bedeutung: Störungen und Erkrankungen des Zwischenhirns

Funktionsstörungen des Zwischenhirns können vielfältige Symptome verursachen, je nachdem, welcher Bereich betroffen ist. Beschwerden beziehungsweise Funktionseinschränkungen des Zwischenhirns können beispielsweise durch ZNS-Tumore oder durch Nebenwirkung bei deren Behandlung hervorgerufen werden. Vor allem Störungen in der Hormonregulation sind oftmals auf Tumore im Bereich der Hypophyse zurückzuführen. Auch bei epileptischen Anfällen kann das Zwischenhirn beteiligt sein. Außerdem können sich Gliome (Tumore von Zellgewebe des Nervensystems) im Zwischenhirn manifestieren.

Einige Beispiele für Erkrankungen und Störungen, die mit dem Zwischenhirn in Verbindung stehen, sind:

• Diencephal-autonome Krise: Atypische epileptische Anfälle, die durch Erkrankungen des Hypothalamus entstehen.
• Gliome im Diencephalon: Können eine starke psychische Verlangsamung, allgemeines Desinteresse, eine Herabsetzung der Affekte und ein gesteigertes Schlafbedürfnis verursachen.
• Ballismus: Eine Schädigung des Nucleus subthalamicus im Subthalamus führt zu blitzartig auftretenden, schnellen, spontanen, schleudernden Bewegungen der Extremitäten (meist einseitig, auf der Gegenseite der Schädigung - Hemiballismus).
• Schluck- und Sprachstörungen: Wort- und Satzteilwiederholungen, verwaschene Sprache können ebenfalls auf eine Störung in diesem Bereich hindeuten.
• Parkinson-Krankheit: Die elektrische Stimulation des Nucleus subthalamicus im Subthalamus wird therapeutisch genutzt, um die Symptome der Parkinson-Krankheit zu lindern.
• Muskelstarre: Ein Ausfall des Pallidums im Thalamus im Zwischenhirn bewirkt eine Muskelstarre und damit verbunden eine Verminderung der Motorik. Krankheitsbilder, denen eine solche Störung zugrunde liegt, sind die Parkinson-Krankheit, die Littlesche Krankheit und die Wilsonsche Krankheit.
• Einklemmungssyndrome: Verschiebungen von Hirnanteilen, die (zum Beispiel infolge eines Tumors) durch aufgebrauchten Reserveraum und erhöhten Druck in der Schädelhöhle ausgelöst werden. Dabei geht es besonders um die Verschiebung von Großhirn‎anteilen in Richtung Zwischenhirn‎ und Hirnstamm‎ mit Druckschädigung dieser Strukturen (auch als diencephales Syndrom bezeichnet).

Hormonelle Störungen und Strahlentherapie

Insbesondere bei Patienten mit ZNS-Tumoren im Zwischenhirn‎bereich (zum Beispiel Gliom‎e im Bereich der Sehbahn) und Hirntumorpatienten, die eine Strahlentherapie‎ im Bereich des Kleinhirn‎s oder des Rückenmark‎s im Halswirbelsäulenbereich erhalten, kann die Hirnanhangsdrüse und auch die Schilddrüse Strahlung abbekommen und dadurch in ihren Funktionen beeinträchtigt werden. Aus diesem Grund wird vor und während der Behandlung sowie im Rahmen der Nachsorge regelmäßig anhand von Hormonuntersuchungen überprüft, ob der Regelkreis zwischen Hypothalamus‎, Hypophyse‎ und den Hormondrüsen des Körpers noch intakt ist. Die Auswertung erfolgt in den großen Behandlungszentren durch Kinder-Endokrinologen, also durch Ärzte, die auf den Hormonhaushalt im Kindes- und Jugendalter spezialisiert sind.

Diagnostik

In Gesprächen mit dem Behandlungsteam werden immer wieder Begriffe auftauchen wie "thalamisch" oder "Hypothalamus" und "Hypophyse", oder auch "Hormonstatus", insbesondere dann, wenn es sich zum Beispiel um die Behandlung eines niedrigmalignen Glioms im Bereich der Sehbahn handelt. Aber auch im Rahmen der Strahlentherapie‎ vieler Hirntumoren fallen diese Fachbegriffe, die sich allesamt auf Aufgabenbereiche des Zwischenhirn‎s beziehen.

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