Der Pons, auch bekannt als Brücke, ist ein wichtiger Teil des Gehirns, der eine entscheidende Rolle bei der Informationsverarbeitung und -weiterleitung spielt. Er verbindet das periphere Nervensystem, das Kleinhirn und das Großhirn und enthält viele wichtige Nervenbahnen, Umschaltstellen und Hirnnervenkerne. In diesem Artikel werden die Anatomie, Funktion und mögliche Probleme des Pons sowie der Medulla oblongata detailliert beschrieben.
Anatomie des Pons und der Medulla Oblongata
Medulla Oblongata
Die Medulla oblongata, auch als Myelencephalon, Nachhirn oder verlängertes Rückenmark bezeichnet, ist der unterste und hinterste Bereich des Gehirns und stellt die Fortsetzung des Rückenmarks in den Gehirnbereich hinein dar. Sie verdickt sich zwiebelförmig nach dem Übergang vom Rückenmark und endet an der Brücke. Die Medulla oblongata ist etwa drei Zentimeter lang und enthält Hirnnervenkerne, die den Ursprung der Hirnnerven VII bis XII bilden, welche aus der vorderen Fläche der Medulla oblongata austreten.
An der Vorderseite der Medulla oblongata befindet sich die Pyramide, die sich nach unten hin verjüngt und teilweise in den Seitenstrang des Rückenmarks zieht, teilweise über die Mittellinie kreuzt und teilweise in den Vorderstrang des Rückenmarks zieht. Neben der Pyramide liegt die Olive, die den Olivenkern enthält. An der hinteren Seite des Myelencephalons setzt sich der Hinterstrang fort, der sich im Halsmark zweigeteilt hat. Beide Stränge werden breiter und bilden in der Medulla oblongata zwei Verdickungen, in denen die Hinterstrangkerne liegen. Diese sind die Umschaltstationen auf ein Neuron der Hinterstrangbahnen. Die Fortsetzung des Hinterstrangs in der Medulla oblongata nach oben in das Gehirn ist der untere Kleinhirnstiel und darüber das Kleinhirn.
Pons (Brücke)
Der Pons ist der mittlere Teil des Hirnstamms und liegt zwischen der Medulla oblongata und dem Mittelhirn. Er ist etwa zweieinhalb Zentimeter lang und bildet eine Brücke zwischen dem peripheren Nervensystem, dem Großhirn und dem Kleinhirn. Der Pons ist am intakten Gehirn nur von unten sichtbar, da er seitlich von den Temporallappen und dorsal vom Kleinhirn bedeckt wird.
Der Pons besteht aus der Pars basilaris pontis (Basis) und dem Tegmentum pontis (Haube). Die Basis wird durch horizontal und vertikal verlaufende Faserstränge gebildet, die die weiße Substanz darstellen. Zwischen den Axonen liegt die graue Substanz, die aus den Brückenkernen (Nuclei pontis) besteht. Dorsal liegt das Tegmentum pontis. Die Gefäßversorgung des Pons erfolgt durch die Aa. pontis, die der A. basilaris entspringen.
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Funktionen des Pons und der Medulla Oblongata
Medulla Oblongata
Die Medulla oblongata ist ein lebenswichtiges Regulations- und Reflexzentrum. In ihr liegen wichtige Regulationszentren für die Atmung und den Blutkreislauf sowie Reflexzentren für den Schluck- und Saugreflex, den Husten-, Nies- und Würgereflex sowie das Brechzentrum.
- Atmung: Atemwegbewegungen werden von Neuronengruppen in der Medulla oblongata gesteuert. Die rhythmische Atemaktivität geschieht durch eine komplexe Verschaltung der Atemneuronen, die sich gegenseitig fördern und hemmen. Durch das Atemzentrum wird ein basaler Atemrhythmus gewährleistet, der von höheren Hirnzentren und der Körperperipherie an die jeweiligen Bedürfnisse angepasst werden kann.
- Sympathikus und Parasympathikus: Der Sympathikus wird von einem Kerngebiet der Medulla oblongata gesteuert, das eine enge Beziehung zu den Atemzentren hat. Auch der Parasympathikus wird über Nervenkerne des Myelencephalons gesteuert. Periphere Nerven haben eine Grundaktivität, den Sympathikotonus. Dieser wird über Bahnen, die aus der Medulla oblongata kommen und über die Hinterseitenstränge in das Rückenmark ziehen, bestimmt. Die Verdauung im Dünndarm wird unter anderem durch den Muskeltonus der Darmwand und Nervenfasern in der Darmwand geregelt. Fasern des Parasympathikus ziehen zu erregenden und hemmenden Ganglien. Welche Funktion - die erregende oder die hemmende - überwiegt, wird in Nervenkernen der Medulla oblongata (und im unteren Rückenmark) bestimmt.
- Kreislauf: Die Kreislaufregulation bei körperlicher Arbeit erfolgt durch Zentren in der Medulla oblongata. Hemmende und fördernde Impulse werden über das Nachhirn an die Großhirnrinde weitergegeben.
- Kauen und Schlucken: In der Medulla oblongata liegen die Zentren, die das Kauen und Schlucken und damit die Nahrungsaufnahme steuern. Diesen sind zwei Zentren übergeordnet, das Esszentrum und das Sattheitszentrum in Kernen des Hypothalamus. Das Kauen und der Anfang des Schluckvorgangs werden über Hirnnerven gesteuert, die aus der Medulla oblongata austreten (Nervus trigeminus, Nervus hypoglossus und Nervus vagus).
- Säure-Basen-Haushalt: In der Medulla oblongata befinden sich chemosensible Rezeptoren, die den Säure-Basen-Haushalt des Körpers regulieren.
- Sonstiges: Absteigende Bahnen, die das Großhirn mit dem Rückenmark verbinden, laufen durch das Myelencephalon und aufsteigende Bahnen werden hier umgeschaltet. In den Hinterstrangkernen Nucleus gracilis und Nucleus cuneatus enden die Nervenfasern für die epikritische Sensibilität - feine Temperatur- und Berührungsempfindungen, Bewegungs- und Stellungssinn, Kraftsinn und Formenerkennung. Die Olivenkerne der Medulla oblongata koordinieren die Feinmotorik.
Pons (Brücke)
Der Pons bildet die Schnittstelle zwischen dem übrigen Gehirn und dem Rückenmark. Er leitet aufsteigende und absteigende Informationen überkreuz weiter, wodurch die rechte Gehirnhälfte für die linke Körperhälfte zuständig ist und umgekehrt. Der Pons ist für essenzielle Lebensfunktionen wie die Steuerung der Herzfrequenz, des Blutdrucks und der Atmung zuständig. Zudem ist er für wichtige Reflexe wie den Lidschluss-, Schluck- und Husten-Reflex verantwortlich. Auch der Schlaf und die verschiedenen Schlaf- und Traumphasen werden hier kontrolliert.
Innerhalb der Brücke verläuft die Pyramidenbahn - die Verbindung zwischen dem motorischen Kortex und dem Rückenmark, die für willkürlich-motorische Signale (also willkürliche Bewegungen) wichtig ist. Über den Pons werden diese Signale, die von der Großhirnrinde kommen, ins Kleinhirn weitergeleitet.
Der Pons ist von der Formatio reticularis durchzogen - einer netzartigen Struktur aus Nervenzellen und ihren Fortsätzen. Sie ist an verschiedenen vegetativen Funktionen des Organismus beteiligt, etwa an der Steuerung der Aufmerksamkeit und des Wachheitszustandes. Auch Kreislauf, Atmung und Erbrechen werden hier kontrolliert.
Ein Großteil aller Informationen, die von peripheren Nerven an das Gehirn weitergeleitet werden, passieren den Pons. Die Fibrae pontis transversae entstammen Fasern, die ursprünglich aus dem Cortex stammen. Sie werden in ihrem Verlauf an den Nuclei pontis umgeschaltet und kreuzen als Fibrae zur Gegenseite. Letztendlich gelangen sie durch die Pedunculi cerebellaris ins Kleinhirn. Die Hirnnervenkerne im Pons sind für die Steuerung von Muskeln und Drüsen wichtig und verarbeiten Informationen über Berührungen oder Nozizeption („Schmerz“).
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Lage des Pons und der Medulla Oblongata
Die Medulla oblongata geht vom Abgang des ersten Spinalnerven - vom großen Hinterhauptsloch - ohne scharfen Übergang aus dem Rückenmark hervor. Das Nachhirn reicht bis hinauf zur Brücke im Hinterhirn. 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.
Der Pons liegt in der Mitte des Hirnstamms und ist nach unten durch das verlängerte Mark, nach oben durch das Mittelhirn und nach hinten durch das Kleinhirn begrenzt. Er befindet sich nahe dem Clivus des Os occipitale. Lateral grenzt er an den Temporallappen. Der 4. Ventrikel befindet sich posterior zum Hirnstamm zwischen ihm und dem Cerebellum.
Mögliche Probleme und Erkrankungen des Pons und der Medulla Oblongata
Medulla Oblongata
Ein Medulloblastom ist ein bösartiger Tumor des Kleinhirns, der rasch wächst und die Medulla oblongata verdrängt. Er entwickelt sich bevorzugt im Kindes- und Jugendalter. Leitsymptome sind Erbrechen und eine Störung der Bewegungskoordination (Ataxie) mit Fallneigung nach hinten.
Ein Infarkt der Medulla oblongata kann etwa durch einen Verschluss eines wichtigen Blutgefäßes (Arteria cerebelli inferior posterior) am Übergang der Brücke in die Medulla oblongata entstehen. Mögliche Symptome sind Kopfschmerz, schneller Herzschlag, Atemnot, Drehschwindel und Fallneigung, Augenzittern, Gangstörung, Schluck- und Sprachstörung sowie Empfindungsstörungen durch Trigeminuslähmung.
Eine Durchblutungsstörung in der Medulla oblongata führt zu einer Aktivierung des Sympathikus. Das Gleiche geschieht, wenn plötzlich auftretende Blutungen im Gehirn Raum fordern und das Hirngewebe verdrängen: Die Sympathikusaktivität nimmt zu, und der Blutdruck steigt (Cushing-Reflex). Ein vollständiger Ausfall der Medulla oblongata durch Verletzungen führt in der Regel zum Tod.
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Pons (Brücke)
Schädigungen des Hirnstamms, einschließlich des Pons, führen zu sogenannten Hirnstamm-Syndromen. Diese sind in den meisten Fällen durch den Ausfall von Hirnnerven gekennzeichnet. 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.
Wenn Nervenbahnen, die innerhalb des Hirnstamms zu weiter abwärts gelegenen Hirnnervenkernen führen, beidseitig geschädigt sind, entsteht eine Pseudobulbärparalyse. Die wichtigsten Symptome sind Sprech- und Schluckstörungen, beeinträchtigte Zungenbeweglichkeit und Heiserkeit.
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.
Die Zentrale pontine Myelinolyse (ZPM) ist eine neurologische Erkrankung des Pons, bei der ohne ersichtlichen Grund die Myelinisolierung der Nervenbahnen degeneriert. Die Symptome können unterschiedlich sein und von Problemen bei der Sprachbildung, Augenbewegung oder Schluckvorgängen bis hin zu Bewusstseinsstörungen, komatösen Zuständen und dem Locked-In Syndrom führen. Ursachen können unterschiedlich sein. So kann das Syndrom etwa durch Alkoholmissbrauch, Mangelernährung, Verbrennungen oder Hormonstörungen ausgelöst werden. Auch der zu schnelle Ausgleich einer Hyponatriämie kann zur ZPM führen.
Das Millard-Gubler-Syndrom oder Brückensyndrom wird durch eine Durchblutungsstörung ausgelöst und kann die laterale oder paramediane Basis oder die Haube des Pons betreffen. Laterale Brückensyndrome führen zu Bewegungs- und Empfindungseinschränkungen, Paramediane zu spastischen Halbseitenlähmungen.
Hirnnerven
Die Hirnnerven sind eine Gruppe von zwölf paarigen Nerven, die direkt am Gehirn entspringen, meist am Hirnstamm. Sie werden mit römischen Ziffern (I - XII) nummeriert. Die Ursprungsorte (Hirnnervenkerne) der Hirnnerven I und II liegen im Großhirn beziehungsweise im Zwischenhirn. Die Ursprungsorte der übrigen Hirnnervenpaare befinden sich meist in Mittelhirn, Brücke oder verlängertem Mark, also im Hirnstamm.
Überblick über die Hirnnerven und ihre Funktionen:
- I. Nervus olfactorius (Riechnerv): Geruchswahrnehmung
- II. Nervus opticus (Sehnerv): Sehen
- III. Nervus oculomotorius (Augenmuskelnerv): Bewegung der Augenmuskeln, Lichtreaktion der Pupillen
- IV. Nervus trochlearis: Bewegung des Augapfels
- V. Nervus trigeminus: Gefühlsempfindung im Gesichtsbereich, Kaumuskulatur, Kornealreflex
- VI. Nervus abducens (Augenmuskelnerv): Bewegung der Augenmuskeln
- VII. Nervus facialis (Gesichtsnerv): Mimische Muskulatur, Geschmacksempfindung, Speichelfluss, Augentränen
- VIII. Nervus vestibulocochlearis: Hören, Gleichgewicht
- IX. Nervus glossopharyngeus (Zungen-Rachennerv): Geschmacksempfindung, Schlucken
- X. Nervus vagus (Vagusnerv): Innervation von Organen im Kopf-, Hals- und Brustbereich
- XI. Nervus accessorius: Schlund- und Halsmuskeln
- XII. Nervus hypoglossus (Zungennerv): Zungenbewegung
Stammhirn
Als Teil des Stammhirns haben der Pons und die Medulla oblongata wichtige Aufgaben bei der Koordination lebensnotwendiger Funktionen. Das Stammhirn befindet sich am und im Gehirn an der Grenze zum Rückenmark und besteht aus dem Hirnstamm und dem Zwischenhirn. Hier werden viele essentielle Lebensfunktionen kontrolliert. Schäden an den Strukturen des Stammhirns können lebensgefährlich sein, da diese Hirnregion eine Vielzahl an lebenswichtigen Funktionen beherbergt.