M2 Neuro an der Medical School Hamburg

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Was kennzeichnete die prähistorische Gehirnchirurgie?

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Was kennzeichnete die Hirnforschung in der griechischen Antike?

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Was kennzeichnete die Hirnforschung im römischen Reich?

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Was galt/glaubte man in der Renaissance und bis ins 19 Jhd. über das Hirn?

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Wie viele Neurone gibt es ungefähr im menschlichen Gehirn? Wie kommt man auf diese Anzahl?            

                                       

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Würde jedes Neuron mit jedem anderen Neuron verbunden sein, hätte unser Gehirn eine Größe von ca. 20 Km Durchmesser. Zum Glück ist es nicht so. Wie viele Verbindungen gehen Neuronen ungefähr ein und wie vernetzen sie sich?           

                                       

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Die Annahme, dass sich Neuronen nicht regenerieren können, kann nicht aufrechterhalten werden da die Neubildung von Neuronen in einigen Hirnregionen nachgewiesen wurde. Um welche Region handelt es sich dabei?            

                                       

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Tatsächlich gibt es Hirnbereiche die mehr Variabilität und andere, die weniger Variabilität zwischen Individuen aufweisen. Wissen sie um welche Bereiche es sich handelt?        

                                       

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Welche Vorteile bietet die Simulation von neuronalen Strukturen und Funktionseinheiten gegenüber der Beobachtung neuronaler Strukturen?             

                                       

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Was ist das ZNS und was ist das PNS?

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Was sind Neurone und Gliazellen (allgemein)?

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Was sind und was machen Astrozyten?

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Was kennzeichnete die prähistorische Gehirnchirurgie?

  • Bereits vor ca. 7000 Jahren bohrten Menschen Löcher in Schädel 
  • Vermutlich mit dem Ziel der „Heilung“ von Kopfschmerzen und „Geisteskrankheiten“ 
  • Was genau erreicht werden sollte ist unklar 
  • Einige Individuen haben mehrere Behandlungen überlebt 
  • Ca. 5000 Jahre alte Aufzeichnungen aus Ägypten verweisen auf Symptome durch Schädigung des Gehirns 
  • Dennoch wurde das Herz als Sitz der Seele und Erinnerungsspeicher angesehen 
  • Der Körper wurde sorgfältig für das Leben nach dem Tod präpariert. Nur das Gehirn wurde durch die Nase ausgeschabt und weggeworfen! 
  • Die Vorstellung, dass das Herz Ort des Bewusstseins und des Denkens ist wurde bis zur Zeit von Hippokrates nicht in Frage gestellt 

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Was kennzeichnete die Hirnforschung in der griechischen Antike?

  • Griechische Gelehrte im 4 JH v. Chr. nahmen einen Zusammenhang zwischen Struktur und Funktion an 
  • Bsp. Hände und Füße sehen unterschiedlich aus und unterscheiden sich in ihrer Funktion 
  • Bearbeiten von Objekten vs. Laufen 
  • Am Kopf befinden sich zahlreiche Sinnesorgane (z.B. Augen, Ohren Nase) 
  • Selbst bei grober Sektion lassen sich die Nerven von den Sinnesorganen bis ins Gehirn verfolgen 
  • Das Gehirn scheint also das Organ der Sinneswahrnehmung und Verarbeitung zu sein 
  • Hippokrates (ca. 460-370 v. Chr.) vermutete, dass das Gehirn auch Sitz des Verstandes ist 
  • Aristoteles (ca. 384-322 v. Chr.) postulierte, dass es sich bei dem Gehirn um einen Ventilator handelt der das Blut abkühlen sollte 

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Was kennzeichnete die Hirnforschung im römischen Reich?

Anischt der Römer für ca. 1500 Jahre aktuell!!
 Galen (ca. 130-200 n.Chr.) war griechischer Schriftsteller und Arzt der römischen Gladiatoren 

  • beobachtete Rückenmarks- und Hirnverletzungen in den Kämpfen 
  • sezierte Tiere und schloss aus der Struktur der Hirnteile auf deren Funktion 
  • Das Großhirn ist recht weich -> Empfänger der Sinneswahrnehmung -> Einprägungen 
  • Das Kleinhirn ist recht fest -> Koordinator der Muskeln 
  • Galen sah die Ventrikel und vermutete, das Bewegungen durch die Verschiebung von Flüssigkeiten ausgeübt werden (Liqour Flüssigkeit)
  • Die Nerven wurden als hole Schläuche angesehen, die diese Flüssigkeit transportieren (Ventrikel ziehen sich zsm.(im gehirn), pressen Flüssigkeit durch Schlüche in die Muskeln -> bewegen sich), dadruch entsteht die Bewegung = Störungsmechanische Bewegungslehre 

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Was galt/glaubte man in der Renaissance und bis ins 19 Jhd. über das Hirn?

  • Andreas Vesalius (1514-1564) entdeckte weitere Einzelheiten des Gehirns 
  • Die Rolle der Ventrikel wurde jedoch nicht in Frage gestellt 
  • Flüssigkeit aus den Ventrikeln pumpt die Muskeln auf und führt so zur Bewegung 
  • René Decartes großer Befürworter der „strömungsmechanischen Bewegungslehre“ 
  • Bezweifelte aber das sich dadurch das menschliche Verhalten erklären lässt 
  • Der Mensch besitzt den „Geist“ eine spirituelle Entität die Sinneswahrnehmungen empfängt und Bewegungen veranlasst, indem sie über die Epiphyse mit der Gehirnmaschinerie kommuniziert 
  • Erst im 17. und 18. JH brachen Wissenschaftler mit dieser Tradition und beschäftigten sich mit der Substanz des Gehirns: Sie entdeckten z.B. die Graue und die Weiße Substanz 
  • Ende des 18. JH war das Nervensystem weitgehend erfasst und beschrieben 
  • Eine wichtige Erkenntnis war, dass bei jedem Individuum in etwa das gleiche Muster von Windungen und Furchen auf der Hirnoberfläche vorkommt (Immernoch Struktur-Funktionsbeziehung) : Dies trifft nur auf die primär motorischen und sensorischen Bereiche zu (nicht: Gyrofizierung weiter vorne im Frontallappen z.B. sehr unterschiedlich; Kopfform, Erziehung, Physiologie sorgen für Heterogenität
  • Dies bildete die Grundlage zur Annahme, dass verschiedenen Windungen verschiedene Funktionen zugeordnet werden können 
  • Beginn der Ära der Lokalisation von Hirnfunktionen 

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Wie viele Neurone gibt es ungefähr im menschlichen Gehirn? Wie kommt man auf diese Anzahl?            

                                       

Es gibt ca. 86 Mrd. Neurone im menschlichen Gehirn. 


unterschiedliche Bereiche haben eine unterschiedlich hohe Dichte an Neuronen: Entnahme einzelner Proben aus unterschiedlichen Bereichen und dann hochrechnen, je nach Dichte der Neuronen! (Entnahme nur eines Bereiches führt zu falschen Berechnungen)

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Würde jedes Neuron mit jedem anderen Neuron verbunden sein, hätte unser Gehirn eine Größe von ca. 20 Km Durchmesser. Zum Glück ist es nicht so. Wie viele Verbindungen gehen Neuronen ungefähr ein und wie vernetzen sie sich?           

                                       

Jedes Neuron kann Verbindungen zu ca. 10.000 anderen Neuronen aufweisen

Neuronen vernetzen sich nur mit einem Teil (spezifisch) der anderen Neuronen
- Die meisten Neuronen tendieren zur Kommunikation mit ihren unmittelbaren Nachbarn, weitreichende Verbindungen sind eher die Ausnahme als die Regel

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Die Annahme, dass sich Neuronen nicht regenerieren können, kann nicht aufrechterhalten werden da die Neubildung von Neuronen in einigen Hirnregionen nachgewiesen wurde. Um welche Region handelt es sich dabei?            

                                       

Die Annahme, dass sich Neuronen nicht regenerieren können, kann nicht länger aufrecht erhalten werden. In einigen Regionen z.B. dem Gyrus Dentatus konnte die Genese neuer Neurone nachgewiesen werden, Teil der Hippocampusformaton (Gedächtnisbildung)

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Tatsächlich gibt es Hirnbereiche die mehr Variabilität und andere, die weniger Variabilität zwischen Individuen aufweisen. Wissen sie um welche Bereiche es sich handelt?        

                                       

Wenig Variabilität: Dies trifft nur auf die primär motorischen und sensorischen Bereiche zu (sind ähnlicher) (Präfrontaler Kortex (?), Assoziationskortex) = hohe Variabilität

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Welche Vorteile bietet die Simulation von neuronalen Strukturen und Funktionseinheiten gegenüber der Beobachtung neuronaler Strukturen?             

                                       

Ausprobieren möglich, was passiert bei Fehlern an Stelle xy, Läsionen x mit Auswirkungen auf y, es lässt sich im System eingreifen und gucken, was passiert;
ethisch > Tierversuche, konkrete Lösungen für versch. Krankheiten – spezifisch testen

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Was ist das ZNS und was ist das PNS?

ZNS: (alles, was bon Knochen umgeben ist, nämlich gehirn & Wirbelsäule, ist ZNS)

Gehirn & Rückenmark
Umgeben von Schädel & Wirbelsäule
 Umgeben von Knochen

PNS: 

Rückenmarksnerven
periphere Ganglien
 Hirnnerven

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Was sind Neurone und Gliazellen (allgemein)?

Das Neuron ist die strukturelle und funktionelle Einheit des Nervensystems
Es bildet Fortsätze, einen Neuriten (Axon, myelenisiert) und meist mehrere Dendriten die vom Zellleib (Soma, Perikaryon) ausgehen
Gliazellen übernehmen vielfältige Aufgaben und sind in den Prozess der Neurotransmission eingebunden, z.B. durch die Regulation der extrazellulären Transmitterkonzentration also Regulieren Milieu, das die Neuronen umgibt

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Was sind und was machen Astrozyten?

  • Häufigste Gliazellenart im Gehirn 
  • Liegen an der Hirnoberfläche und den Blutgefäßen an, die das Gehirn durchziehen 
  • Sie versorgen die Nervenzellen u.a. mit Sauerstoff und Glukose (vermutlich Aktivierung durch Freisetzung von Stickstoff, ist ungeklärt)
  • Steuern den Blutfluss und das Blutvolumen über die Freisetzung von vasodilatorischen oder vasokonstiktiven Substanzen 
  • Blutgefäße erweitern sich:  „neurovaskuläre Kopplung“: mehr Sauerstoff und mehr Glucose angeliefert -> Zellen aktiver, besser versorgt (Versorgung je nach Bedarf)
  • Besitzen Bindungsstellen für Neurotransmitter und regulieren die Nährstoffversorgung der Nervenzellen ja nach deren Aktivität 
  • Können auch ihrerseits selbst Botenstoffe freisetzen und die Neuronen beeinflussen 
  • Direkte Beeinflussung der Infovermittlung im Gehrin durch Milieu Versorgung
  • Beteiligung an der Blut-Hirn-Schranke 
  • Auch für Narbenbildung zuständig 

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