Die Hirnlappen stellen die vier primär identifizierbaren Regionen der menschlichen Großhirnrinde dar und bilden zusammen die Oberfläche jeder Großhirnhemisphäre. Diese beiden Hemisphären weisen eine annähernde strukturelle Symmetrie auf und sind durch den Corpus callosum miteinander verbunden. Während einige Klassifikationen die Insula und den limbischen Lappen umfassen, integriert letzterer Komponenten aus anderen kortikalen Regionen. Bei diesen Lappen handelt es sich um ausgedehnte Bereiche, die sowohl anatomisch unterscheidbar als auch funktionell unterschiedlich sind. Jeder Großhirnlappen weist zahlreiche Gyri (Kämme) und Sulci (Furchen) auf, die weitere Unterteilungen der Großhirnrinde bilden. Typischerweise bezeichnet der Begriff „Lappen des Gehirns“ insbesondere diejenigen des Großhirns, mit Ausnahme der einzelnen Kleinhirnregionen.
Frontallappen
Der Frontallappen befindet sich im vorderen Teil jeder Großhirnhemisphäre, vor dem Parietallappen und oberhalb-anterior des Temporallappens. Es wird vom Parietallappen durch den zentralen Sulcus und vom Temporallappen durch den tiefen lateralen Sulcus, auch Sylvian-Fissur genannt, abgegrenzt. Der präzentrale Gyrus, der die hintere Grenze des Frontallappens bildet, beherbergt den primären motorischen Kortex (Brodmann-Bereich 4), der willkürliche Bewegungen bestimmter Körperregionen steuert. Darüber hinaus umfasst die präzentrale Region den prämotorischen Kortex (Brodmann-Bereich 6).
Der Frontallappen enthält die meisten dopaminempfindlichen Neuronen innerhalb der Großhirnrinde. Das dopaminerge System ist an der Belohnungsverarbeitung, Aufmerksamkeit, Kurzzeitgedächtnisaufgaben, Planung und Motivation beteiligt. Dopamin moduliert die Auswahl und Übertragung sensorischer Informationen vom Thalamus zum Vorderhirn. Untersuchungen des National Institute of Mental Health deuten darauf hin, dass eine bestimmte Genvariante, die die Dopaminaktivität im präfrontalen Kortex verringert, mit einer verminderten Leistung und beeinträchtigten Funktion dieser Gehirnregion bei Arbeitsgedächtnisaufgaben korreliert und mit einem geringfügig erhöhten Risiko für Schizophrenie verbunden ist.
Der Frontallappen umfasst den präfrontalen Kortex, der sich in seiner vordersten Region befindet. Dieser Bereich ist für das Arbeitsgedächtnis und die exekutive Kontrolle von entscheidender Bedeutung und erleichtert die Organisation von Zielen und komplexen Aufgaben.
Der präfrontale Kortex ist in orbitale, mediale und laterale Regionen unterteilt. Der laterale präfrontale Kortex besteht außerdem aus zwei unterschiedlichen Unterteilungen: dem dorsolateralen und dem ventrolateralen präfrontalen Kortex. Der dorsolaterale präfrontale Kortex liegt oberhalb des ventrolateralen präfrontalen Kortex und vermittelt in erster Linie die exekutive Kontrolle und die Manipulation episodisch abgerufener Erinnerungen. Umgekehrt spielt der ventrolaterale präfrontale Kortex eine wichtige Rolle bei der Regulierung bedeutungsvoller Reize, denen ein Mensch im Laufe seines Lebens begegnet, einschließlich Bildern, Buchstaben und Namen.
Eine Schädigung des präfrontalen Kortex kann zu Defiziten sowohl im Langzeit- als auch im Kurzzeitgedächtnis führen, Verhaltensänderungen hervorrufen und die Planungs- und Organisationsfähigkeiten beeinträchtigen.
Schäden können durch chirurgisch entfernte Läsionen oder Tumore oder durch traumatische Hirnverletzungen entstehen (TBI) infolge eines schweren Kopftraumas, das zu einer Schwellung des Gehirns führt. Schädel-Hirn-Trauma tritt häufig im Kindesalter auf, oft aufgrund von Leistungssport oder versehentlichen Stößen beim Spielen. Das Erleben eines SHT kann das Risiko für die Entwicklung neuropsychiatrischer Störungen erhöhen, und Drogenmissbrauch, insbesondere Cannabis, gilt als Risikofaktor für die Verschlimmerung schizophreniebedingter Symptome. In einer Studie wurde beobachtet, dass sich Schizophreniesymptome (z. B. akustische Halluzinationen, Wahnvorstellungen) nach Cannabiskonsum verstärkten, was darauf hindeutet, dass ein Schädel-Hirn-Trauma im Kindesalter die Entwicklung einer Psychose durch Veränderungen in der frontal-temporalen weißen Substanz verstärken könnte.
Parietallappen
Der Parietallappen liegt oberhalb des Hinterhauptslappens und hinter sowohl dem Frontallappen als auch dem zentralen Sulcus.
Der Parietallappen integriert vielfältige sensorische Informationen, einschließlich räumlicher Wahrnehmung und Navigation (Propriozeption), des primären somatosensorischen Kortex (befindet sich im postzentralen Gyrus hinter dem zentralen Sulcus, der als Hauptrezeptionsbereich für Mechanorezeption oder Berührung dient) und Beiträge zum dorsalen Strom des visuellen Systems. Bedeutende sensorische Eingaben, die von der Haut ausgehen, einschließlich Berührungs-, Temperatur- und Schmerzrezeptoren, werden über den Thalamus an den Parietallappen weitergeleitet.
Mehrere Regionen innerhalb des Parietallappens spielen eine entscheidende Rolle bei der Sprachverarbeitung. Der somatosensorische Kortex wird oft durch eine verzerrte anatomische Karte dargestellt, die als Homunkulus (von lateinisch „kleiner Mann“) bekannt ist und bei der Körperteile auf der Grundlage des kortikalen Bereichs proportioniert werden, der ihrer sensorischen Darstellung gewidmet ist. Sowohl der obere als auch der untere Parietallappen sind für das Körper- und Raumbewusstsein von grundlegender Bedeutung. Schäden, insbesondere am rechten oberen oder unteren Parietallappen, führen häufig zu einem Hemineglect.
Occipitallappen
Der Hinterhauptslappen fungiert als primäres visuelles Verarbeitungszentrum im Gehirn von Säugetieren und beherbergt den Großteil des visuellen Kortex. Der als Brodmann-Bereich 17 bezeichnete primäre visuelle Kortex wird häufig als V1 bezeichnet. Beim Menschen liegt V1 auf der medialen Seite des Hinterhauptslappens, insbesondere im Sulcus calcarinus, und erstreckt sich oft bis zum hinteren Pol des Lappens. V1 wird aufgrund des markanten Myelinstreifens, der Stria von Gennari, der sein histologisches Erscheinungsbild charakterisiert, auch als gestreifter Kortex bezeichnet. Kortikale Bereiche, die über V1 hinaus an der visuellen Verarbeitung beteiligt sind, werden zusammenfassend als extrastriärer Kortex bezeichnet. Es gibt zahlreiche extrastriate Regionen, von denen jede auf unterschiedliche visuelle Funktionen spezialisiert ist, einschließlich visuell-räumlicher Verarbeitung, Farbunterscheidung und Bewegungserkennung.
Temporallappen
Der Schläfenlappen befindet sich unterhalb der lateralen Spalte in beiden Großhirnhemisphären des Gehirns von Säugetieren.
Der Schläfenlappen ist an der Umwandlung sensorischer Eingaben in sinnvolle Interpretationen beteiligt und erleichtert die Beibehaltung visueller Erinnerungen, das Sprachverständnis und die Assoziation von Emotionen.
Im Schläfenlappen befindet sich der Hippocampus, eine Gehirnregion, die entscheidend an der Bildung neuer Erinnerungen und Lernprozesse beteiligt ist. In der Vergangenheit wurde der Hippocampus aufgrund seines Zusammenhangs mit Epilepsie eingehend untersucht und zeigte bei betroffenen Personen häufig Schäden. Während es sich als schwierig erwiesen hat, den genauen Zusammenhang zwischen dem Temporallappen und Epilepsie festzustellen, schlägt Chauvière (2020) eine positive Korrelation zwischen der Neuorganisation neuronaler Schaltkreise innerhalb der Temporallappenstruktur und deren Auswirkungen auf rhythmische Aktivitäten vor, die für die Kognition wesentlich sind.
Limbischer Lappen
Der limbische Lappen stellt eine bogenförmige kortikale Region dar, die sich auf der medialen Oberfläche jeder Großhirnhemisphäre im Gehirn von Säugetieren befindet und Teile des Frontal-, Parietal- und Temporallappens umfasst. Die Nomenklatur für diese Region ist nicht eindeutig; Einige Forscher beziehen Strukturen wie den Gyrus paraterminalis, den subcallosalen Bereich, den Gyrus cinguli, den Gyrus parahippocampus, den Gyrus dentatus, den Hippocampus und das Subiculum mit ein. Umgekehrt definiert die Terminologia Anatomica den limbischen Lappen so, dass er den Sulcus cinguli, den Gyrus cinguli, den Isthmus des Gyrus cinguli, den Gyrus fasciolaris, den Gyrus parahippocampus, den Sulcus parahippocampus, den Gyrus dentatus, den Sulcus fimbrodentatus, die Fimbrien des Hippocampus und die Kollateralen umfasst Sulcus und Sulcus rhinalis, insbesondere mit Ausnahme des Hippocampus.
Inselrinde
Die Inselrinde stellt ein Segment der Großhirnrinde dar, das tief im Sulcus lateralis gefaltet ist und den Temporallappen vom Parietal- und Frontallappen abgrenzt. Diese kortikale Region spielt eine wichtige Rolle bei der Projektion von Axonen zur Amygdala und bei der Verarbeitung von Hörtönen und somatosensorischen Reizen.
Berret et al. (2019) untersuchten Angstreaktionen bei Mäusen, insbesondere solche, die mit wahrgenommenen Bedrohungen verbunden sind, die aus Erinnerungen an frühere Fußschocks stammen. Ihre Forschung ergab nachteilige Reflexreaktionen auf schädliche Stimulation, wenn die Inselrinde zum Schweigen gebracht wurde. Diese Beweise deuten darauf hin, dass die Inselrinde Informationen an verschiedene Unterteilungen der Amygdala weiterleitet und so zu verschiedenen Komponenten angstbedingten Verhaltens beiträgt.
Es wird angenommen, dass die Insula zum Bewusstsein beiträgt und an verschiedenen Funktionen beteiligt ist, die typischerweise mit der emotionalen Verarbeitung und der Aufrechterhaltung der körperlichen Homöostase verbunden sind. Diese Funktionen umfassen Wahrnehmung, motorische Kontrolle, Selbstwahrnehmung, kognitive Operationen und zwischenmenschliche Interaktionen. Darüber hinaus erstreckt sich seine Beteiligung auf den Bereich der Psychopathologie.
Die Inselrinde umfasst zwei unterschiedliche Regionen: die umfangreichere vordere Insula und die vergleichsweise kleinere hintere Insula, innerhalb derer über ein Dutzend spezialisierte Fachgebiete abgegrenzt wurden. Der oberhalb der Insula liegende kortikale Bereich, der sich bis zur Seitenfläche des Gehirns erstreckt, wird als Operculum (abgeleitet vom lateinischen Wort für lid) bezeichnet. Diese Opercula bestehen aus Segmenten der umgebenden Frontal-, Temporal- und Parietallappen.
Anschauliche Modelle
Pole der Gehirnhälfte
- Pole der Großhirnhemisphären
- Regionen des menschlichen Gehirns
- Neuroanatomie
Referenzen
- Berger, Justus; Oltmanns, Frank; Holtkamp, Martin; Bengner, Thomas (2017). „Geschlechtsunterschiede beim verbalen und nonverbalen Lernen vor und nach einer Temporallappenepilepsieoperation.“ Epilepsie & Verhalten, 66, 57–63. doi:10.1016/j.yebeh.2016.11.037.Berret, Kintscher; Palchaudhuri, Tang; Osypenko, Kochubey; Schneggenburge (2019). „Insular Cortex Processes Aversive Somatosensory Information and Is Crucial for Threat Learning.“ Science, 364 (6443), 1–11.Chauvière (2020). „Mögliche Ursachen kognitiver Veränderungen bei Temporallappenepilepsie.“ Behavioral Brain Research, 378, 112310. doi:10.1016/j.bbr.2019.112310.Jain; Srivastava (2017). „Frontallappenanomalie und Psychose bei traumatischer Hirnverletzung und Cannabismissbrauch.“ ASEAN Journal of Psychiatry, 18 (1).
- Ausführlicher Leitfaden zu „Lobes of the Brain“ für Medizinstudenten und Mediziner.