Brodman-Areal

Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher am 29. Mai 2017
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Die Brodman-Areale sind eine Einteilung der menschlichen Großhirnrinde auf der Basis der Zellarchitektur. Bereiche mit gleichem zellulärem Aufbau bilden ein Brodman-Areal. Das Gehirn wird in 52 Brodman-Areale unterteilt.

Inhaltsverzeichnis

Was ist ein Brodman-Areal?

Das Gehirn aller Lebewesen erscheint als einförmige und fettreiche, daher weiß gefärbte Masse. Obwohl bereits seit der Antike vermutet wurde, dass dieses Organ der Sitz der Wahrnehmungen und des Denkens ist, konnte man bis ins 19. Jahrhundert keinen Aufschluss darüber gewinnen, wie diese Fähigkeiten im Gehirn realisiert sein könnten.

Erst durch spezielle Färbetechniken, die von Antonio Golgi, Ramon y Cajal und Franz Nissl entwickelt wurden, konnte die Struktur der Neurone genannten Gehirnzellen sichtbar gemacht werden. Dabei zeigte sich durch die Golgifärbung der große Formenreichtum von Nervenzellen und ihren vielfältigen, Dendriten und Axone genannten Verästelungen.

Neben der Vielfalt der einzelnen Zelltypen gibt es große lokale Unterschiede in der Anordnung dieser Zellen, die in Haufen oder Schichten unterschiedlicher Dicke und mit unterschiedlicher Dichte vorkommen. Diese quantitativen Unterschiede lassen sich gut mit der Nissl Färbung darstellen, der methodischen Grundlage von Korbinian Brodmans Arbeit. Brodman untersuchte die Anordnung, Dichte und Größe der Neuronen im menschlichen Cortex und teilte ihn aufgrund lokaler Unterschiede in 52 Areale ein.

Anatomie & Aufbau

Betrachtet man das menschliche Gehirn von außen, sieht man vor allem den das übrige Gehirn überwuchernden Cortex (lat. Rinde) mit seiner charakteristischen Walnussform. Der Cortex ist als letztes in der Evolution des Gehirns entstanden und beim Menschen am stärksten ausgebildet.

Das Gehirn besitzt ein Muster von Sulci (lat. Gräben) und Gyri (gr. Windungen) sowie den Sulcus centralis (lat. Mittelgraben) der die beiden Gehirnhälften trennt. Anhand dieser Merkmale läst sich jede Gehirnhälfte in 4 Gehirnlappen (lat. Lobi) einteilen, den vorderen (frontalen), den oberen (parietalen), den hinteren (okzipitalen) und den seitlichen (temporalen) Lobus. Diese Einteilung ist wichtig für die Lokalisation neuronaler Gehirnstrukturen, aber nicht für das Verständnis ihrer Funktion.

Um die Anatomie der Großhirnrinde besser mit ihrer Funktion verknüpfen zu können, färbte Korbinian Brodman alle Zellkörper mit der Nissl-Färbung und untersuchte Gehirnschnitte mit dem Mikroskop. Der Cortex weißt dabei eine Schichtung der Zellen mit 3 bis 5 Lagen auf, deren Dicke und Zelldichte variieren kann, genauso wie die Größe der Zellkörper. Anhand dieser Mikroanatomie konnte Brodman 52 Areale identifizieren, die er mit fortlaufenden Nummern bezeichnete. Seine Ergebnisse publizierte Brodman 1909 in der Schrift “Vergleichende Lokalisationslehre der Großhirnrinde”.

Brodman gelang diese Einteilung, ohne ein tieferes Verständnis der Zelltypen und ihrer Verknüpfung in den einzelnen Arealen zu entwickeln. Dieses Verständnis zu entwickeln ist die Hauptaufgabe der modernen Neurowissenschaften.

Funktion & Aufgaben

Durch den Vergleich des Zellaufbaus verschiedener Gehirnareale kann nicht auf die Funktion geschlossen werden und zur Zeit Brodmans war wenig über die genaue Aufgabe verschiedener Hirnregionen beim Menschen bekannt.

In den Jahren nach Brodmans Arbeit wurde begonnen, umfangreiches Wissen über die Funktion der verschiedenen Gehirnregionenzu zu sammeln. Die Auswirkungen von Hirnschädigungen, wie sie in den beiden Weltkriegen zuhauf auftraten, waren die ersten umfangreichen Quellen neuromedizinischer Forschung. Nach dem Zweiten Weltkrieg diente die gezielte elektrische Stimulation verschiedener Gehirnareale während und nach Operationen zur Funktionsaufklärung verschiedener Hirnregionen, diese wurden mit Tierexperimenten ergänzt. Heutzutage können den meisten Brodman-Arealen genaue Funktionen zugeschrieben werden.

Allgemein lassen sich den bereits besprochenen vier Großhirnlappen bestimmte Typen von Funktionen zuordnen. Der Frontalkortex wird mit unserer Persönlichkeit und unserem Denken assoziiert, Schäden an diesem Hirnareal führen zu Persönlichkeitsveränderungen und mentaler Retardierung. Der parietale Scheitellappen umfasst unsere Körpermotorik und -sensorik, während sich im Okzipitallappen am Hinterkopf der sogenannte visuelle Cortex befindet. An den Seiten, im Temporallappen des Gehirns sind die Fähigkeiten zu hören und zu sprechen sowie Teile des Gedächtnisses verortet.

Der Motorkortex, der unsere Gliedmaßen steuert, entspricht dabei dem Brodman-Areal 7, unsere Fähigkeit zu sehen, dem Areal 17 und die Areale 44 und 45 entsprechen dem Broca-Areal, dessen Schädigung mit einem Verlust des sprachlichen Ausdrucks einhergeht.

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Krankheiten

Die Klassifikation der Brodman-Areale dient primär weder der Diagnostik noch irgendeiner therapeutischen Intervention. Durch die Identifikation entsprechender Funktionen der Brodman-Areale sind sie aber zu einem wichtigen diagnostischen Instrument geworden, das über den Ort und die Größe einer Hirnschädigung Auskunft geben kann.

Durch die Entsprechung von Funktion und Gehirnareal kann beispielsweise bei Schlaganfallpatienten ausgehend von der Beeinträchtigung der Ort des Hirnschlages ermittelt werden. Bei modernen bildgebenden Verfahren, die wie die Funktionelle Magnetresonanztomographie die Aktivität des Gehirns aufzeichnen, ist die Kenntnis der Brodman-Areale wichtig, da sie die Zuordnung der Signale zu Hirnfunktionen erlaubt.

Bei der Planung operativer Eingriffe am Gehirn wird auf der Grundlage der Brodman-Areale und ihrer Funktionen abgewogen, wie ein Eingriff durchgeführt werden kann, ohne besonders wichtige Hirnfunktionen zu beeinträchtigen. Die Kombination modernster magnetischer Hirnstimulationstechniken (transkraniale Magnetstimulation) mit bildgebenden Verfahren erlaubt es, abzuschätzen, welche Bereiche eines Brodman-Areals bereits zerstört sind und daher operativ entfernt werden können und welche nicht.

Die Einteilung des Gehirns in Brodman-Areale findet daher in der modernen neurobiologischen Diagnostik und Forschung weite Verbreitung.

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