Isocortex

Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher am 3. Juni 2017
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Der Isocortex ist der größte Bereich in der Großhirnrinde. Damit ist er ein Teil des menschlichen Gehirns und wird dem zentralen Nervensystem zugeordnet.

Inhaltsverzeichnis

Was ist der Isocortex?

Der Isocortex wird auch als Neocortex bezeichnet. Er nimmt fast den gesamten Anteil der Großhirnrinde ein. Der Isocortex kann aufgrund seiner verschiedenen Funktionen in drei Bereiche unterteilt werden. In seinen Primärfeldern findet die Verarbeitung der Sinnesafferenzen statt. Sie gelten auch als Ursprungsort der motorischen Bahnen.

Die Sekundärfelder sind den Primärfeldern vorgeschaltet und interpretieren die Sinnesimpulse. Die Assoziationsfelder haben meist keine direkten Aufgaben, sondern widmen sich weiträumigen Verarbeitungen aller Felder. Der Isocortex wird histologisch in sechs Schichten unterteilt. Die neokortikalen Funkionen werden in verschiedene Areale getrennt. Diese werden als Lappen bezeichnet. Zu ihnen gehören der Frontallappen, in dem sich die Pyramidenbahn oder das motorische Sprachzentrum befindet.

Der Parietallappen verarbeitet Reize und lässt sie bewusst werden. Der Okzipitallappen verarbeitet die visuellen Reize und im Temporallappen befindet sich die Hörbahn. Der Isocortex besteht aus Pyramiden- und Nicht-Pyramidenzellen. Die Pyramidenzellen sind Nervenzellen, die Informationen vom Sinnesorgan zum Verarbeitungsort im Gehirn transportieren. Etwa 85% der Nervenzellen im menschlichen Gehirn sind Pyramidenzellen. Die Nicht-Pyramidenzellen haben eine hemmende Wirkung bei der Informationsübertragung. Sie werden in weitere Zellen unterteilt.

Anatomie & Aufbau

Der Isocortex hat insgesamt sechs Schichten. Er nimmt fast die gesamte Hemisphärenoberfläche ein. Er ist ungefähr 3-4 mm dick und enthält über 10 Millionen Nervenzellen.

Des weiteren sind in ihm etwa 10-mal so viele Gliazellen enthalten. Der Isocortex ist ungefähr 2.000 cm² groß und nimmt ungefähr 90% der Großhirnrinde ein. In ihm gibt es Pyramidenzellen und Nicht-Pyramidenzellen. Die Pyramidenzellen sind Projektionsneurone und wirken über den Transmitter Glutamat. Die Nicht-Pyramidenzellen sind Interneurone und wirken über den Transmitter GABA.

Die sechs Schichten haben verschiedene Charakteristika. Zu ihnen gehören in aufsteigender Reihenfolge die Molekularschicht oder Lamina molecularis, die äußere Körnerschicht oder Lamina granularis externa und die äußere Pyramidenschicht oder Lamina pyramidales externa. Die vierte Schicht ist die innere Körnerschicht oder Lamina granularis interna. Die vorletzte Schicht wird als innere Pyramidenschicht oder Lamina pyramidales interna bezeichnet. Die sechste und letzte Schicht wird als multiformale Schicht oder Lamina multiformis bezeichnet. Sie unterscheiden sich über die in ihnen enthaltenen Zellen, ihren Aufgaben und der Zelldichte.

Funktion & Aufgaben

Die meisten Aufgaben und Funktionen des menschlichen Organismus werden im Isocortex koordiniert. Die aufgenommenen Informationen der Sinnesorgane wie Augen und Ohren werden hier verarbeitet. Die Motorik wird im Isocortex eingeleitet und initiiert. Funktionell lässt sich der Isocortex in Primär-, Sekundär- und Assoziationsfelder unterscheiden. Als Primärfelder werden sensorische Zentren bezeichnet.

Diese empfangen ihre Sinnesafferenzen direkt vom Thalamus und dienen dazu, die aufgenommen Reizinformationen ohne weitere Interpretationen ins Bewusstsein zu transportieren. So ist es möglich, dass visuelle und bestimmte taktile Reize sofort eingeordnet werden können. Zu ihnen gehören beispielsweise die Seh- und die Hörbahn oder die Schmerz- und Temperaturwahrnehmung. Im Isocortex werden einige lebensnotwendige Informationen eingeordnet. Zu dem motorischen Primärfeld gehört der Gyrus precentralis. Er reguliert die Bewegungsinitiationen. Das Primärfeld ist der Ursprungsort für absteigende motorische Bahnen. Zu den Sekundärfeldern werden die Regionen im Gehirn gezählt, die eine Interpretation der aufgenommenen Reize im Sinne einer Zuordnung durchführen.

Die aufgenommenen Reize werden erkannt, entsprechend interpretiert und Handlungskonsequenzen werden vorbereitet. Die Assoziationsfelder sind mit den primären und sekundären Feldern verbunden. Ihnen werden sogenannte umschreibende Funktionen zugeordnet. Dazu gehört beispielsweise das motorische Sprachzentrum. Neben der Reizinterpretation und der Durchführung der Motorik sind einige Regionen des Isocortex mitverantwortlich für das Lernen. Gemeinsam mit dem Hippocampus ist er an der Gedächtnisbildung beteiligt. Das menschliche Gehirn ist plastisch. Lebenslang finden Veränderungen statt, die im Isocortex moduliert werden.

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Krankheiten

Die dritte Schicht des Isocortex hat eine wichtige Funktion bei den Symptomen der Alzheimer-Erkrankung. Die Degneration der Großhirnneuronen, die bei dieser Erkrankung stattfindet, betrifft die Lamina pyramidales externa bereits in einem sehr frühen Stadium.

Der Zellverlust der äußeren Pyramidenschicht ist darüber hinaus insgesamt besonders stark betroffen. Aus diesem Grund kommt es sehr früh dazu, dass die Verbindungen zu anderen Arealen des Kortex beschädigt sind oder ausfallen. Dies ist als besonders schwerwiegend einzustufen. Die fünfte Schicht des Isocortex wird bei dieser Erkrankung zu einem späteren Zeitpunkt involviert. Die innere Pyramidenschicht ist im motorischen Kortex besonders ausgebreitet. Sie wird weniger oder später beschädigt. Dies hat zur Folge, dass die absteigenden Bahnen im Anfangsstadium der Alzheimer-Erkrankung unbeeinträchtigt bleiben und ihre Aufgaben erfüllen.

Im Alltag kommt es daher bei Alzheimer-Patienten erst zu einem Gedächtnisverlust und weniger zu Bewegungsstörungen. In einem späteren Stadium ist jedoch auch Lähmungserscheinungen und Gangunsicherheiten zu rechnen. Im Isocortex befinden sich das Wernicke- und Broca-Areal. Beides sind Sprachzentren. Bei einem Ausfall des Wernicke-Zentrums kommt es zu einem Unverständnis der Sprache. Dem Patient ist es nicht mehr möglich, Gesprochenes oder Gelesenes korrekt zu verstehen.

Sobald eine Sprache nicht mehr verstanden wird, verliert sich auch der Umgang mit der Sprache. Laute und Worte können nachgesprochen, aber sinnvolle Wortbildungen oder Sätze können nicht mehr produziert werden. Ein Ausfall des Broca-Sprachzentrums führt zu einem Ausfall der Sprachproduktion. Gleichzeitig bleibt das Sprachverständnis erhalten.

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