Das Zwischenhirn – der Thalamus

Neben dem Thalamus gehören zum Zwischenhirn, dem Diencephalon (Abb. 2.1) auch der Hypothalamus mit der Hypophyse, der Epithalamus mit der Epiphyse und der Subthalamus.

Der Thalamus, der in jeder Hirnhälfte einmal vorhanden ist, hat eine bohnenförmige Struktur mit einer Größe von etwa 3 x 1,5 x 1,5 cm. Er liegt in der Mitte des Zwischenhirns und grenzt an den 3. Ventrikel. Hinten sitzt ihm so zu sagen der Epithalamus auf, der vor allem aus der Epiphyse und den Habenulae, den Zügeln, besteht, die ihn mit dem Thalamus verbinden. Unter dem Thalamus befand sich entwicklungsgeschichtlich der Subthalamus, von dem heute nur noch der Nucleus subthalamicus vorhanden ist. Unterhalb des vorderen Endes des Thalamus befindet sich zudem der Hypothalamus, dem die Hypophyse anhängt, dessen hinterer Teil zum Zwischenhirn gehört, der vordere Teil aber als Drüsenstruktur nicht zum Gehirn gezählt werden kann.

Der Name Thalamus kommt aus dem Griechischen und heißt so viel wie „Kammer“ oder „Schlafgemach“. In diesem Fall hat der Name allerdings wenig mit der Funktion zu tun. Der Thalamus ist ein der Großhirnrinde vorgeschalteter Filter. Alle eingehenden Informationen werden hier vorverarbeitet, bevor sie der Großhirnrinde zugeführt werden. Dabei entscheidet der Thalamus, welche der eingehenden Informationen im Augenblick für den Organismus so wichtig sind, dass sie ins Bewusstsein gelangen sollen. Darum bezeichnet man den Thalamus auch als „Tor zum Bewusstsein“. Jede Modalität (ob Sehen, Hören, Fühlen) wird dabei in einer bestimmten Region des Thalamus verarbeitet, umgeschaltet und an die Großhirnrinde weitergeleitet. Diese Kerne nennt man spezifische Thalamuskerne. Sie unterhalten starke Faserverbindungen zur Großhirnrinde. Die unspezifischen Thalamuskerne hingegen bekommen Eingänge von anderen Hirnregionen und projizieren nur indirekt und diffus zum Cortex. Über sie erhält der Thalamus Hintergrundinformationen zur Gesamtsituation, wodurch eine Entscheidung möglich wird, welche Informationen an das Großhirn weitergeleitet werden sollen oder nicht.

Aufgrund ihrer Lage werden im Thalamus verschiedene Kerngruppen der spezifischen Thalamuskerne unterschieden, die z.T. in Einzelkerne untergliedert werden können. Alle Kerne weisen untereinander starke Verbindungen auf und sind mit einem bestimmten Cortexgebiet wechselseitig verbunden (siehe Tabelle und Abb. 6.1).



M – mediale Kerngruppe; A – anteriore Kerngruppe; D – dorsale Kerngruppe; NVA – Nucleus ventralis anterior; NVL – Nucleus ventralis lateralis; NVP – Nucleus ventralis posterior; CGM – Corpus geniculatum mediale; CGL – Corpus geniculatum laterale; CM – Nucleus centromedianus (unspezifischer Thalamuskern); IL – intralaminäre Kerne (unspezifische Thalamuskerne).

Die unspezifischen Thalamuskerne werden vor allem von der interlaminären Kerngruppe mit ihrem größten Kern, dem centromedialen Kern, gebildet (Abb. 6.1). Diese Kerne haben wenige, unspezifische Verbindungen mit dem Cortex, dafür aber zahlreiche mit den Basalganglien, dem Kleinhirn und der Formatio reticularis im Mittelhirn. Zudem sind sie stark mit den spezifischen Thalamuskernen verbunden. Als unspezifisch werden sie bezeichnet, weil ihre Erregung zu einer unspezifischen und regional nicht begrenzten Erregung des gesamten Cortex führt. Damit ist der unspezifische Thalamus das Ausführungsorgan des aufsteigenden retikulären Aktivierungssystems (ARAS), das beginnend in der Formatio reticularis über cholinerge Eingänge in den unspezifischen Thalamuskernen einen allgemeinen Wachzustand des gesamten Cortex herbeiführen kann. Darum wird das ARAS auch „Wecksystem“ genannt. Reguliert wird das ARAS durch eingehende Sinnesreize und die Neurotransmitter Noradrenalin und Serotonin. Dabei wirkt Serotonin hemmend, führt also zu Müdigkeit und Schlaf, und Noradrenalin aktivierend, also zu einem Wach- bzw. Erregungszustand. Diese Zusammenhänge sind in Abb. 6.2 noch einmal zusammenfassend dargestellt.

 

Die unspezifischen Kerne können bei der Aktivierung durchaus unterschiedliche Bereiche übernehmen. Einige Verbindungen spielen eher eine Rolle bei der Aufmerksamkeit auf kognitive Prozesse, andere eher bei der Zuwendung auf äußere Stimuli und wieder andere bei der Reaktion auf emotionale Stimuli. Zudem tritt eine Sensibilisierung auf bestimmte Reize ein: Die schlafende Mutter wacht zwar vom kleinsten Mucks ihres Säuglings auf, nicht aber vom vorbeidonnernden Lastwagen…

Der Hypothalamus wurde schon im Rahmen des limbischen Systems besprochen, zu dem er zählt. Bleibt also noch der Epithalamus zu besprechen…

Epithalamus

Der Epithalamus sitzt dem Thalamus hinten auf und ist über zwei Zügel, die Habenulae, mit ihm verbunden. Neben den Habenulae kann man im Epithalamus die Epiphyse (Zirbeldrüse), die Area pretectalis und Commissura posterior abgrenzen.

Die Epiphyse nimmt eine Zwischenstellung zwischen Zentralnervensystem und Drüse ein, da sie beide in sich vereint. Sie erhält ihre Informationen vor allem aus dem Nucleus suprachiasmaticus, einem Kern des Hypothalamus, und reagiert auf dessen Erregung mit der Ausschüttung von Melatonin. Melatonin ist ein „Zeitgeberhormon“, das die tageszeitliche Rhythmik (circadiane Rhythmik) und sogar jahreszeitliche Rhythmik (unterschiedliche Stoffkonzentrationen im Blut je nach Tageszeit) steuert.

In den Habenulae werden vor allem olfaktorische Informationen aus der Großhirnrinde auf dem Weg zum Hirnstamm umgeschaltet.

Die Area pretectalis erhält ihre Informationen aus der Sehbahn und ist maßgeblich am so genannten Lichtreflex (Verengung der Pupillen bei Licht) beteiligt.

Die Commissura posterior ist ein Teil der Sehbahn.