Funktionelle Neuroanatomie: Lehrbuch und Atlas

415 Pages·1998·46.67 MB·German

by  Prof. Dr. med. Karl Zilles

Springer-Lehrbuch
Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH
Karl Zilles • Gerd Rehkämper
Funktionelle
Neuroanatomie
Lehrbuch und Atlas
Dritte, korrigierte
Auflage
Mit 136 überwiegend
farbigen Abbildungen
und 28 Tabellen
Prof. Dr. med. KARL ZILLES
C. u. 0. Vogt-Institut für Hirnforschung und Institut für Neuroanatomie,
Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Moorenstraße 5,
40225 Düsseldorf und Institut für Medizin, Forschungszentrum Jülich,
Leo-Brandt-Straße, 52428 Jülich
Prof. Dr. rer. nat. GERD REHKÄMPER
C. u. 0. Vogt-Institut für Hirnforschung, Heinrich-Heine-Universität
Düsseldorf, Moorenstraße 5, 40225 Düsseldorf
ISBN 978-3-540-64293-0
Die Deutsche Bibliothek - CIP-Einheitsaufnahme
Zilles, Karl: Funktionelle Neuroanatomie : Lehrbuch und Atlas / Karl Zilles ;
Gerd Rehkämper. - 3., komplett Überarb. und aktualisierte Aufl. - Berlin ;
Heidelberg ; New York ; Barcelona ; Budapest ; Hongkong ; London ;
Mailand ; Paris ; Singapur ; Tokio : Springer, 1998
(Springer-Lehrbuch)
ISBN 978-3-540-64293-0 ISBN 978-3-642-58873-0 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-642-58873-0
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© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1993, 1994, 1998
Ursprünglich erschienen bei Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 1998
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SPIN 10496805 15/3135-5 4 3 2 1 0 Gedruckt auf säurefreiem Papier
Vorwort zur 3. Auflage
Mit dieser Auflage wird eine komplette Uberarbeitung vorgenommen. Sie
ist als Reaktion auf neue Ergebnisse und Untersuchungsmoglichkeiten in
dem sich dynamisch entwickelnden Fach der Neuroanatomie notwendig
geworden. Vor allem die Bereiche der neuen bildgebenden Verfahren
(Computertomographie, Magnetresonanztomographie, Positronenemis
sionstomographie), die in kiirzester Zeit in der Klinik weite Verbreitung
gefunden haben, und der Zell- und Molekularbiologie erfordern auch im
Rahmen eines bewuBt knapp gefaBten Taschenbuchs inhaltliche Entspre
chungen und Aktualisierungen.
Urn den Atlasteil zu verbessern ohne das vorgegebene Format eines
Taschenbuchs zu spreng en, wurden die Abbildungen in geeigneteren
MaBstaben reproduziert, vor allem aber wurden eine ganze Reihe neuer
Abbildungen erstellt, die der Bedeutung topographischer Kenntnisse auf
dem Hintergrund der verbreiteten Anwendung der Magnetresonanz
tomographie in der klinischen Medizin gerecht werden sollen. Wir haben
sowohl Abbildungen von Schnittserien durch ein lebendes Gehirn in
den drei Standardebenen zusatzlich eingefiigt und die Schnittebenen
auf dreidimensionalen Computerrekonstruktionen dieses Gehirns in ih
rer Lage dargestellt, als auch Abbildungen angefertigt, die raumliche Vor
stellungen der Strukturbeziehungen an klinisch besonders wichtigen
Punkten im Gehirn (Capsula intern a, Crus cerebri) erleichtern sollen.
SchlieBlich hat es der Verlag ermoglicht, den Atlasteil als ein yom eigent
lichen Buch getrenntes Heft bereitzustellen. Der Leser muB beim Studium
des Buchs jetzt nicht mehr zum Atlasteil zuriickblattern, sondern kann
das Heft mit den Abbildungen danebenlegen, urn sich standig beim Lesen
des Textes die topographischen Beziehungen der dort erwahnten Struktu
ren zu vergegenwartigen. Insbesondere die tomographischen Schnitt
bildserien aus ein und demselben Gehirn und die parallelen raumlichen
Rekonstruktionen dieses Gehirns haben von technologischen Entwicklun
gen im Rahmen eigener Forschungsprojekte profitiert. Gyri und Sulci, die
auf Schnittbildern alleine oft schwer zu identifizieren sind, konnen jetzt
in ihrer Lage auf den dreidimensionalen Computerrekonstruktionen des
Gehirns leicht erkannt werden. Fiir die Unterstiitzung bei dieser zeitrau
benden Arbeit mochten wir uns bei Frau Dr. Katrin Amunts und den Her
ren Dip!. Phys. Hartmut Mohlberg, Dr. Axel Schleicher und Dr. Thorsten
I
Vorwort zur 3. Auflage V
Schormann bedanken. Die schematischen Darstellungen der raumlichen
Lage der Faserbahnen in der Capsula interna und dem Crus cerebri, sowie
der Zellsaulen und Kerngebiete im Rhombencephalon gehen auf Entwiirfe
von Herrn candom ed. Stefan Lemburg zuruck. Er wollte sich nicht mit der
einem wirklichen Verstandnis der Anatomie entgegenstehenden, durch
die fur Mediziner gi.iltige zentrale schriftliche Prufung aber geforderten
und wissenschaftsfremden Aneignung von Techniken zum schnellen An
kreuzen von Multiple-Choice Fragen begnugen, sondern sich lebendige
Vorstellungen von der Lage neuronaler Strukturen im Gehirn erarbeiten.
Die Computerrekonstruktionen groBer Faserbahnen im Endhirns hat
Herr cando med. Vii Burgel im Rahmen seiner Doktorarbeit am Hirnfor
schungsinstitut in Dusseldorf angefertigt und zur Verfugung gestellt. Die
Herren Dr. Rolf Kotter (v.a. motorisches System, intrazellulare Signalver
arbeitung), Dr. Hans Schade (peripheres Nervensystem) und cando med.
Klaas Stephan haben zahlreiche inhaltliche Verbesserungen durch ihre
konstruktive Kritik ermoglicht. SchlieBlich waren Frau Dr. Katrin Amunts
und Herr Dr. Stefan Geyer bei der Erstellung der Abbildung auf dem
Buchumschlag behilflich. Ihnen allen und vielen Studierenden, die uner
mudlich zum nie endenden Ausmerzen von Tippfehlern bis hin zur Ver
besserung der inhaltlichen Konzeption beigetragen haben, sei gedankt.
Auch in dieser Auflage hat Frau Christine Opfermann-Rungeler unsere
Vorlagen wieder mit groBem technischem Geschick in Reinzeichnungen
umgesetzt. Auch dafur herzlichen Dank.
Dusseldorf, Sommer 1998 KARL ZILLES
GERD REHKAMPER
Vorwort zur 2. Auflage
Die positive Aufnahme unseres Buches hat i!! kurzer Zeit eine zweite Auf
lage notig gemacht. Es konnten dabei Fehler ausgemerzt werden, und wir
mochten allen danken, die unsere Arbeit durch konstruktive Kritik unter
stutzt haben.
DUsseldorf, im April 1994 KARL ZILLES
GERD REHKAMPER
I
VI Vorwort zur 2. Auflage
Vorwort zur 1. Auflage
Der Schwerpunkt der Neuroanatomie liegt heute nicht mehr in einer
deskriptiven Darstellung moglichst vieler struktureller Details, sondern
in einer funktionsrelevanten Analyse neuronaler Systeme. Damit gehoren
physiologische, pharmakologische, biochemische und molekularbiologi
sche Aspekte zu einer sinnvollen Darstellung der Neuroanatomie. Das
Fach definiert sich nicht mehr durch die Beschrankung auf das "klassi
sche" anatomische Methodeninventar.
Verliert das Fach dadurch seine Identitat? Wir glauben dies nicht, da
die genuine Aufgabe der Anatomie von Anfang an die Erforschung der
morphologischen Grundlagen der Funktion war. Dies hat z. B. Leonardo
da Vinci zu seinen anatomischen Studien veranlaBt und dies ist in den
Arbeiten Ramon y Cajals, dem Begrlinder der neuzeitlichen Neuroanato
mie, nicht zu libersehen.
Die Verlagerung der Schwerpunkte in der Neuroanatomie mlissen
sich auch in Veranderungen des neuroanatomischen Unterrichts an den
Universitaten widerspiegeln. Dabei geht es weniger darum, neue Hypo
thesen zu prasentieren, die in wenigen Jahren vielleicht zu alten Irr
tlimern geworden sind. So wlirde der Student nur liberlastet werden,
der ja fast immer nicht Neuroanatom, sondern Arzt, Tierarzt oder Biologe
werden will. Es geht vielmehr darum, die vorhandene Faktenflille unter
einem funktionell und klinisch sinnvollen Konzept darzustellen. Dies
muB sich auch in den Lehrblichern widerspiegeln.
Ein Lehrbuchautor muB gleichzeitig die Gegebenheiten berlicksichti
gen, mit denen ein Student heute konfrontiert ist. Hier sind z. B. Zeit
druck wah rend des vorklinischen Medizinstudiums und die Vielzahl an
derer Hcher in diesem Abschnitt zu nennen. Die Konzeption des vorlie
genden Buches ist in diesem Spannungsfeld zu sehen. Es kann und will
nicht umfassende Darstellungen der Neuroanatomie ersetzen, sondern
es ist ein kurzes Lehrbuch, das an bestimmten Nahtstellen immer wieder
Kenntnisse aus Vorlesungen, Praktika und demStudium von umfang
reicheren Lehrblichern der Anatomie, Embryologie, Physiologie und
Biochemie voraussetzen muB. Wir haben uns deshalb entschlossen, die
pure Deskription von Strukturen bis auf ein unbedingt notwendiges Mi
nimum zu reduzieren und stattdessen durch einen Atlasteil die heute im
Zeitalter der modernen bildgebenden Verfahren uneriaBliche Vorstellung
I
Vorwort zur 1. Auflage VII
von der Lage und den Nachbarschaftsbeziehungen zu fordern. Notwen
dige systematische Zusammenhange werden oft in Tabellen dargestellt.
Der Schwerpunkt des vorliegenden Buches ist die Darstellung der Neuro
anatomie gegliedert nach funktionellen Systemen. Dies hat den Vorteil,
daB die traditionelle Deskription von hintereinandergelagerten Hirnteilen
und Scheibchen verlassen wird und die Fiille der Fakten in einem funk
tionell und klinisch relevanten Zusammenhang dargestellt werden kann.
Erfahrungen aus Vorlesungen und Kursen haben uns gezeigt, daB dies
von den Studenten auch gewiinscht wird, um eine Synthese des Wissens
uber das Zentralnervensystem zu erreichen. Es erscheint uns auch not
wendig, die Zusammenhange zwischen den anatomischen Strukturen
und den heute besonders schnell expandierenden Bereiehen der Neuro
wissenschaft, der Transmitter- und Rezeptorforschung, in den Grundla
gen darzustellen. SchlieBlich ist ein Verstandnis des Aufbaus des adulten
Nervensystems nicht ohne Wissen seiner Entstehung moglich. Deshalb ist
ein Kapitel uber die Ontogenese eingefugt, in dem versucht wurde, die
groBen Gliederungen des Zentralnervensystems als Folgen von Entwiek
lungsprozessen verstiindlich zu machen. Durch Merksatze und klinische
Hinweise werden didaktische Aspekte und die Bedeutung der Neuroana
tomie fur die Klinik betont. Der "Atlasteil" vermittelt in schematischen
Zeiehnungen die Topographie von Gehirn und Ruckenmark. Gleichzeitig
erspart uns dieser Teil langatmige Beschreibungen der Systematik. Fur
eine sinnvolle Benutzung des Buches ist es unbedingt notwendig, sieh
immer wieder die im Text genannten Sturkturen in ihrer Lage mit Hilfe
des Atlasteils vor Augen zu fiihren. Gesonderte Querverweise auf Atlas
abbildungen werden im Text nieht gegeben.
Unser besonderer Dank gilt Frau Christine Opfermann-Rungeler,
die nicht nur unsere Vorlagen mit groBem technischem Geschiek in
Reinzeiehnungen umgesetzt hat, sondern durch ihre Erfahrung in der
Darstellung anatomischer Zusammenhange wesentlich zur graphischen
Darstellung eines komplexen Organsystems beigetragen hat.
Wir hoffen, durch dieses Buch das Verstandnis des bei Studenten oft
als schwierig geltenden Faches Neuroanatomie durch eine Darstellung der
funktionellen Zusammenhange zu erleiehtern.
Dusseldorf, Januar 1993 KARL ZILLES
GERD REHKAMPER
I
VIII Vorwort zur 1. Auflage
Inhaltsverzeichnis
Teil I Entwicklung und Grundlagen 1
1 Einfiihrung . . . . . . . . . 3
2 Ontogenese des Nervensystems 11
3 Feinbau des Nervensystems 43
4 Peripheres Nervensystem . . . 70
Teil II Hirnha.ute, Ventrikel und Blutgefa.fle 109
5 Meningen und Liquorraume . . . . 111
6 BlutgefaBe von Gehirn und Riickenmark. 120
Teil III Funktionelle Systeme 137
7 Visuelles System. . . 139
8 Auditorisches System 179
9 Gleichgewichtssystem 195
10 Mechanorezeption . . 208
11 Schmerz und Temperatur 231
12 Olfaktorisches System . 247
13 Gustatorisches System . 256
14 Motorisches System .. 261
15 Limbisches System . . 302
16 Neuroendokrines System 318
17 Formatio reticularis . . . 318
18 Animales und vegetatives Nervensystem . 322
19 Reflexe . . . ... . . .. . . .. . 333
Teil IV Molekulare Grundlagen der Funktion . 339
20 Transmitter.. . . . .. . . . ... 341
21 Transmitterrezeptoren und intrazellulare Signalverarbeitung. 362
WeiterHihrende Literatur 372
Sachverzeichnis . 373
Teil V Atlas
Inhaltsverzeichnis IIX
Teil I
Entwicklung und Grundlagen