Funktionelle Neuroanatomie: Lehrbuch und Atlas PDF
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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 Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere die der Übersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfilmung oder der Vervielfältigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vor behalten. Eine Vervielfältigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundes republik Deutschland vom 9. September 1965 in der jeweils geltenden Fassung zulässig. Sie ist grundsätzlich vergütungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtsgesetzes. © Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1993, 1994, 1998 Ursprünglich erschienen bei Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 1998 Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, daß solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Produkthaftung: Für Angaben über Dosierungsanweisungen und Applikationsformen kann vom Verlag keine Gewähr übernommen werden. Derartige Angaben müssen vom jeweiligen Anwender im Einzelfall anhand anderer Literaturstellen auf ihre Richtigkeit überprüft werden. Herstellung: PRO EDIT GmbH, Heidelberg Einbandgestaltung: de'blik, Konzept 8c Gestaltung, Berlin Satz: Hagedorn Kommunikation, Viernheim 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
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