Hirnfunktionen und Hirnverletzungen

Die verschiedenen Funktionen des Körpers werden von jeweils bestimmten Bereichen im Gehirn gesteuert. Deshalb kommt es bei Hirnerkrankungen zu charakteristischen Funktionseinschränkungen. Anhand solcher Symptome können Ärzte herausfinden, welcher Bereich des Gehirns beeinträchtigt ist.

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Gehirnbereiche und Funktionsstörungen

Die verschiedenen Funktionen des Körpers werden von jeweils bestimmten Bereichen im Gehirn gesteuert. Aus diesem Grund kommt es bei Gehirnverletzungen, Gehirntumoren und Durchblutungsstörungen im Gehirn (z. B. bei Schlaganfall) zu ganz typischen Beschwerdebildern (Funktionseinschränkungen). Anhand solcher Symptome kann die Ärztin/der Arzt herausfinden, welcher Bereich des Gehirns wahrscheinlich hauptsächlich beeinträchtigt ist.

Natürlich können Störungen der Bewegung und der Wahrnehmung auch viele Ursachen haben, die außerhalb des Gehirns liegen, etwa Verletzungen oder Krankheiten von Muskeln, von Nerven außerhalb des Gehirns (periphere Nerven) oder der Sinnesorgane selbst. Um diese Störungen geht es in diesem Artikel jedoch nicht, auch wenn diese ebenfalls zu z. B. zu Sehstörungen, Muskellähmungen etc. führen können.

Anatomie und Funktionsbegriffe

Das Gehirn besteht aus zwei Gehirnhälften. Die rechte Gehirnhälfte steuert die Muskeln der linken Körperseite und die linke Gehirnhälfte dementsprechend die der rechten Körperseite. Dies lässt sich darauf zurückführen, dass die Nervenbahnen des Großhirns auf dem Weg zum Rückenmark auf die gegenüberliegende Seite kreuzen, bevor sie dann im Verlauf zu den einzelnen Muskeln führen. Auch die Wahrnehmungen der Sinnesorgane der beiden Körperhälften werden entsprechend grundsätzlich in der jeweils anderen Hirnhälfte verarbeitet.

Großhirnrinde, Querschnitt
Großhirnrinde, Querschnitt

Höhere Funktionen wie Verstehen von Sprache und Sprechen, Verarbeitung von Emotionen, Denken oder Ähnliches sind zum Teil in bestimmten Bereichen nur einer Hirnhälfte organisiert, oder es sind verschiedene Bereiche des gesamten Hirns daran beteiligt. So wird z. B. Sprechen und Sprachverständnis bei Rechtshändern in der Regel in Regionen der linken Großhirnhälfte verarbeitet.

Wenn es um Hirnfunktionen geht, kommen dabei bestimmte Begriffe sehr häufig vor. Motorische Funktionen ist ein Sammelbegriff für Bewegungen, die die Muskeln im Körper ausführen. Sensorische Funktionen bezeichnen alles, was mit Sinneseindrücken und den Gefühlssinnen bzw. der Wahrnehmung zu tun hat (z. B. hören, sehen, schmecken, fühlen). Die motorischen Funktionen werden von Nervensignalen gesteuert, die vom Gehirn ausgehen und die die Muskeln als Befehle des Gehirns empfangen. Bei den sensorischen Funktionen senden die Sinnesorgane (also etwa Auge, Ohr oder die Haut) Signale an das Gehirn, wie z. B. Berührung, Schmerz, Geräusche oder Ähnliches.

Hirn, Funktionen
Großhirnrinde, Funktionsbereiche

Frontallappen

Der vordere Teil des Großhirns (Frontallappen oder Stirnlappen) besitzt eine wichtige Rolle bei der Koordination der Denkvorgänge, der intellektuellen Funktionen und der Gefühle. Ein Tumor oder eine Verletzung an dieser Stelle kann zu Persönlichkeitsveränderungen führen, z. B. in Form eines verringerten Beurteilungs- und Selbstbeurteilungsvermögens oder durch Gleichgültigkeit und fehlende Motivation.

Im vorderen Bereich des Gehirns verlaufen zudem die Nervenbahnen, die aus dem Sehnerv des Auges kommen. Die Nervenbahnen laufen an jeder Seite des Gehirns weiter bis zum Hinterlappen, wo die Sehrinde liegt. Grundsätzlich können an jeder Stelle der Nervenbahnen des Auges Verletzungen, Entzündungen oder Tumoren zu verschiedenen Arten der Sehstörung führen. Je nach Art der Sehstörung lässt sich recht genau rückschließen, welcher Teil der Sehbahn betroffen ist.

Der motorische Teil der Hirnrinde

Dies ist der Teil des Gehirns, der für die Bewegung und die Muskeltätigkeit an verschiedenen Körperstellen verantwortlich ist. Verletzungen in motorischen Arealen des Großhirns auf der einen Seite bewirken Lähmungen auf der entgegengesetzten Körperseite, wie z. B. im gegenüberliegenden Bein. So kann z. B. ein Schlaganfall zur Lähmung einer Körperhälfte (Hemiparese) führen.

Jeder Körperteil hat Bezug zu einem bestimmten Bereich im Gehirn. Das bedeutet, dass eine sehr begrenzte Verletzung des Gehirns den motorischen Ausfall (Lähmung) von lediglich einem Teil des Körpers wie z. B. dem Arm oder der Hand bewirken kann.

Die somatosensorischen Teile der Hirnrinde

Im Bereich direkt hinter dem motorischen Teil der Hirnrinde, vor allem im Parietallappen (Scheitellappen), werden Sinneseindrücke wie Berührung, Schmerz, Temperatur, Vibration und Wahrnehmungen aus der Stellung der Gelenke (somatosensorische Funktionen) registriert. Verletzungen oder Tumore in diesem Bereich führen zu verringerter oder verlorener Empfindsamkeit auf der entgegengesetzten Körperhälfte. Auch hier haben die verschiedenen Körperteile sozusagen ihren bestimmten Platz in der Hirnrinde, wodurch kleinere Verletzungen zum Empfindsamkeitsverlust in nur begrenztem Umfang führen, wie z. B. nur im Fuß.

Assoziationsbereiche

Große Bereiche in der Hirnrinde sind in gemeinsame Aufgaben involviert, wie Denkprozesse, intellektuelle Funktionen, Bewertung von Sinneseindrücken sowie Planung und Durchführung von Handlungen. Verletzungen in Bereichen, die an diesen Aufgaben beteiligt sind, können dazu führen, dass man die zum Gehirn gesendeten Signale wie z. B. das Gesehene nicht verarbeiten kann. Die Verletzungen können auch bewirken, dass die Patientin/der Patient nicht (mehr) versteht, wie eine koordinierte Bewegung auszuführen ist und sie daher auch nicht ausführen kann (Apraxie), obwohl die Muskeln selbst weiterhin gut funktionieren.

Visueller Kortex (Sehrinde)

Das Sehzentrum befindet sich im Hinterhauptlappen (Okzipitallappen). Eine Verletzung in diesem Bereich führt zum Sehverlust (obwohl das Auge selbst noch gesund ist). Dabei werden Seheindrücke aus dem rechten Gesichtsfeld auf der linken Seite des Gehirns verarbeitet und umgekehrt. Wenn sich die Verletzung nur auf eine der Seiten im Gehirn beschränkt, kann man entsprechend nicht mehr sehen, was sich auf der entsprechend anderen Hälfte des Gesichtsfelds befindet.

Sprachbereiche

Bei nahezu allen Rechtshändern befindet sich der Sprachbereich im hinteren Teil der Hirnrinde und in der linken Gehirnhälfte. Dies trifft auch bei den meisten Linkshändern zu, aber bei ungefähr einem Viertel der Linkshänder liegt die Sprachfunktion in der rechten Gehirnhälfte.

Die Bereiche, die das Gehör, die Geräuschdeutung und die „Verbildlichung" von Geräuschen sowie die Sprache steuern, liegen etwas auseinander. Das bedeutet, dass Verletzungen an verschiedenen Stellen im Gehirn verschiedene Sprachstörungen zur Folge haben können. Beispielsweise kann die Patientin oder der Patient nicht verstehen, was gesagt wird (sensorische Aphasie), obwohl sie/er noch sprechen kann; oder jemand kann nicht sprechen (motorische Aphasie), obwohl sie/er alles verstehen kann.

Thalamus

Der Thalamus liegt zentral im Gehirn. Im Thalamus werden die meisten sensorischen, vom Körper und den Sinnesorganen ausgehenden Nervenbahnen (die Signale und Sinneseindrücke weiterleiten) „verschaltet" und nach einer Art „Filterfunktion" an das Großhirn weitergeleitet.

Basalganglien

Als Basalganglien bezeichnet man eine Reihe von kleinen Gebieten, die tief im Großhirn liegen. Die Basalganglien haben wichtige Aufgaben bei der Vorbereitung willensgesteuerter Bewegungen. Schädigungen der Basalganglien führen daher in erster Linie zu motorischen Störungen. Charakteristisch sind dabei steife Bewegungen, Schwierigkeiten beim Einsetzen der Bewegungen, langsamere Bewegungen, weniger spontane Bewegungen und Zittern. Solche Symptome sind typisch für die Parkinson-Krankheit. Ursache dieser Krankheit ist eine Schädigung bestimmter Zelltypen in den Basalganglien und eine Verringerung des Neurotransmitters (Nervenbotenstoffs) Dopamin.

Kleinhirn

Das Kleinhirn oder Cerebellum befindet sich in der hinteren Schädelgrube und teilweise unter dem hinteren Teil des Großhirns. Es ist entscheidend für die Bewegungskoordination. Die Nerven des Kleinhirns stehen in Verbindung mit dem Großhirn, dem Hirnstamm und Rückenmark sowie dem Gleichgewichtsorgan. Es lässt sich nicht willentlich steuern (anders als Bewegungen, die vom Großhirn gesteuert werden), ist aber bedeutend für die Feinabstimmung der Bewegungen. Wenn Bewegungen ausgeführt werden, empfängt das Kleinhirn ständig Signale zu deren Ablauf und kann dadurch die Bewegungen anpassen, sodass diese gleichmäßig und harmonisch werden. Eine Erkrankung oder Verletzung im Kleinhirn führt dazu, dass die Bewegungen ungenau und unrhythmisch werden (Ataxie).

Hirnstamm

Der Hirnstamm verbindet Großhirn, Kleinhirn und Rückenmark miteinander. Durch den Hirnstamm verlaufen alle Nervenbahnen des Körpers. Die Hirnnerven, die die Nerven von Kopf und Gesicht steuern, gehen vom Hirnstamm aus. Die übrigen Nervenbahnen kreuzen im Hirnstamm auf ihrem Weg vom Gehirn ins Rückenmark und den Körper (oder umgekehrt bei den sensorischen Nervenbahnen). Verletzungen oder Tumore in diesem Bereich können sich daher sowohl auf die motorischen als auch auf die sensorischen Körperfunktionen auswirken.

Es gibt keine andere Stelle im Körper, an der so viele Nervenbahnen auf so kleinem Gebiet vereint sind. Der Hirnstamm umfasst auch die lebenswichtigen Atmungs- und Kreislaufzentren sowie die für das Bewusstsein notwendigen Funktionen. Daher können auch sehr kleine Verletzungen, Tumore oder Infektionen im Hirnstamm eine Reihe von Funktionen beeinträchtigen und, je größer sie sind, ein Koma hervorrufen oder zu lebensgefährlichen Störungen führen.

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Autoren

  • Susanne Meinrenken, Dr. med., Bremen