Telencephalon-de anatomie en functie van het Cerebrum

afbeelding : het menselijk brein. Door: _DJ_
. CC BY-SA 2.0

definitie

het telencephalon is de voorste deling van het prosencephalon (voorhersenen) en omvat de hersenhelften en verwante structuren.

embryologische ontwikkeling van het Telencefalie

afbeelding: Hersenblaasjes. Door Phil Schatz, Licentie: CC BY 4.0

tijdens embryologische ontwikkeling ontwikkelen de hersenen, het ruggenmerg en het centrale zenuwstelsel zich vanuit de neurale buis, die is afgeleid van het dorsale ectoderm. Het craniale deel van de neurale buis vormt de 3 primaire cerebrale blaasjes.

een van deze cerebrale blaasjes ontwikkelt zich tot het prosencephalon (voorhersenen). De andere 2 cerebrale blaasjes ontwikkelen zich tot de rhombencephalon (hindbrain) en mesencephalon (midbrain). De prosencephalon scheidt in de diencephalon en telencephalon.

segmentatie van het telencephalon in extra halfrondsecties

afhankelijk van de leeftijd van het specifieke deel wordt het telencephalon in evolutionaire termen verdeeld in 3 extra secties.

het oudste deel wordt gevormd door het paleocortex (paleopallium), dat wordt vertegenwoordigd door het rhinencephalon in de volwassen hersenen. Het rhinencephalon omvat de olfactorische bol, olfactorische darm, septum, en corticale deel van de amygdala.

de archicortex (of archipallium; het oudere deel) ontwikkelt zich uit het mediale deel van de embryonale hersenen, en in de volwassen hersenen vormt het de hippocampus met daarin de cornu ammonis (hoorn van Amon), fornix (boog) en indusium griseum (supracallosale gyrus).

de hippocampus is het grootste deel van de archicortex en speelt een belangrijke rol bij de vorming van het geheugen, vooral tijdens de overdracht van informatie van het korte-naar het lange-termijngeheugen.

het Papezcircuit

deze geheugenoverdracht wordt mogelijk gemaakt door het papezcircuit, dat bestaat uit hippocampale afferenten en efferenten. De afferents van de hippocampus zijn voornamelijk afkomstig uit het entorhinale gebied, dat informatie van de olfactorische bol, amygdala, en neocortex bemiddelt.

meer afferenten bereiken de hippocampus via de thalamus en de cingulate gyrus. De efferents die de hippocampus verlaten lopen voornamelijk via de fornix, om uitsluitend in het gebied van het mamillair lichaam te eindigen. Vanaf het mamillaire lichaam wordt het Papez circuit gesloten via de verbinding met de thalamus door middel van de mammillotalamische tractus (bundel van Vicq d ‘ Azyr).

afbeelding: Papez circuit. By NotMySecondOpinion, License: Public domain

de neocortex (het nieuwste deel) vertegenwoordigt het grootste deel van het telencephalon. Het omvat insula en corpus striatum van de volwassen hersenen.

de neocortex kan worden onderverdeeld in 50 gebieden, aangeduid als Brodmann gebieden. Specifieke functies worden geassocieerd met elk Brodmann-gebied, zoals geïllustreerd door Broca-gebied en Wernicke-gebied, die beide het taalgebied van de hersenen vertegenwoordigen. Broca ’s gebied ligt in Brodmann gebieden 44 en 45, terwijl Wernicke’ s gebied ligt in gebied 22.

Afbeelding: Brodmann Areas. Door Phil Schatz, Licentie: CC BY 4.0

histologische structuur van de hersenschors

met betrekking tot de corticale histologische structuur, de 2 evolutionaire oudere delen, d.w.z. de paleopallium en de archipallium hebben een andere structuur dan de neocortex. De buitenste laag van de neocortex bestaat uit 6 lagen, en het wordt ook wel de isocortex genoemd, terwijl de buitenste laag van de paleopallium en archipallium de allocortex wordt genoemd, en bestaat uit 3 lagen.

twee typen neuronen bevinden zich in de neocortex. Een van deze wordt vertegenwoordigd door niet-piramidale cellen, die via de zender GABA worden geremd, en piramidale cellen, die de meerderheid van neuronen (85%) vormen en door de zenders glutamaat en aspartaat worden opgewekt.

de macroscopische structuur van het Telencephalon

afbeelding: Cerebrum. Door Phil Schatz, Licentie: CC BY 4.0

het telencephalon bestaat uit 2 hemisferen, met 6 grote kwabben per hemisferen. De rechter-en linkerhemisfeer zijn gescheiden door de interhemisferische spleet, en zijn functioneel verbonden via het corpus callosum (Latijn voor ’taai lichaam’).

Eén halfrond domineert en verricht de verwerking voor taalkundige en computationele activiteiten. Daarnaast zijn functies zoals lezen en schrijven gelokaliseerd binnen deze specifieke hemisfeer. Voor de meerderheid van de rechtshandige mensen is de linkerhersenhelft de dominante, en slechts voor een klein deel van de linkshandige mensen is de rechterhersenhelft dominant.

de 6 belangrijkste kwabben zijn de frontale kwab, de pariëtale kwab, de temporale kwab, de occipitale kwab, de insulaire kwab en de limbische kwab. Daarnaast heeft elke hemisfeer 3 oppervlakken en 2 randen. De bovengenoemde oppervlakken zijn het mediale oppervlak, superolaterale oppervlak en een inferieur oppervlak. De corresponderende grenzen zijn de superieure marge en de onvruchtbare marge.

afbeelding: kwabben van de hersenschors. Door Phil Schatz, Licentie: CC BY 4.0

van buitenaf bekeken worden de kwabben van elkaar gescheiden door de primaire sulci (cerebrale sulci). Deze omvatten de centrale sulcus (sulcus van Rolando) tussen de pariëtale en frontale kwabben; de laterale sulcus tussen de temporale, frontale en pariëtale kwabben; en de parietooccipitale sulcus tussen de pariëtale en occipitale kwabben.

de calcarine sulcus behoort ook tot de primaire sulci en deelt de occipitale kwab in een bovenste en een onderste gedeelte.Naast de primaire sulci zijn er ook secundaire en tertiaire sulci, waarbij de secundaire sulci elke kwab verder onderverdeelt. De tertiaire sulci zijn verantwoordelijk voor de individuele sulci van de cortex, ontwikkelen zich na de geboorte, en worden beïnvloed door niet-genetische factoren.Niet alleen de cerebrale sulci, maar ook de hersenconvoluties (cerebrale gyri) vergroten het oppervlak van de hersenen. Deze convoluties worden geïllustreerd door de precentrale gyrus en de postcentrale gyrus, die hieronder worden besproken.

structuur van de frontale kwab

afbeelding: frontale kwab. By Gray, vectorized by Mysid, colored by was_a_bee, License: Public domain

verschillende functionele centra zijn te vinden in de frontale kwab gebied. Ze kunnen worden toegeschreven aan bepaalde gebieden van de cortex en bepaalde gyri. De superior en middle frontale gyri, de inferior frontale gyrus en de precentrale gyrus worden onderscheiden met betrekking tot de gyri.

de functie van de bovenste en middelste frontale gyri

de frontale associatieschors is gelokaliseerd binnen het gebied van de bovenste en middelste frontale gyri. De frontale associatie cortex bestaat uit de prefrontale cortex en motor-gerelateerde gebieden met uitzondering van de primaire motorische cortex. De prefrontale cortex wordt geassocieerd met de verwerking van een verscheidenheid aan informatie ontvangen van verschillende kwabben en deze informatie wordt doorgegeven aan de primaire motor cortex. Het reguleert het gedrag in reactie op de veranderende omgeving. Cognitieve signalen worden doorgegeven aan de motorische gebieden. Gebaseerd op de Brodmann gebieden, bevindt de frontale associatie cortex zich binnen gebieden 9-11. De verwerking geassocieerd met hogere mentale vermogens, zoals geplande acties, wordt uitgevoerd binnen de associatie cortex.

symptomatologie geassocieerd met een verwonding in het gebied van de frontale associatie cortex

een verwonding in dit gebied leidt onder andere tot tekorten in de planning van acties. Bovendien kan het leiden tot algemene rijstoornissen die zich voordoen als een verminderde denkcapaciteit en een verminderde concentratie, evenals een vermindering van spontane bewegingen.Laesies die zich voornamelijk in het orbitale deel van de frontale kwab (gebied 11) bevinden, leiden voornamelijk tot aantasting van de affectieve toestand. Dit kan onder andere leiden tot ongeremd, verdacht en opvliegend gedrag, en ook te overdreven jokulariteit van de kant van de patiënt.

let op: Associatievelden zijn niet geassocieerd met een bepaald gebied van de cortex en ontvangen geen informatie van de thalamus.

functie van de inferieure frontale gyrus

afbeelding: Gyrus frontalis inferior. Door Grijs, vectorized door Mysid, gekleurd door was_a_bee, Licentie: Public domain

de inferieure frontale gyrus kan als volgt worden onderverdeeld in verdere secties: pars orbitalis, pars opercularis en pars triangularis.= = Plaatsen in de nabije omgeving = = de onderstaande figuur toont nabijgelegen plaatsen in een straal van 16 km rond Brodmann. De 2 taalcentra worden behandeld in het aparte artikel ‘Telencephalon-Language Centers, Structure of the Limbic System, and Basal Ganglia’.

de functie van de middelste frontale gyrus

een ander centrum, dat zich in de frontale kwab bevindt, is het frontale oogveld. Dit komt overeen met Gebied 8 van Brodmann en bevindt zich in de middelste frontale gyrus. Zijn functie is om vrijwillige oogbewegingen te controleren.

hiertoe ontvangt het afferents van de primaire en secundaire visuele cortex en levert het efferents aan de hersenspierkernen van de schedelzenuwen III, IV en VI, via de superieure colliculus. Deze craniale zenuwen zijn verantwoordelijk voor de innervatie van de oogspierkernen.

de functie van de precentrale gyrus

afbeelding: Gyrus praecentralis. Door Grijs, vectorized door Mysid, gekleurd door was_a_bee, Licentie: Public domain

de precentrale gyrus, premotorische cortex (gebied 6) en aanvullende motorische cortex (gebied 6) zijn geassocieerd met het motorsysteem. De primaire somatomotorische cortex (gebied 4) bevindt zich in het gebied van de precentrale gyrus, die zich voor de centrale sulcus bevindt. Van oorsprong hier, de piramidale tractus blijft de respectieve lichaamsdelen als efferent.

de motorische cortex zelf ontvangt afferenten uit het gebied van de thalamus (ventrale laterale kern) en uit de postcentrale gyrus (zie basale ganglia lus).De premotorische cortex en de aanvullende motorische cortex hebben vergelijkbare afferents. De efferenten gaan van de premotorische cortex naar het cerebellum via de frontopontine tractus, en het cerebellum projecteert dan terug in de primaire motorische cortex. Dit creëert een soort besturingsmechanisme dat fijne regeling van bewegingen mogelijk maakt.

Bewegingssequenties worden daarentegen opgeslagen en gepland in het aanvullende motorgebied.

klinische symptomen geassocieerd met schade aan het piramidale kanaal

bij het opsporen van de symptomen geassocieerd met schade aan het piramidale kanaal zijn 2 factoren bijzonder belangrijk. Ten eerste is er het feit dat tot 80% van de piramidale tractus kruist (piramidale decussatie) naar de andere kant op het niveau van de medulla oblongata, en ten tweede zijn de respectieve lichaamsdelen somatotopisch georganiseerd binnen het gebied van de precentrale gyrus. Deze somatotopische verdeling kan worden geïllustreerd met behulp van de motor homunculus.

afhankelijk van het feit dat binnen het gebied van de medulla oblongata 80% van de vezels van de piramidale tractus kruisen naar de tegenoverliggende zijde (de resterende delen vormen 20%), leidt de centrale beschadiging van de piramidale tractus tot motorische defecten aan de contralaterale zijde van het lichaam.Deze motorische defecten komen voor als parese, waarbij schade aan de piramidale tractus, d.w.z. het 1e motorische neuron, de vorm aanneemt van spastische verlamming. De eerste presentatie is slappe verlamming, als gevolg van’spinale shock’. De spastische verlamming vormt zich meestal binnen een tijdsbestek van 3-4 weken.

een permanente slappe verlamming ontstaat wanneer het 2e motorische neuron beschadigd is. Deze 2 vormen van parese kunnen worden onderscheiden op basis van klinische parameters.Spastische verlamming manifesteert zich klinisch in termen van overdreven proprioceptieve reflexen en verzwakte of ontbrekende polysynaptische reflexen, bijvoorbeeld, naast andere bestaande pathologische reflexen. Het Babinski-teken is een voorbeeld van een pathologische reflex, uitgedrukt als dorsiflexion van de grote teen wanneer het laterale plantaire oppervlak wordt gewreven. De resterende tenen blijven in hun oorspronkelijke positie of uitgespreid in een waaier-vorm positie.

afbeelding: tekening van Babinski’ s teken, Duitse bijschriften. Door Roxbury, Licentie: CC BY-SA 3.0

slappe of perifere verlamming wordt gekenmerkt door een afwezigheid van peesreflexen, terwijl, in tegenstelling, de polysynaptische reflexen worden meestal niet beïnvloed. Pathologische reflexen komen ook niet voor in een perifere parese. Bovendien leidt slappe verlamming tot neurogene atrofie van de spieren. De spieren worden meestal niet beïnvloed in spastische verlamming als gevolg van de verhoogde spiertonus. Spastische verlamming-gerelateerde immobilisatie kan ook leiden tot lichte spieratrofie. De homunculus kan worden gebruikt om verdere conclusies te trekken over de respectieve centrale locatie van de stoornis.

bijvoorbeeld, een verwonding in het gebied van de parasagittale corticale zone, die wordt gevoed door de voorste cerebrale slagader, leidt tot een spastische verlamming van de benen.

structuur van de pariëtale kwab

afbeelding: pariëtale kwab. By Gray, vectorized by Mysid, colored by was_a_bee, License: Public domain

de postcentrale gyrus, secundaire somatosensorische cortex en pariëtale associatie cortex zijn gelokaliseerd binnen de pariëtale kwab.

functie van de postcentrale gyrus

afbeelding: Gyrus postcentralis. By Gray, vectorized by Mysid, colored by was_a_bee, License: Public domain

de postcentrale gyrus omvat de somatosensorische cortex, waar de sensorische afferents (gevoel van pijn, aanraking en temperatuur) van de periferie worden verwerkt. Deze afferents bereiken de somatosensorische cortex, waarbij de thalamus fungeert als een filter (een ‘poort naar de geest’) – voornamelijk via de ventrale posteromediale kern en de ventrale posterolaterale kern van de thalamus.

de efferente vezels, afkomstig van de somatosensorische cortex, gaan over naar de secundaire somatosensorische cortex en de motorische cortex (precentrale gyrus).

de vezels in het gebied van de postcentrale gyrus zijn somatotopisch georganiseerd en komen overeen met de vezels van de precentrale gyrus, zodat er ook een sensorische homunculus naast de motorische homunculus wordt gevonden.De homunculus illustreert hoe individuele regio ‘ s een sterkere of zwakkere zintuiglijke innervatie hebben, ongeacht hun anatomische grootte. Zo hebben de handen en de tong een relatief groot innervatiegebied in de homunculus, terwijl de dijen bijvoorbeeld slechts een relatief klein gebied hebben.

afbeelding: illustratie uit anatomie & Fysiologie, Connexions Website. Door OpenStax College, Licentie: CC BY 3.0

functie van de secundaire somatosensorische cortex

informatie afkomstig van de somatosensorische cortex wordt geïnterpreteerd of geclassificeerd binnen de secundaire somatosensorische cortex (gebieden 5 en 7).

functie van de pariëtale associatie cortex

naast de frontale associatie cortex (zie hierboven) is er ook een pariëtale associatie cortex, die bestaat uit De hoekige gyrus en supramarginale gyrus van de pariëtale kwab.

De hoekige gyrus (gebied 39), die zich op boogachtige wijze rond het einde van de bovenste temporale sulcus slingert, bemiddelt tussen de secundaire gehoorschors en de secundaire visuele cortex. Dit verklaart het belang van de pariëtale associatie cortex met betrekking tot functies zoals lezen of schrijven.

de pariëtale associatie cortex wordt geassocieerd met de verwerking van ruimtelijke gebeurtenissen. Een laesie op dit gebied resulteert in verlies van geheugen met betrekking tot de verdeling of fysieke opstelling van lichaamsdelen. Patiënten kunnen zich niet bewust zijn van de ene helft van het lichaam, tenzij er aan herinnerd. Verder kunnen ze een illusie hebben van hun afwezigheid en kunnen ze overtuigd zijn van dit idee. Ze kunnen ook niet in staat zijn om bekende routes uit te leggen en te volgen, kunnen een bepaalde kant van hun huis verwaarlozen, en kunnen ten onrechte wenden tot de verkeerde kant wanneer gevraagd.

de supramarginale gyrus (gebied 40) bevindt zich aan het einde van de laterale sulcus.