Struktur und Funktion
Die Oberfläche des Großhirns wird als Kortex bezeichnet. Sie ist etwa zwei Millimeter dick und hat viele Falten, die Grate (Gyri) und Rillen (Sulci) bilden. Eine Fissur ist eine tiefere Furche und wird oft als Synonym für einen Sulcus verwendet. Das Großhirn wird durch eine Längsfissur in eine linke und eine rechte Hemisphäre geteilt, die unter verschiedenen Namen bekannt ist: Längsfissur, zerebrale Fissur, mediane Längsfissur, interhemisphärische Fissur. Jede Gehirnhälfte ist durch einen zentralen Sulcus, einen parieto-okzipitalen Sulcus und eine laterale Fissur in vier separate Lappen unterteilt. Der zentrale Sulcus verläuft von posterior-medial nach anterior-lateral und trennt den Frontallappen vom Parietallappen. Der Sulcus parieto-occipitalis trennt den Parietallappen vom Occipitallappen. Die laterale Fissur (Sylvianfissur) ist eine seitlich gelegene horizontale Fissur und trennt den Temporallappen vom Frontal- und Parietallappen.
Frontallappen
Der Frontallappen befindet sich vor dem Sulcus centralis und oberhalb der lateralen Fissur. Der Frontallappen teilt sich weiter auf in einen oberen, mittleren und unteren Frontalgyrus, den primären motorischen Kortex und den Orbitalbereich. Diese Bereiche steuern gemeinsam unsere exekutiven und motorischen Funktionen. Er steuert das Urteilsvermögen, die Problemlösung, die Planung, das Verhalten, die Persönlichkeit, die Sprache, das Schreiben, das Sprechen, die Konzentration, die Selbstwahrnehmung und die Intelligenz. Der primäre motorische Kortex befindet sich im präcentralen Gyrus des Frontallappens und liegt unmittelbar vor dem zentralen Sulcus. Der prämotorische Kortex ist dem primären motorischen Kortex vorgelagert. Dieser Bereich steuert die kontralaterale Körper- und Extremitätenbewegung. Die mediale Region steuert die untere Extremität. Die superior-laterale Region steuert die obere Extremität und die Hand. Die laterale Region steuert das Gesicht. Bestimmte Körperteile sind reichhaltiger innerviert, so dass sie nicht proportional den menschlichen Körper repräsentieren. Tatsächlich wird der größte Teil des primären motorischen Kortex für die Feinsteuerung der Hand-, Gesichts- und Lippenmuskulatur verwendet, was durch das Homunkulus-Modell gut repräsentiert wird. Innerhalb des mittleren frontalen Gyrus befindet sich der Bereich des frontalen Augenfeldes, der hauptsächlich für die kontralaterale Augenabduktion und die ipsilaterale Augenadduktion verantwortlich ist. Das Broca-Areal ist für die Sprache zuständig und ist nicht in beiden Hemisphären vorhanden. Stattdessen befindet es sich im inferioren frontalen Gyrus der dominanten Hemisphäre. Die dominante Hemisphäre ist bei den meisten Menschen die linke Hemisphäre. Daher ist das Broca-Areal am häufigsten im linken inferioren frontalen Gyrus zu finden.
Parietallappen
Der Parietallappen liegt hinter dem Sulcus centralis und vor dem Sulcus parieto-occipitalis. Dieser Lappen steuert die Wahrnehmung und Empfindung. Der primäre somatosensorische Kortex liegt im Gyrus postcentralis und befindet sich unmittelbar hinter dem Sulcus centralis. Der primäre somatosensorische Kortex steuert den Berührungs-, Temperatur- und Schmerzsinn des kontralateralen Körpers. Spiegelbildlich zum primären motorischen Kortex nimmt die mediale Region die unteren Extremitäten, die superior-laterale Region die oberen Extremitäten und die Hand und die laterale Region das Gesicht wahr. Ähnlich wie der primäre motorische Bereich nehmen die Hände, das Gesicht und die Lippen den größten Teil des somatosensorischen Bereichs ein und werden auch durch das Homunkulus-Modell gut dargestellt. Eine Schädigung des Scheitellappens kann sich durch ein Fehlen dieser Empfindungen sowie durch andere Symptome bemerkbar machen, je nachdem, ob die dominante oder die nicht-dominante Hemisphäre weiter geschädigt ist. Bei einer Schädigung des dominanten Parietallappens, in der Regel der linken Hemisphäre, treten Agraphie, Akalkulie, Fingeragnosie und Links-Rechts-Desorientierung auf. Das Auftreten dieser Symptome ist charakteristisch für das Gerstmann-Syndrom. Bei einer Schädigung des nicht dominanten Scheitellappens, in der Regel der rechten Hemisphäre, kommt es zu einer Agnosie der kontralateralen Seite der Welt – dies wird auch als hemisphärisches Neglect-Syndrom bezeichnet.
Occipitallappen
Der Occipitallappen liegt hinter dem Sulcus parieto-occipitalis und oberhalb des Tentorium cerebelli. Dieser Lappen interpretiert das Sehen, die Entfernung, die Tiefe, die Farbe und die Gesichtserkennung. Der Okzipitallappen erhält seine Informationen aus dem kontralateralen Gesichtsfeld beider Augen (d. h., der linke Okzipitallappen empfängt und interpretiert Informationen aus dem rechten Gesichtsfeld sowohl des linken als auch des rechten Auges).
Temporallappen
Der Temporallappen befindet sich unterhalb der lateralen Fissur und unterteilt sich weiter in einen oberen, mittleren und unteren Gyrus temporalis. Dieser Lappen steuert das Sprachverständnis, das Hören und das Gedächtnis. Das Wernicke-Areal ist für das Sprachverständnis zuständig und befindet sich nicht in beiden Hemisphären. Ähnlich wie das Broca-Areal befindet sich das Wernicke-Areal im Gyrus temporalis superior der dominanten Hemisphäre, die in der Regel die linke Hemisphäre ist. Daher befindet sich das Wernicke-Areal in den meisten Fällen im Gyrus temporalis superior. Der primäre auditorische Kortex befindet sich im Gyrus temporalis superior und verarbeitet die meisten auditorischen Informationen vom kontralateralen Ohr und einige vom ipsilateralen Ohr. Der Temporallappen kommuniziert mit dem Hippocampus und der Amygdala, um Erinnerungen zu bilden.
Nerven, die zum und vom Gehirn verlaufen, bestehen aus Dendriten, einem Zellkörper, einem Axon und einem Axonende. Die graue Substanz wird häufig austauschbar mit der Hirnrinde verwendet. Die graue Substanz impliziert jedoch, dass Axone, die nicht myelinisiert sind, grau erscheinen. Graue Substanz kann auch in tieferen Strukturen zu finden sein. Unterhalb der Hirnrinde befindet sich die weiße Substanz, was bedeutet, dass die Axone myelinisiert sind und weiß erscheinen. Die weiße Substanz empfängt und sendet Signale zum und vom Gehirn und ermöglicht aufgrund ihrer myelinisierten Axone eine schnelle Kommunikation zwischen verschiedenen Teilen des Gehirns. Die graue Substanz der Hirnrinde interpretiert die von den verschiedenen Körperteilen empfangenen Signale und sendet dann ein Antwortsignal aus.