Metathalamus

Medizinische Expertise: Dr. med. Nonnenmacher
Qualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer nat. Frank Meyer

Letzte Aktualisierung am: 15. März 2024

Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.

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Der Metathalamus ist Bestandteil des Diencephalons und beteiligt sich an der visuellen und auditiven Informationsverarbeit]ung. Läsionen in diesem Gehirnbereich können dementsprechend Seh- und Hörstörungen verursachen, die beispielsweise auf Schlaganfällen, [[Durchblutungsstörungen], erhöhtem Hirndruck, neurodegenerativen Erkrankungen, Tumoren und Schädel-Hirn-Traumata beruhen.

Was ist der Metathalamus?

Beim Metathalamus handelt es sich um eine anatomische Struktur im Gehirn, die zum Thalamus im Diencephalon (Zwischenhirn) gehört und aus zwei Teilen besteht: dem Corpus geniculatum laterale und dem Corpus geniculatum mediale. Diese beiden Strukturen bilden Vorsprünge in der Oberfläche des Diencephalons. Wegen ihrer Form nennt die Neurologie sie deshalb auch Kniehöcker.

Als anatomische Struktur des Gehirns gehört der Metathalamus zum zentralen Nervensystem. Das Gehirn sendet Signale an die Peripherie, wobei es sich absteigende (efferente) Bahnen zunutze macht. Darüber hinaus verarbeitet das Gehirn Informationen, die aus dem gesamten Körper stammen und über aufsteigende (afferente) Nervenbahnen das zentrale Nervensystem erreichen. Innerhalb des Gehirns setzen sich diese Bahnen zum Teil fort. Für die Funktion des Metathalamus sind die Seh- und Hörbahn relevant.

Anatomie & Aufbau

Der Metathalamus liegt im Diencephalon, das sich über dem Hirnstamm befindet, und umfasst zwei Kniehöcker. Diese sind als Corpus geniculatum laterale und Corpus geniculatum mediale bekannt. Das Corpus geniculatum laterale befinden sich im seitlichen Bereich des Metathalamus und setzt sich aus sechs Schichten zusammen.

Da die untersten beiden Schichten besonders große Nervenzellen enthalten, heißen sie magnozelluläre Schichten. Im Gegensatz dazu verfügen die parvozellulären Schichten über kleinere Neurone. Innerhalb des Gehirns verbinden Nervenfasern das Corpus geniculatum laterale mit Kernen des Hypothalamus und mit Teilen des Mittel- und Großhirns. Im Occipitallappen der Großhirnrinde befindet sich der visuelle Cortex, der das Sehzentrum des menschlichen Gehirns darstellt.

Das Corpus geniculatum mediale zählt zur Hörbahn und besteht aus drei Untereinheiten. Der Pars ventralis, der Pars medialis und der Pars dorsalis führen jeweils unterschiedliche Aufgaben aus. Auch das Corpus geniculatum mediale besitzt Verbindungen zu anderen Hirngebieten, vor allem zum auditiven Cortex des Großhirns sowie zum Stamm- und Mittelhirn.

Funktion & Aufgaben

Das Corpus geniculatum laterale ist überwiegend für die Verarbeitung visueller Informationen verantwortlich. Es arbeitet dabei mit bestimmten Gebieten des Großhirns eng zusammen. Zwischen dem visuellen Cortex und dem Corpus geniculatum laterale bewegen sich die Informationen über die Radiatio optica. Der seitliche Kniehöcker spielt für die Sehbahn eine wichtige Rolle, da hier 90% ihrer Nervenfasern enden.

Die Informationen aus der Sehbahn, die auch als Tractus opticus bekannt ist, stammen teils aus den genannten Hirnarealen, teils direkt von den Nervenzellen der Retina. Von den sechs Schichten des Corpus geniculatum laterale widmen sich drei der Verarbeitung von Reizen, die aus dem gegenüberliegenden (kontralateralen) Auge stammen, während die anderen Schichten für visuelle Wahrnehmungen aus dem Auge der gleichen (ipsilateralen) Seite zuständig sind. Jeweils eine magnozelluläre Schicht und zwei parvozelluläre Schichten beschäftigen sich mit einem Auge.

Das Corpus geniculatum laterale nimmt beim Farbensehen eine wichtige Rolle ein. Jede der Zellen verfügt über ein rezeptives Feld: Dieses entspricht dem Sichtfeld, welches die jeweilige Zelle abdeckt. Die magnozellulären Schichten ermitteln mit ihren größeren rezeptiven Feldern ein ungenaueres Bild, wohingegen die parvozellulären Schichten mithilfe der kleineren rezeptiven Felder eine höhere Schärfe erzielen.

Das Corpus geniculatum mediale beteiligt sich an der akustischen Wahrnehmung. Zellen des Pars ventralis reagieren auf unterschiedliche Frequenzen. Die synaptischen Verbindungen zwischen ihnen ermöglichen dabei interneuronalen Austausch und lassen Cluster von Nervenzellen entstehen. Diese Anordnung ermöglicht die Einteilung von Tönen in Oktaven und innerhalb eines Verbunds eine feinere Differenzierung von Frequenzen. Der Pars ventralis verarbeitet darüber hinaus andere akustische Informationen wie die Modulation.

Zusätzlich zu diesen Prozessen besteht die Aufgabe des Pars medialis darin, Informationen aus der Hörbahn mit Signalen zu verbinden, die nicht zur akustischen Wahrnehmung zählen. Dazu gehören beispielsweise Emotionen. Der Pars medialis unterhält deshalb eine Verbindung zum limbischen System; außerdem ist er mit den Colliculi inferiores assoziiert. Auch der Pars dorsalis übt eine kombinierende Funktion aus, indem er unter anderem somatosensorische Informationen einbezieht.

Krankheiten

Läsionen im Metathalamus manifestieren sich in unterschiedlichen Beschwerden; sie hängen davon ab, welcher Teil der Hirnstruktur geschädigt ist. Das Corpus geniculatum laterale und der visuelle Cortex stehen über die Radiatio optica miteinander in Verbindung.

Bei der Quadrantenanopsie handelt es sich um einen Gesichtsfelddefekt, der auf Schäden an der Radiatio optica beruhen kann. Die Nervenfasern, die noch intakt sind, übertragen weiterhin Informationen und erlauben dem Betroffenen dadurch teilweises Sehen. Die geschädigten Fasern unterbrechen jedoch die Weiterleitung visueller Signale und das entsprechende visuelle Feld fällt aus.

Besonderheiten des Metathalamus stehen jedoch nicht nur mit körperlichen Symptomen in Zusammenhang, sondern auch mit psychischen. Auf der Grundlage von Tierversuchen zur Unterscheidung von Lauten nehmen einige Forscher an, das Corpus geniculatum mediale sei an der Entstehung bestimmter Sprachstörungen beteiligt und könne in einigen Fällen bei der Lese-Rechtschreib-Schwäche eine Rolle spielen.

Zu den potenziellen Schadensursachen gehören Schlaganfälle, Blutungen und Durchblutungsstörungen, erhöhter Hirndruck, neurodegenerative Erkrankungen, Tumore und Schädel-Hirn-Traumata. Bei diesen Erkrankungen sind im Zusammenhang mit dem Metathalamus außerdem weitere auditive und visuelle Störungen möglich. Insbesondere weiträumige Schäden oder Läsionen an kritischen Stellen können auch zum vollständigen Verlust der jeweiligen Sinneswahrnehmung führen.

Quellen

Aumüller, G., et al.: Duale reihe Anatomie. Thieme, Stuttgart 2017
Renz-Polster, H., Krautzig, S. (Hrsg.): Basislehrbuch Innere Medizin. Urban & Fischer, München 2012
Weniger, W.: Gehirn und Nervensystem. Facultas, Wien 2019

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