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Der Frontallappen. Merkmale, Funktionen und assoziierte Störungen

Der Frontallappen ist ein Teil der Großhirnrinde des Gehirns. Die beiden Lappenpaare werden als linker und rechter Frontalkortex bezeichnet.

Wie der Name schon sagt, befindet sich der Frontallappen im vorderen Teil des Kopfes, unter den Stirnknochen des Schädels und in der Nähe der Stirn. Es war die letzte Region des Gehirns, die sich entwickelt hat, und ist somit eine relativ neue Ergänzung der Struktur.

Alle Säugetiere haben einen Frontallappen, wobei Größe und Komplexität je nach Art variieren. Die meisten Untersuchungen deuten darauf hin, dass Primaten größere Frontallappen haben als viele andere Säugetiere.

Die beiden Gehirnhälften steuern weitgehend die Vorgänge auf den gegenüberliegenden Seiten des Körpers. Der Frontallappen bildet da keine Ausnahme.

So beeinflusst der linke Frontallappen die Muskeln auf der rechten Seite des Körpers. In ähnlicher Weise steuert der rechte Frontallappen die Muskeln der linken Körperhälfte. So kann festgestellt werden, wie der Körper durch eine Hirnverletzung beeinträchtigt wird.

Das Gehirn ist ein komplexes Organ, in dem Milliarden von Zellen, sogenannte Neuronen, zusammenarbeiten. Vieles von dem, was diese Neuronen tun und wie sie funktionieren, ist nicht vollständig geklärt.

Der Frontallappen arbeitet mit anderen Hirnregionen zusammen, um die Gesamtfunktion des Gehirns zu steuern. Die Gedächtnisbildung zum Beispiel hängt von sensorischen Informationen ab, die wiederum von zahlreichen Bereichen des Gehirns abhängen. Es ist daher ein Fehler, eine Gehirnfunktion einer einzigen Region zuzuordnen.

Außerdem kann das Gehirn „neu verdrahtet“ werden, um eine Verletzung zu kompensieren. Dies bedeutet nicht, dass sich der Frontallappen von allen Verletzungen erholen kann, sondern dass sich andere Hirnregionen als Reaktion auf eine Verletzung des Frontallappens verändern können.

Die Frontallappen sind die größten Lappen des menschlichen Gehirns und sind auch die am häufigsten verletzte Region bei traumatischen Hirnverletzungen

Primärer motorischer Kortex oder Bereich

Der primäre motorische Kortex (M1, Brodmann-Areal 4) befindet sich im präzentralen Gyrus unmittelbar rostral des zentralen Sulcus

Es ist die Quelle der kortikalen Neuronen, die in den Hirnstamm und das Rückenmark projiziert werden, um die Neuronen zu aktivieren, die an der Kontrolle der willkürlichen Bewegungen beteiligt sind

Er erhält Informationen aus dem primären somatosensorischen Areal (S1, im Gyrus postcentralis
) und dem prämotorischen Kortex sowie aus dem ventralen Kern des Thalamus (ein Relaiskern mit Projektionen aus dem Kleinhirn)

Diese Inputs modulieren den Output von M1 und liefern Informationen über die Position, das Timing und die Koordination
von Willkürbewegungen. Der Ausgang von M1 geht durch die innere Kapsel
zur Synapse im Hirnstamm (die Projektion, die als kortikobulbärer Trakt bezeichnet wird)
oder im Rückenmark (der kortikospinale Trakt )

Eine Schädigung von M1 führt zu kontralateralen motorischen Defiziten, zunächst zu schlaffer Hemiplegie/Hemiparese und später zu spastischer Hemiplegie/Hemiparese.
spastischer Hemiplegie/Hemiparese

Je nach dem Ausmaß der kortikalen Schädigung können diese Defizite
auf eine bestimmte Körperregion beschränkt sein oder allgemeiner aus
fallen.

Prämotorischer Kortex

Der prämotorische Kortex befindet sich unmittelbar rostral von M1. Seine Hauptfunktion besteht darin, die Integration von sensorischen und motorischen Informationen für die Ausführung einer Handlung (Praxis) zu unterstützen

Es erhält daher Informationen aus dem sekundären Bereich (unmittelbar kaudal von S1 im Kortex parietal) und der anteriore Thalamuskern (ein Relaiskern mit Projektionen aus den Basalganglien, die ihrerseits eine Gruppe von subkortikalen Kernen sind, die die motorische Aktivität modulieren)

Der Output des prämotorischen Kortex geht an M1 und den kontralateralen prämotorischen Bereich (über das Corpus
callosum)

Eine Schädigung des prämotorischen Kortex kann zu Apraxie führen, d. h. zur Unfähigkeit, geschickte Handlungen auszuführen, die zuvor (ohne Lähmung) möglich waren, zu Defiziten bei der kontralateralen Feinmotorik, z. B. bei der Ausführung komplexer serieller Bewegungen, und zu Schwierigkeiten bei der Nutzung sensorischer Rückmeldungen für die Kontrolle und Ausführung von Bewegungen.

Dorsolateraler präfrontaler Kortex

Der dorsolaterale präfrontale Kortex befindet sich in der Konvexität des präfrontalen Kortex, oberhalb des orbitalen frontalen Kortex und anterior des prämotorischen Kortex

Es wurde festgestellt, dass der dorsolaterale präfrontale Kortex an den übergeordneten Kontrollfunktionen verschiedener kognitiver Aufgaben wie Entscheidungsfindung, Neuheitserkennung, Arbeitsgedächtnis, Konfliktmanagement, Stimmungsregulierung, Theory of Mind und Synchronisation beteiligt ist

Orbitofrontaler Kortex

Der orbitofrontale Kortex (OFC) ist der Bereich des präfrontalen Kortex, der direkt über den Augenhöhlen liegt. Es befindet sich daher im vordersten Teil des Gehirns und hat weitreichende Verbindungen zu sensorischen Bereichen und Strukturen des limbischen Systems, die mit Emotionen und Gedächtnis zu tun haben.

Der orbitofrontale Kortex ist ein wenig bekannter Bereich des Gehirns, der jedoch aufgrund einiger Funktionen, die er bei der Wahrnehmung höherer Ordnung, z. B. bei der Entscheidungsfindung, spielen soll, großes Interesse weckt

Der präfrontale Kortex und die Frontallappen im Allgemeinen gelten als wesentlich für rationales Denken, Schlussfolgerungen und sogar für die volle Entfaltung der Persönlichkeit

Daher hat sich ein Großteil der Forschung zur COF auf Funktionen konzentriert, die für die Denkprozesse, die den Menschen von anderen Arten mit „geringeren“ kognitiven Fähigkeiten unterscheiden, besonders wichtig zu sein scheinen. Wir wissen jedoch nur sehr wenig über den orbitofrontalen Kortex, und es ist umstritten, inwieweit die Funktionen, die ihm im Folgenden zugeschrieben werden, tatsächlich durch den COF reguliert werden.

Der Frontallappen spielt eine Schlüsselrolle bei der Zukunftsplanung, einschließlich Selbstmanagement und Entscheidungsfindung.

Menschen mit einer Schädigung des Frontallappens haben oft Schwierigkeiten, Informationen zu sammeln, sich an frühere Erfahrungen zu erinnern und auf der Grundlage dieser Informationen Entscheidungen zu treffen.

Zu den vielen anderen Funktionen, die der Frontallappen im Alltag erfüllt, gehören

  • Sprechen und Sprachproduktion: Das Broca-Areal, eine Region des Frontallappens, hilft bei der Umwandlung von Gedanken in Wörter. Eine Schädigung dieses Bereichs kann die Fähigkeit zu sprechen, Sprache zu verstehen oder sinnvolle Sprache zu produzieren, beeinträchtigen.
  • Einige motorische Fähigkeiten: Der Frontallappen beherbergt den primären motorischen Kortex, der bei der Koordinierung willkürlicher Bewegungen wie Gehen und Laufen hilft.
  • Vergleich von Objekten: Der Frontallappen hilft bei der Kategorisierung und Klassifizierung von Objekten sowie bei der Unterscheidung zwischen verschiedenen Gegenständen.
  • Gedächtnisbildung: Praktisch jede Region des Gehirns spielt eine Rolle beim Gedächtnis, der Frontallappen ist also nicht einzigartig. Forschungsergebnisse deuten jedoch darauf hin, dass es eine Schlüsselrolle bei der Bildung des Langzeitgedächtnisses spielt.
  • Verstehen und Reagieren auf die Gefühle anderer: Der Frontallappen ist für die Empathie unerlässlich.
  • Persönlichkeitsbildung: Das komplexe Zusammenspiel von Impulskontrolle, Gedächtnis und anderen Aufgaben trägt dazu bei, die wichtigsten Eigenschaften eines Menschen zu formen. Eine Schädigung des Frontallappens kann die Persönlichkeit radikal verändern.
  • Belohnungssuchendes Verhalten und Motivation: Die meisten dopaminempfindlichen Neuronen des Gehirns befinden sich im Frontallappen. Dopamin ist ein chemischer Stoff im Gehirn, der zu Belohnungsgefühlen und Motivation beiträgt.
  • Aufmerksamkeitsmanagement, einschließlich selektiver Aufmerksamkeit: Wenn der Frontallappen die Aufmerksamkeit nicht richtig steuern kann, können Störungen wie die Aufmerksamkeitsdefizitstörung (ADHS) auftreten.

Eine Schädigung des Frontallappens wird in der Regel durch einen Schlaganfall oder ein Trauma verursacht. Sie kann auch durch eine degenerative Erkrankung verursacht werden, d. h. eine Krankheit, die sich mit der Zeit verschlimmert.

Es gibt noch andere, weniger häufige Erkrankungen, die ebenfalls den Frontallappen betreffen können.

Traumatische Hirnverletzung

Aufgrund seiner Lage ist der Frontallappen bei einem Kopftrauma besonders anfällig für Schäden

Die Verletzung kann durchdringend sein, wie eine Schusswunde, oder nicht durchdringend, wie ein Schlag auf den Kopf bei einem Verkehrsunfall.

Traumatische Hirnverletzungen sind unterschiedlich schwerwiegend. Viele Menschen erholen sich innerhalb weniger Tage von einem Schädel-Hirn-Trauma, doch die schwersten Formen können zu dauerhaften Hirnschäden oder sogar zum Tod führen.

Anschläge

Auch Schlaganfälle können den Frontallappen schädigen. Wenn die Durchblutung des Frontallappens unterbrochen ist, kommt es zu einem Funktionsverlust in diesem Teil des Gehirns. Dies kann auch als Folge von Blutungen im Gehirn auftreten.

Eine vaskuläre Demenz kann nach mehreren kleinen Schlaganfällen auftreten. Sie ist die häufigste Ursache für Beeinträchtigungen des Frontallappens. Vaskuläre Demenz wird mit der Alzheimer-Krankheit und anderen degenerativen Hirnerkrankungen in Verbindung gebracht

Demenz

Demenz ist ein Begriff für Erkrankungen, die zu Gedächtnisverlust und anderen Problemen des Denkens und der Schlussfolgerungen führen.

Frontotemporale Demenz (FTD) ist eine Gruppe von Erkrankungen, die den Frontal- und Temporallappen betreffen. FTD ist die zweithäufigste Ursache von Demenz bei Menschen unter 65 Jahren.

Menschen mit FTD zeigen häufig Veränderungen im Verhalten und in der Persönlichkeit. Sie können auch Probleme mit der Sprache haben.

Menschen mit einer Form der Alzheimer-Krankheit, der sogenannten frontalen Variante der Alzheimer-Krankheit, können ähnliche Symptome aufweisen. Diese Form der Alzheimer-Krankheit wird manchmal als FTD fehldiagnostiziert.

Eine der berühmtesten Frontallappenverletzungen erlitt der Eisenbahnarbeiter Phineas Gage.

Gage überlebte, nachdem ein Eisenbahndorn einen Teil seines Frontallappens durchbohrt hatte. Obwohl Gage überlebte, verlor er sein Auge und einen Großteil seiner Persönlichkeit.

Gages Persönlichkeit veränderte sich drastisch, und der einst sanftmütige Arbeiter hatte Schwierigkeiten, auch nur die einfachsten Pläne zu befolgen. Er wurde in Sprache und Verhalten aggressiv und hatte wenig Impulskontrolle.

Vieles von dem, was wir über den Frontallappen wissen, stammt aus den Fallberichten von Gage. Diese sind jedoch inzwischen angefochten worden. Über die Persönlichkeit von Gage vor seinem Unfall ist wenig bekannt, und viele Geschichten über ihn sind möglicherweise übertrieben oder unwahr.

Der Fall zeigt, dass sich unser Wissen über das Gehirn ständig weiterentwickelt. Daher ist es nicht möglich, den Ausgang einer bestimmten Frontallappenverletzung genau vorherzusagen, und ähnliche Verletzungen können sich von Mensch zu Mensch sehr unterschiedlich entwickeln.

Im Allgemeinen können jedoch Schädigungen des Frontallappens aufgrund von Kopfverletzungen, Schlaganfällen, Tumoren und Krankheiten die folgenden Symptome hervorrufen:

  • Verlust der einfachen Bewegung verschiedener Körperteile(Lähmung)
  • Unfähigkeit, eine Abfolge komplexer Bewegungen zu planen, die für die Ausführung von Aufgaben mit mehreren Schritten erforderlich sind, wie z. B. das Zubereiten eines Kaffees(Sequencing)
  • Verlust der Spontaneität in der Interaktion mit anderen (Sequenzierung)
  • Unfähigkeit, Sprache auszudrücken(Broca-Aphasie)
  • Verlust der Flexibilität im Denken und Beharren auf einem einzigen Gedanken oder Verhalten(Perseveration)
  • Unfähigkeit, sich auf eine Aufgabe zu konzentrieren und Ablenkungen herauszufiltern (Aufmerksamkeit)
  • Stimmungsschwankungen(Emotionale Labilität)
  • Schwierigkeiten beim Lösen von Problemen
  • Schwierigkeiten bei der Hemmung oder Kontrolle einer Reaktion oder eines Impulses(Enthemmung)
  • Verminderte Motivation, Initiierung und Ausdauer bei Aktivitäten(Adynamie)
  • Vermindertes Bewusstsein/Wahrnehmung von Schwierigkeiten
  • Veränderungen im Sozialverhalten
  • Veränderungen in der Persönlichkeit

Medizinisches Fachpersonal kann mit Hilfe von diagnostischen Scans Schlaganfälle und Infektionen des Frontallappens diagnostizieren. Zu den Optionen gehören die Magnetresonanztomographie (MRI) und die Computertomographie (CT oder CAT).

Bei der MRT wird mithilfe eines Magnetfelds und von Radiowellen ein zwei- oder dreidimensionales Bild des Gehirns erstellt. Bei einem CT-Scan wird ein dreidimensionales Bild aus mehreren Röntgenstrahlen erstellt.

Einige Ursachen, wie Demenz oder ein Schädel-Hirn-Trauma, können sich auf einem Scan als Atrophie, also als Verlust von Hirngewebe, zeigen. Es ist auch möglich, dass der Scan nichts anzeigt.

Sowohl MRT- als auch CT-Untersuchungen sind wirksame Instrumente zur Diagnose der vaskulären Demenz.

Eine vollständige neuropsychologische Beurteilung oder ein Gehirnerschütterungstest können einem Arzt helfen, die Schädigung des Frontallappens zu beurteilen. Diese Tests untersuchen

  • Sprachliche Fähigkeiten
  • Motorische Fähigkeiten
  • Soziales Verhalten
  • Spontaneität
  • Impulskontrolle
  • Speicher
  • Lösung von Problemen
  • Sprache

Die Behandlung von Frontallappenverletzungen konzentriert sich zunächst auf die Beseitigung der Ursache der Verletzung. Der Arzt kann Medikamente zur Behandlung einer Infektion, eine Operation zur Entfernung eines Tumors oder Medikamente zur Verringerung des Herzinfarktrisikos verschreiben.

Je nach Ursache der Verletzung können auch Maßnahmen der Lebensführung helfen. Eine Schädigung des Frontallappens nach einem Schlaganfall kann zum Beispiel bedeuten, dass man sich gesünder ernähren und mehr bewegen muss, um das Risiko eines weiteren Schlaganfalls zu verringern.

Sobald die ursprüngliche Ursache der Verletzung beseitigt ist, konzentriert sich die Behandlung darauf, der Person zu helfen, so viel Funktion wie möglich wiederzuerlangen.

Manchmal kann das Gehirn lernen, eine Verletzung zu umgehen, indem andere Regionen die Schädigung des Frontallappens kompensieren. Ergotherapie, Logopädie und Physiotherapie können diesen Prozess fördern

Diese Behandlungen können besonders in den frühen Phasen der Genesung hilfreich sein, wenn das Gehirn zu heilen beginnt.

Eine Schädigung des Frontallappens kann Persönlichkeit, Emotionen und Verhalten beeinträchtigen. Einzel-, Paar- und Familienberatung können helfen, diese Veränderungen zu bewältigen.

Auch Medikamente zur Impulskontrolle können hilfreich sein, insbesondere für Menschen, die Probleme mit Aufmerksamkeit und Motivation haben.

Die Behandlung von Schädigungen des Frontallappens ist oft vielfältig und erfordert ständige Aufmerksamkeit und eine kontinuierliche Neubewertung der Behandlungsstrategie. Dazu können Sprach- und Beschäftigungstherapeuten, Ärzte, Psychotherapeuten, Neurologen, Bildgebungsspezialisten und andere Fachleute gehören.

Die Genesung nach einer Frontalverletzung ist oft ein langer Prozess. Durchbrüche können plötzlich oder unregelmäßig auftreten und sind nicht vollständig vorhersehbar. Die Genesung ist eng mit einer unterstützenden Pflege, regelmäßigen kognitiven Herausforderungen und einer gesundheitsfördernden Lebensweise verbunden.

Ismael Abogado

Ismael Abogado

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