Ein Connectom ist ein detailliertes Diagramm oder Kartierung der neuronalen Verbindungen in einem Gehirn oder in Teilen des Nervensystems. Es beschreibt die anatomischen Verbindungen zwischen den verschiedenen Neuronen und Hirnregionen, einschließlich der Art und Stärke der Verbindungen. Diese Informationen werden typischerweise durch die Untersuchung von Gewebeschnitten mit Hilfe von Techniken wie Elektronenmikroskopie oder hochauflösender Lichtmikroskopie gewonnen. Das Ziel der Erstellung von Connectomen ist es, ein besseres Verständnis der Architektur und Funktionsweise des Gehirns zu erlangen. Es ist ein aktives Forschungsgebiet in den Neurowissenschaften, insbesondere in Bezug auf die Untersuchung von Krankheiten des Nervensystems und der Entwicklung von Therapien zur Behandlung von neurologischen Erkrankungen.

Agenesis of the Corpus Callosum (ACC) is a congenital disorder characterized by the partial or complete absence of the corpus callosum, which is the major bundle of nerve fibers connecting the two hemispheres of the brain. This condition can occur in isolation or as part of a larger syndrome or genetic disorder. The severity of symptoms varies widely, ranging from mild developmental delays and intellectual disability to more severe neurological impairments. Common features include difficulties with communication, socialization, and motor skills. In some cases, ACC may also be associated with other brain abnormalities, such as hydrocephalus or heterotopias. The exact cause of ACC is not fully understood, but it is believed to result from disruptions in the development of the brain during fetal growth.

Ein Nervennetz, auch Plexus genannt, ist ein komplexes Geflecht aus Nervenfasern und -zellkörpern in unserem Körper. Es bildet sich durch die Verschmelzung von Nervenwurzeln, die aus dem Rückenmark austreten und sich dann wieder verzweigen, um schließlich sensorische, motorische und autonome Fasern zu den verschiedenen Teilen des Körpers zu leiten.

Es gibt mehrere dieser Nervengeflechte im menschlichen Körper, wie zum Beispiel das Brachialplexus (im Schulterbereich), das Lumbalplexus (im unteren Rücken- und Beckenbereich) und das Solarplexus (im Bauchraum). Diese Plexus ermöglichen eine komplexe Koordination von Bewegungen und Sensationen in bestimmten Körperregionen. Schädigungen oder Erkrankungen eines Nervengeflechts können zu verschiedenen neurologischen Symptomen wie Empfindungsstörungen, Lähmungen oder Schmerzen führen.

In der Medizin bezieht sich der Begriff "Nervenbahnen" auf die Leitungsbahnen des Nervensystems, durch die Nervenimpulse weitergeleitet werden. Genauer gesagt handelt es sich um die Fortsätze von Neuronen (Nervenzellen), welche die Erregungen von einem Neuron zum nächsten übertragen. Man unterscheidet zwischen zwei Arten von Nervenbahnen:

1. Die marklosen Nervenfasern (unmyelinisierte Fasern) sind von einer dünnen Hülle aus Gliazellen umgeben, aber nicht mit einer Myelinscheide isoliert. Sie übertragen Impulse vor allem in afferenten (sensiblen) Bahnen und haben eine geringere Leitungsgeschwindigkeit als myelinisierte Fasern.

2. Die myelinisierten Nervenfasern sind von einer Myelinscheide umgeben, die aus den Gliazellen gebildet wird. Die Myelinscheide isoliert die Nervenfaser und ermöglicht so eine schnellere Leitungsgeschwindigkeit der Nervenimpulse. Sie sind vor allem in efferenten (motorischen) Bahnen zu finden.

Zusammen bilden diese Nervenbahnen das komplexe Leitungssystem des peripheren und zentralen Nervensystems, durch welches Informationen zwischen verschiedenen Körperregionen und dem Gehirn übertragen werden.

Das Gehirn ist der Teil des Nervensystems, der sich im Schädel befindet und den Denkprozess, die bewusste Wahrnehmung, das Gedächtnis, die Emotionen, die Motorkontrolle und die vegetativen Funktionen steuert. Es besteht aus Milliarden von Nervenzellen (Neuronen) und ihrer erweiterten Zellstrukturen, die in zwei große Bereiche unterteilt sind: das Großhirn (Cerebrum), welches sich aus zwei Hemisphären zusammensetzt und für höhere kognitive Funktionen verantwortlich ist, sowie das Hirnstamm (Truncus encephali) mit dem Kleinhirn (Cerebellum), die unter anderem unwillkürliche Muskelaktivitäten und lebenswichtige Körperfunktionen wie Atmung und Herzfrequenz regulieren.

Neurological models sind in der Regel konzeptionelle oder mathematisch-computergestützte Repräsentationen von verschiedenen Aspekten des Nervensystems und seiner Funktionsweisen. Sie werden verwendet, um komplexe neurologische Prozesse wie z.B. neuronale Aktivität, synaptische Plastizität, neuronale Netzwerke oder kognitive Funktionen besser zu verstehen und vorherzusagen.

Es gibt verschiedene Arten von neurologischen Modellen, die sich in ihrer Komplexität und ihrem Anwendungsbereich unterscheiden. Einige Modelle konzentrieren sich auf einzelne Neuronen oder Synapsen, während andere das Verhalten ganzer neuronaler Netzwerke oder Hirnregionen abbilden.

Neurologische Modelle werden in der Forschung eingesetzt, um Hypothesen zu testen und neue Erkenntnisse über neurologische Phänomene zu gewinnen. Sie können auch in der klinischen Praxis verwendet werden, um Krankheiten des Nervensystems besser zu verstehen und Therapien zu entwickeln.

Es ist wichtig zu beachten, dass neurologische Modelle nur Annäherungen an die Realität darstellen und daher immer mit Vorsicht interpretiert werden sollten. Sie sind nützliche Werkzeuge zur Erforschung des Nervensystems, können aber nie alle Aspekte des komplexen menschlichen Gehirns vollständig abbilden.

Eine topographische Hirnkarte ist ein bildgebendes Verfahren, das zur Darstellung der Faltungsmuster (Sulci und Gyri) und der Oberflächenanatomie des Gehirns verwendet wird. Diese Karte ermöglicht die visuelle Darstellung der verschiedenen Hirnregionen und ihrer räumlichen Beziehungen zueinander. Sie ist ein wichtiges Instrument in der Neurochirurgie, Neurologie und der Forschung, um die Lokalisation von Hirnläsionen oder funktionellen Aktivitäten zu bestimmen. Die Erstellung einer topographischen Hirnkarte erfolgt durch verschiedene bildgebende Verfahren wie Magnetresonanztomographie (MRT) oder Computertomographie (CT).

Diffusion Tensor Imaging (DTI) ist eine erweiterte Magnetresonanztomographie-Technik (MRT), die zur Untersuchung der Gewebestruktur und -integrität auf Mikroebene eingesetzt wird, insbesondere zur Beurteilung von Weißem Substanzfasersystem im Zentralnervensystem.

DTI misst die Brownsche Molekularbewegung (diffusive Bewegung) von Wassermolekülen innerhalb von Geweben, indem es die Richtung und Größe der Diffusion in drei Dimensionen verfolgt. Diese Informationen werden verwendet, um ein Diffusions-Tensor-Bild zu erstellen, das die Ausrichtung und Integrität der Faserbündel visuell darstellt.

DTI wird häufig bei der Untersuchung von neurologischen Erkrankungen wie Schädel-Hirn-Trauma, Multipler Sklerose, Hirntumoren, Schlaganfall und neurodegenerativen Erkrankungen eingesetzt, um Veränderungen in den Fasertrakten zu erkennen. Diese Technik kann auch bei der Planung von neurochirurgischen Eingriffen hilfreich sein, um kritische Faserbahnen zu identifizieren und zu schützen.

Computergestützte Bildverarbeitung ist ein Fachgebiet der Medizin und Informatik, das sich mit dem Entwurf und der Anwendung von Computerprogrammen zur Verbesserung, Interpretation und Auswertung von digitalen Bilddaten beschäftigen. Dabei können die Bilddaten aus verschiedenen Modalitäten wie Computertomographie (CT), Magnetresonanztomographie (MRT), Ultraschall oder Röntgen stammen.

Ziel der computergestützten Bildverarbeitung ist es, medizinische Informationen aus den Bilddaten zu extrahieren und zu analysieren, um Diagnosen zu stellen, Therapien zu planen und die Behandlungsergebnisse zu überwachen. Hierzu gehören beispielsweise Verfahren zur Rauschreduktion, Kantenerkennung, Bildsegmentierung, Registrierung und 3D-Visualisierung von Bilddaten.

Die computergestützte Bildverarbeitung ist ein wichtiges Instrument in der modernen Medizin und hat zu einer Verbesserung der Diagnosegenauigkeit und Therapieplanung beigetragen. Sie wird eingesetzt in verschiedenen Bereichen wie Radiologie, Pathologie, Neurologie und Onkologie.

Die Magnetresonanztomographie (MRT) ist ein diagnostisches Verfahren, das starkes Magnetfeld und elektromagnetische Wellen nutzt, um genaue Schnittbilder des menschlichen Körpers zu erzeugen. Im Gegensatz zur Computertomographie (CT) oder Röntgenuntersuchung verwendet die MRT keine Strahlung, sondern basiert auf den physikalischen Prinzipien der Kernspinresonanz.

Die MRT-Maschine besteht aus einem starken Magneten, in dem sich der Patient während der Untersuchung befindet. Der Magnet alinisiert die Wasserstoffatome im menschlichen Körper, und Radiowellen werden eingesetzt, um diese Atome zu beeinflussen. Wenn die Radiowellen abgeschaltet werden, senden die Wasserstoffatome ein Signal zurück, das von Empfängerspulen erfasst wird. Ein Computer verarbeitet diese Signale und erstellt detaillierte Schnittbilder des Körpers, die dem Arzt helfen, Krankheiten oder Verletzungen zu diagnostizieren.

Die MRT wird häufig eingesetzt, um Weichteilgewebe wie Muskeln, Bänder, Sehnen, Nerven und Organe darzustellen. Sie ist auch sehr nützlich bei der Beurteilung von Gehirn, Wirbelsäule und Gelenken. Die MRT kann eine Vielzahl von Erkrankungen aufdecken, wie z. B. Tumore, Entzündungen, Gefäßerkrankungen, degenerative Veränderungen und Verletzungen.