Entwicklung des Gehirns bei Fischen (mit Diagramm)

In diesem Artikel werden wir über die Entwicklung des Gehirns bei Fischen diskutieren.

Während der Entwicklung unterscheidet sich das Gehirn als vordere Vergrößerung des Rückenmarks. Das Gehirn ist das regulierende Zentrum für alle Rezeptoren. Das Gehirn ist von einem Schädel eingeschlossen, der in Elasmobranchen knorpelig und im Teleost knochig ist.

Im Allgemeinen ist das Gehirn von Fischen im Vergleich zu ihrer Körpergröße relativ klein, und daher besetzt das Gehirn die Schädelhöhle nicht vollständig und hinterlässt eine kleine Lücke, die mit einer Art gelatineartiger Matrix gefüllt ist. Das Gehirn ist weich und weiß und wird von einem ausgedehnten Netzwerk von Blutgefäßen, genannt Choroid Plexi, bedeckt.

Abteilungen des Gehirns in Fischen:

Das Gehirn hat drei Hauptbereiche:

1. Prosencephalon oder Vorderhirn

2. Mesencephalon oder Mittelhirn

3. Rhombencephalon oder Hinterhirn (Abb. 12.3a, b)

Die allgemeine Organisation in den Hauptgruppen der Fische ist nicht unähnlich, obwohl beträchtliche Unterschiede in der Form und Vergrößerung verschiedener Teile des Gehirns auftreten.

Die Homologien der Hirnteile werden von Lagler, 1962, zusammengefasst

Einige Autoren haben das Gehirn direkt in fünf Teile unterteilt, nämlich Telencephalon, Diencephalon, Mesencephalon, Metencephalon und Mylencephalon.

I. Prosencephalon oder Vorderhirn

Das Vorderhirn besteht aus zwei Teilen, nämlich:

a) Telencephalon,

(b) Diencephalon.

a) Telencephalon:

Es ist der vorderste Teil des Vorderhirns, der hauptsächlich für den Empfang und die Weiterleitung von Riechimpulsen verantwortlich ist. Telencephalon besteht aus zwei Teilen. Die anteriore Paarung der Riechzwiebel und die hinteren zwei großen Gehirnhälften. Die Riechlappen sind anterior vorragend und schlank und sind als Riechkolben bekannt, die innere Hohlräume besitzen, die als Gehirn bezeichnet werden und die Seitenventrikel I und II haben.

Die Riechlappen setzen sich aus einer Masse von Nervenzellen zusammen, die die Geruchsimpulse in andere Zentren übertragen. Es gibt erhebliche Unterschiede in der Struktur des Geruchsteils. Elasmobranch und einige knöcherne Fische, die bei der Suche nach Nahrungsmitteln oder sozialen Aktivitäten hauptsächlich auf Geruch angewiesen sind, haben die Riechlappen merklich vergrößert.

Einige Fische besitzen beide Teile, dh Riechlappen und Zwiebeln (Puntius ticto). In anderen sind nur Riechzwiebeln vorhanden (Tor tor, Mystus seenghala), während einige Arten nur Riechlappen (Channa striatus) enthalten.

Der zweite Teil des Telencephalons ist die Gehirnhälfte. Sie sind zwei in der Anzahl und massiv, ähnlich wie in der Mitte. Das vorderste große Bündel von Nervenfasern verbindet die beiden Hemisphären und wird als vordere Kommissur bezeichnet.

Sie sind auch durch andere Traktate mit dem Diencephalon verbunden. Die zerebrale Hemisphäre ist von einer nicht-nervösen Membran mit der Bezeichnung "Pallium" bedeckt, die dorsolateral angeordnet ist und das Sub-Pallium basomedial liegt.

Das Vorderhirn von Actinopterygains hat im Gegensatz zu den paarweisen ventralen (basalen) Ventrikeln in unteren Fischen einen einzigen, medialen Ventrikel. Man nimmt an, dass das Telencephalon neben dem Geruchssinn andere allgemeine Funktionen erfüllt, wie Aggressivität, sexuelle Aktivität und elterliches Verhalten zu regulieren und das Gleichgewicht des Körpers aufrechtzuerhalten, um eine erfolgreiche Zucht zu ermöglichen.

Das Telencephalon erleichtert auch Aktivitäten der unteren Gehirnzentren und -mechanismen. Es ist aus der Entfernung des Vorderhirns von Goldfisch (Carrasius auratus) ersichtlich, die weniger Reaktion zeigt als normale. Die Entfernung des Vorderhirns aus Tilapia führt dazu, dass die Jungen ihrer Kinder vernachlässigt werden, während sie in bestimmten Minnows (Cyprinidae) weniger vorsichtig gegenüber ihrer neuen Situation sind.

Beim Stichling wird das Laichen unterdrückt, und bei Paradiesfischen (Macropodus opercularis) wird das Verhalten des Nestbaus beeinträchtigt, wenn deren Vorläufer entfernt werden. Bei Goldfischen wird die Farbwahrnehmung als Folge einer Ausrottung des Vorderhirns unterdrückt.

(b) Diencephalon:

Das Zwischenhirn wird dorsal von den hinteren Auswölbungen der Gehirnhälften bedeckt. Seine kleine Fläche ist zwischen Gehirnhälften und Lappen sichtbar. Das Diencephalon besitzt einen Hohlraum im Inneren, den dritten Ventrikel. Das Diencephalon unterscheidet sich in drei Teile, nämlich einen dorsalen Epithalamus, einen lateralen Thalamus und einen ventralen Hypothalamus.

Der Epithalamus enthält in seinem Dach einen Plexus choroideus. Der hintere Teil des Daches erhebt sich zur Bildung einer Zirbeldrüse oder Epiphyse. Der Epithalamus hat zwei Ganglionmassen, die sogenannten "Habenulae", die gleich groß sind und auch die Nervenfasern des Telencephalons, die mit dem Thalamus, Hypothalamus und den Riechbereichen des Telencephalons verbunden sind (Abb. 12.9a, b).

In Bezug auf die Funktion des Zirbeldrüsenkörpers wurden zwei Theorien aufgestellt. Nach der ersten Hypothese hat der Zirbeldrüsenkörper sensorische Funktionen, während die zweite Hypothese ihre Sekretionsfunktion festlegt. In sensorischen Rollen wirkt es als Baro- oder Chemorezeptor für Liquor cerebrospinalis oder hilft, die olfaktorische Reaktion auf Sexualhormone zu erleichtern.

Die Sekretionsfunktionen umfassen die externe Sekretion in Bezug auf die chemische Zusammensetzung der Liquor cerebrospinalis oder den Stoffwechsel von Hirngewebe. Es wird auch erwartet, dass es eine endokrine Drüse mit internen Sekreten ist.

Der Thalamus besteht aus seitlichen Wänden des Zwischenhirns. Der Thalamus fungiert als Relaiszentrum für die Übertragung olfaktorischer und gerader Körperimpulse an den Thalamomedullar- und den Thalamospinal-Trakt. Der ventrale Teil des Thalamus trägt geniculierte Kerne oder Ganglien. Diese Ganglien sind bei Haien gut entwickelt und als Geniculate Lobes bekannt.

Der Hypothalamus bildet den Boden des Zwischenhirns. Es ist der größte und wichtigste Teil des Diencephalon. Der vordere Teil des Hypothalamus enthält einen präoperativen Bereich. Aus dem ventralen Teil des Hypothalamus ragt jedoch ein beutelartiges Abwärtswachstum hervor, das als Infundibulum bezeichnet wird.

Die Spitze des Infundibulums trägt Hypophyse oder Hypophyse. Es gibt zwei wichtige Kernzentren im Hypothalamus, eines ist der Nucleus preopticus und das andere der Nucleus lateralis tuberis. Beide bestehen aus Nervenzellen sekretorischer Natur. In Osteichthyes erstreckt sich der untere Teil des Hypothalamus lateral, was als unterer Lappen bezeichnet wird.

Der Saccus vasculosus ist eine stark vaskuläre Protrusion der ventralen Wand des Diencephalons der Fische. Es wird als benthisches Organ angesehen, das Änderungen des Wasserdrucks erkennt. Es spielt auch eine sekretorische Rolle.

Das Diencephalon fungiert als wichtiges Korrelationszentrum für eingehende und ausgehende Nachrichten, die sich auf die interne Homöostase beziehen. Der Hypothalamus spielt eine wichtige Rolle bei der Regulierung des endokrinen Systems durch die Hypophyse.

II. Mesencephalon oder Mittelhirn:

Das Mesencephalon oder Mittelhirn ist relativ groß. Es besteht aus dem Dorsaloptik-Tektum und dem Ventralen Tegumentum. Fische, die sich durch das Sehen ernähren, besitzen einen großen optischen Lappen. Das optische Tektum erscheint von der Dorsalseite aus als zwei optische Lappen.

Der Ventrikel kommuniziert das Mesencephalon als einen engen Hohlraum, der als Aquaductus mesencephali oder Aquädukt von Sylvius bezeichnet wird. Es gibt erhebliche Unterschiede in der histologischen Struktur des optischen Tektums.

Nach Ariens Kriens Kapper (1960) besteht das optische Tektum aus sechs Schichten, die wie folgt aussehen:

1. Die oberflächliche Schicht, das Stratum opticum, das von Sehnervenfasern innerviert wird.

2. Stratum fibrosum, oberflächliches Griseum, das ein wichtiger Sitz des Sehsinns ist und Nervenfasern und Nervenzellen besitzt.

3. Stratum griseum centrale besteht aus Nervenzellen von absteigenden Nerven.

4. Stratum album centrale, besteht aus Nervenfasern aus abführenden Nerven und ist mit Okulomotorik und Thalamus verbunden.

5. Stratum griseum periventrikulär, bestehend aus Nervenzellen, das mit den Fasern des periventrikulären Systems verbunden ist.

6. Stratum fibrosum periventrikulär, liegt vor Aquaductus mesencephalic und besitzt zahlreiche Nervenfasern.

Aufgrund dieser vielschichtigen Anordnung der Nervenzellen im optischen Tektum wird es oft als homolog mit der Großhirnrinde von Säugetieren angesehen.

Der mittlere ventrale Teil des optischen Tektums enthält eine Ausstülpung, den sogenannten Torus longitudinalis, die bei der Integration zwischen Gleichgewichtssinn und Sehsinn hilft. Es gibt starke Belege dafür, dass optisches Tektum als Augenkörper-Koordinierungszentrum dient und das Fehlen eines echten optischen Chiasmas von knöchernen Fischen kompensiert.

Die elektrische Stimulation von Tegumentum führt zu einer unkoordinierten Reaktion der Lokomotiven. Optisches Tektum ist ein wichtiges Korrelationszentrum für verschiedene Arten von Gehirnimpulsen.

III. Rhombencephalon oder Hindhrain:

Das Hinterhirn besteht aus Kleinhirn oder Metencephalon und Medulla oblongata oder Mylencephalon.

(a) Kleinhirn oder Metencephalon:

Das Kleinhirn entwickelt sich als ausgeprägte Rückenwirbel aus der Medulla. Sein vorderer Teil ragt nach vorne in den Hohlraum der Lappen hervor und ist als Valvula cerebelli bekannt, die sich aus Kortex und Medulla zusammensetzt. Der Cortex besteht aus drei verschiedenen Schichten, die unterschiedlich geformte Nervenzellen umfassen.

(i) Die Molekül- oder Hauptempfangsschicht, die Purkinje-Zellendendriten und Gliazellen umfasst.

(ii) Die Granularzellschicht besteht aus kleinen Granularzellen und nimmt auch die Purkinje-Zellaxone auf. Fische mit einem gut entwickelten Geschmacks- (Karpfen-) und Seitenlinien- (Wels-) System haben eine weiter entwickelte Vulvula cerebelli.

Sie sind die größte Komponente des Gehirns und ragen nach vorne über das Vorderhirn der Mormyriden hinaus. Da Mormyriden schwache elektrische Ströme erzeugen und darauf reagieren, wird davon ausgegangen, dass ihr vergrößertes Kleinhirn am Empfang elektrischer Impulse beteiligt ist.

Elasmobranchs zeigt eine Zunahme der Größe des Kleinhirns im Vergleich zu den Cyclostomen. Der Hundhai (kleiner Hai) besitzt ein einfaches, zweilappiges Kleinhirn. Bei den Makrelenhaien, die groß und flink sind, nimmt das größere Kleinhirn einen großen Teil des Gehirns ein. Bei diesen Fischen verwellt sich das Kleinhirn, um die Oberfläche zu vergrößern (Abb. 12.8a, b, c).

Der elektrische Strom, der Fische wie Mormyriden und den elektrischen Wels (Malapterurus) entlädt, enthält ein sehr gut entwickeltes Kleinhirn, das elektrische Impulse behandelt.

Der Hohlraum des Kleinhirns ist als Metacoel bekannt, der bei Haien und Rochen (Elasmobranchs) prominent ist und im Kleinhirn von höheren Knochenfischen vollständig verschwunden ist. Die Hauptfunktionen des Kleinhirns bestehen darin, das Gleichgewicht des Gleichgewichts, die Aufrechterhaltung und Koordination des Muskeltonus und die Orientierung im Raum zu kontrollieren.

b) Medulla Oblongata oder Mylencephalon oder Hirnstamm:

Die Medulla oblongata oder Mylencephalon ist der hintere Teil des Gehirns, der vom Rückenmark unterschieden werden kann. Die Medulla ist je nach Art der übertragenen Informationen in Spalten von Nervenfasern unterteilt. So gibt es viszerale und somatische sensorische und viszerale sowie somatische Motorsäulen.

Das Mark enthält Kerne von Hirnnerven von III bis X, die anteroposterior angeordnet sind. (Abb. 12.3 und 12.4). Die verschiedenen Teile der Medulla werden mit der Entwicklung verschiedener Sinne erweitert. Die Medulla enthält im Inneren einen Hohlraum, den vierten Ventrikel. Einige Fische wie Culupea und Mugil besitzen prominente Schwellungen namens cristae cerebelli, die sich an der anterolateralen Grenze des vierten Ventrikels befinden.

Diese Cristae stehen im Zusammenhang mit dem Schulverhalten dieser Fische. Bei Goldfischen sind hinter den Cristae cerebelli ausgeprägte Vaguslappen vorhanden, aus denen IX und X Hirnnerven hervorgehen. Dieser Fisch besitzt auch ein Gaumenorgan, das sich im Gaumen befindet und hilft, die Nahrung durch Geschmack und Berührung zu testen.

Eine andere markante Struktur, der Gesichtslappen oder das Tuberkulum. impar (Abb. 12.6) in Cyprinus carpio hinter dem Kleinhirn gefunden. In den Gesichtslappen werden die geschmacklichen und taktilen Impulse mit viszeralen sensorischen korrigiert, da sie aus der Verschmelzung der Wurzelelemente des Gesichts (VII) und (X) entstehen.

Die Medulla der höheren knöchernen Fische (Actinopterygii) hat ein Paar großer Neuronen, die Riesenzellen von Mauthner. Diese Zellen befinden sich auf der Ebene des Hirnnervs VIII. In Anguilla und Mola fehlen die Mauthner-Zellen, wohingegen sie bei Unterbewohnern wie Gobies und Skorpionsfischen weniger prominent sind.

Diese Zellen sind ein motorischer Koordinator für die Übertragung mehrerer sensorischer Impulse, hauptsächlich von Seitenlinienzentren, an die Muskeln des Caudalmuskels und des Körpers.

Die Medulla ist ein sensorisches und sensorisches Koordinationszentrum und ein Verbindungsbereich zwischen dem verbleibenden Gehirn und dem Rückenmark. Medulla hat auch bestimmte Zentren, die einige somatische und viszerale Funktionen steuern. Bei den Knochenfischen umfassen diese Funktionen die Atmung, das Ausbleichen der Körperfarbe und den Osmoregulator.