background image

 

1

 

VENTRICULAR SYSTEM 

The ventricles are four fluid-filled cavities located within the brain 

These are the two lateral ventricles, the third ventricle, and the fourth 
ventricle  

The two lateral ventricles communicate through the interventricular 
foramina with the third ventricle . 

The third ventricle is connected to the fourth ventricle by the narrow 
cerebral aqueduct 

The fourth ventricle, in turn, is continuous with the narrow central canal 
of the spinal cord and, through the three foramina in its roof, with the 
subarachnoid s pace.  

The central canal in the spinal cord has a small dilatation at its infe rior 
end, referred to as the terminal ventricle 

The ventricles are lined throughout with ependyma and are filled with 
cerebros pinal fluid  

They are developmentally derived from the cavity of the neural tube. 

The Lateral Ventricles: 

There are two large lateral ventricles, one is present in each cerebral 
hemisphere  nearer to the base than the top of the brain 

The ventricle is a roughly C-shaped cavity and may be divided into a 
body, which occupies the parietal lobe and from which ante rior, 
posterior, and inferior horns extend into the frontal, occipital, and 
temporal lobes, respectively. 

They are separated from each other by a median vertical partition, the 
septum pellucidum, but communicate with the third ventricle and 
indirectly with each othe r through the interventricular foramen which 
lies in the anterior part of the medial wall of the ventricle  

The foramen is bounded anteriorly by the anterior column of the fornix 
and posteriorly by the anterior end of the thalamus  

The body (central part): 

Extends from the interventricular foramen posteriorly as far as the 
posterior end of the thalamus whe re it becomes continuous with the 
posterior and the inferior horns.  

The roof is forme d by the undersurface of the corpus callos um 

The floor is formed by the body of the caudate nucle us and the lateral 
margin of the thalamus, the superior surface of the thalamus is obscured 
in its medial part by the body of the fornix.   

The choroid plexus of the ventricle projects into the body of the ventricle 
through the slit-like gap between the body of the fornix and the superior 
surface of the thalamus which is known as the choroidal fissure  

Through this fissure, the blood vessels of the plexus invaginate the pia 
mater of the tela choroidea and the ependyma of the lateral ventricle.  

The medial wall is formed by the septum pellucidum 

The anterior horn:  

Extends forward into the frontal lobe 

It is continuous posteriorly with the body of the ventricle at the 
interventricular foramen.  

The roof is forme d by the undersurface of the ante rior part of the corpus 
callosum, the genu which limits the ante rior horn ante riorly  


background image

 

2

 

The floor is formed by the rounded head of the caudate nucleus medially, 
a small portion is forme d by the superior surface of the rostrum of the 
corpus callosum . 

The medial wall is formed by the septum pellucidum and the anterior 
column of the fornix  

The posterior horn:  

Extends posteriorly into the occipital lobe  

The roof and lateral wall are formed by the fibers of the tapetum of the 
corpus callosum.  

Lateral to the tapetum are the fibers of the optic radiation   

The medial wall of the posterior horn has two elevations: 

1- The superior s welling (bulb of posterior horn): is produced by the splenial 
fibers of the corpus callosum (forceps major) passing posteriorly into the 
occipital lobe.  
2- The inferior s welling (calcar avis): is produced by the calcarine sulcus.  
The infe rior horn:  

Extends ante riorly into the temporal lobe  

The roof is forme d by the inferior surface of the tapetum of the corpus 
callosum and by the tail of the caudate nucleus which passes anteriorly to 
end in the amygdaloid nucleus.  

Medial to the tail of the caudate nucleus is the stria terminalis, which also 
ends ante riorly in the amygdaloid nucleus 

The floor is formed laterally by the collateral e minence, produced by the 
collate ral fissure, and me dially by the hippocampus  

The anterior end of the hippocampus is expanded and slightly furrowed 
to form the pes hippocampus. 

The hippocampus is composed of gray matter; however, the ventricular 
surface of the hippocampus is covered by a thin layer of white matter 
called the alveus, which is formed from the axons of the cells of the 
hippocampus.  

These axons converge on the medial border of the hippocampus to form a 
bundle known as the fimbria.  

The fimbria of the hippocampus becomes continuous posteriorly with the 
posterior column of the fornix. 

Choroid plexus of the lateral ventricle: 

The choroid plexus is, in fact, the irregular lateral edge of the tela 
choroidea, which is a two-layered fold of pia mater situated between the 
fornix superiorly and the upper surface of the thalamus   

Projects into the ventricle on its medial aspect and is a vascular fringe 
composed of pia mater covered with the ependymal lining of the 
ventricular cavity 

At the junction of the body of the lateral ventricle and the inferior horn, 
the choroid plexus is continued into the infe rior horn and projects 
through the choroidal fissure  

The function of the choroid plexus is to produce cerebrospinal fluid   

The third ventricle: 

The third ventricle is a median cleft between the two thalami.   

Behind, it communicates with the fourth ventricle through the cerebral 
aqueduct, and in front with the late ral ventricles through the 
interventricular foramen.  


background image

 

3

 

Some what triangular in shape, with the apex directed backward, it has a 
roof, a floor, an ante rior and a posterior boundary and a pair of late ral 
walls.
  

The roof: 

Is formed by a layer of epithelium, which stretches between the upper 
edges of the lateral walls of the cavity and is continuous with the epithelial 
lining of the ventricle  

It is covered by and adherent to a fold of pia mater, name d the tela 
choroidea of the third ventricle   

From the under s urface of which a pair of vascular fringed processes, one 
on each side of the midline, the choroid plexuses of the third ventricle 
hang  

The floor: 

Slopes downward and forward and is forme d mainly by the structures 
which constitute the hypothalamus   

From before backward these are: the optic chias ma, the tuber cinereum, 
infundibulum, and the corpora mammillaria   

The ventricle is prolonged downward as a funnel-shaped recess, the 
recessus infundibuli, into the infundibulum to the apex of which the 
hypophysis is attached  

The anterior wall: 

Constituted below by the lamina terminalis, a thin layer of gray substance 
stretching from the uppe r surface of the optic chias ma to the rostrum of 
the corpus callosum; above by the columns of the fornix and the ante rior 
commissure  

At the junction of the floor and anterior wall, imme diately above the optic 
chias ma, the ventricle presents a small angular recess or diverticulum, the 
optic recess  

At the junction of the roof and ante rior wall of the ventricle, and situated 
between the thalami behind and the columns of the fornix in front, is the 
interventricular foramen through which the third communicates with the 
lateral ventricles  

The posterior wall: 

Formed by the pineal body, the posterior commissure and the cerebral 
aqueduct.  

A small recess, the pineal recess, projects into the stalk of the pineal body, 
while in front of and above the pineal body is a second recess, the 
suprapineal recess  

The lateral wall: 

Consists of an upper portion forme d by the medial surface of the anterior 
two-thirds of the thalamus, and a lowe r consisting of an upward 
continuation of the gray substance of the ventricular floor, the 2 are 
separated by the hypothalamic sulcus 

The lateral walls are joined to each othe r across the cavity of the ventricle 
by a band of gray matter, the massa interme dia or interthalamic adhesion   

Cerebral Aqueduct: 

The cerebral aqueduct is a narrow channel about ¾ of an inch (1.8 cm) 
long 

It connects the third ventricle with the fourth ventricle   


background image

 

4

 

It is lined with ependyma and is surrounded by a laye r of gray matter 
called the central gray.  

The direction of flow of cerebros pinal fluid is from the third to the fourth 
ventricle. 

There is no choroid plexus in the cerebral aqueduct.  

The fourth ventricle:  

Is a tent-shaped cavity filled with CSF  

It is situated anterior to the cerebellum and posterior to the pons and the 
superior half of the medulla oblongata  

It is lined with ependyma and is continuous above with the cerebral 
aqueduct of the midbrain and below with the central canal of the me dulla 
oblongata and the spinal cord 

The fourth ventricle possesses lateral boundaries, a roof, and a rhomboid-
shaped floor. 

Lateral Boundaries: 

Cephalic part: superior cerebellar peduncle  

Caudal part: inferior cerebellar peduncle  

The roof (posterior wall): 

The tent-shaped roof projects into the cerebellum   

The superior part is formed by the medial borders of the two superior 
cerebellar peduncles and a connecting sheet of white matter called the 
superior medullary velum 

The infe rior part of the roof is formed by the inferior medullary velum, 
which consists of a thin sheet devoid of nervous tissue and forme d by the 
ventricular ependyma and its posterior covering of pia mater 

This part of the roof (inferior) is pierced in the midline by a large 
aperture, the median aperture or foramen of Magendie 

Lateral recesses extend laterally around the sides of the medulla and open 
anteriorly as the lateral openings of the fourth ventricle, or the foramina 
of Luschka  

Thus, the cavity of the fourth ventricle communicates with the 
subarachnoid s pace through these three openings  

These important openings provide the only exit which permits the 
cerebros pinal fluid to flow from the ventricular system into the 
subarachnoid s pace 

From the subarachnoid space CSF is absorbed continuo usly in the 
arachnoid villi & granulations in the superior sagittal sinus  

The floor (rhomboid fossa): 

The diamond-shaped floor is formed by the posterior s urface of the pons 
and the cranial half of the medulla oblongata  

It is covered by a thin layer of gray substance continuous with that of the 
medulla spinalis; superficial to this is a thin lamina of neuroglia which 
constitutes the ependyma of the ventricle and supports a layer of ciliated 
epithelium 

-   The floor is divided into symmetrical halves by the median sulcus  

On each side of this sulcus, the re is an elevation, the medial e minence, 
which is bounded laterally by another s ulcus, the  sulcus limitans.  

Lateral to the sulcus limitans, there is the vestibular area beneath which 
the vestibular nuclei lie 


background image

 

5

 

The facial colliculus is a slight s welling at the inferior end of the medial 
eminence that is produced by the fibers from the motor nucleus of the 
facial nerve looping over the abducens nucleus 

At the superior end of the sulcus limitans, there is a bluish-gray area, 
produced by a cluster of ne rve cells containing melanin pigment; the 
substantia ferruginea  

Strands of nerve fibers, the stria medullaris, de rived from the arcuate 
nuclei, eme rge from the median s ulcus and pass laterally ove r the medial 
eminence and the vestibular area and enter the inferior cerebellar 
peduncle to reach the cerebellum
  

Infe rior to the stria medullaris, the following features should be 
recognized in the floor of the ventricle:   

The most medial is the hypoglossal triangle, which indicates the position 
of the unde rlying hypoglossal nucleus  

Lateral to this is the vagal triangle, beneath which lies the dorsal motor 
nucleus of the vagus  

The area postre ma is a narrow area between the vagal triangle and the 
lateral margin of the ventricle, just rostral to the opening into the central 
canal  

The infe rior part of the vestibular area also lies lateral to the vagal 
triangle
  

Choroid plexus & tela choroidea: 

The choroid plexus of the fourth ventricle is T shape  

-   It is suspended from the inferior half of the roof of the ventricle and is 

forme d from the highly vascular tela choroidea. 

The tela choroidea is a two-layered fold of pia mater that projects 
through the roof of the ventricle and is covered by ependyma.  

The blood supply to the plexus is from the posterior infe rior cerebellar 
arte ries  

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Choroid plexus of the 

lateral ventricles

 

Choroid plexus of 

the 3

rd

 ventricle

 

Choroid plexus of the 

lateral ventricles

 

The lateral ventricles

 

The lateral ventricles

 

The 3

rd

 ventricle

 

Choroid plexus of 

the 4

th

 ventricle

 

The 4

th

 ventricle

 

Cisterna 

cerbellome dullaris

 

Other cisterns & SAS

 

Superior sagittal sinus

 

Interventricular foramen

 

Cerebral aqueduct

 

1 median & 2 lateral apertures of 

the 4

th

 ventricle

 

Arachnoid villi & granulations

 

CSF circulation 


background image

 

6

 

THE LIMBIC SYSTEM 

The word limbic means borde r or margin, and the term limbic system 
was loosely used to include a group of structures that lie in the border 
zone between the cerebral cortex and the hypothalamus.  

Now it is recognized, as the result of research, that the limbic system is 
involved with many other structures beyond the border zone in the 
control of e motion, behavior, and drive; it also appears to be important to 
me mory. 

Anatomically, the limbic structures include:  

1- The subcallosal, the cingulate, and the parahippocampal gyri 
2- The hippocampal formation 
3- The amygdaloid nucleus  
4- The mammillary bodies 
5- The anterior thalamic nucleus  
6- The olfactory lobe which consists of; O. bulb, tract, trigone & anterior 
perforated substance 

The alveus, the fimbria, the fornix, the mammillothalamic tract, and the 
stria te rminalis constitute the connecting pathways of this system.  

Hippocampal Formation: 

The hippocampal formation consists of the hippocampus, the dentate 
gyrus, and the parahippocampal gyrus.  

The hippocampus is a curved elevation of gray matter that extends 
throughout the entire length of the floor of the infe rior horn of the lateral 
ventricle  

Its anterior end is expanded to form the pes hippocampus.  

It is named hippocampus because it resembles a sea horse in coronal 
section.  

The convex ventricular surface is covered with ependyma, beneath which 
lies a thin layer of white matter called the alveus  

The alveus consists of nerve fibers that have originated in the 
hippocampus, and these converge medially to form a bundle called the 
fimbria  

The fimbria, in turn, becomes continuous with the crus of the fornix   

The hippocampus terminates posteriorly beneath the splenium of the  
corpus callosum. 

The dentate gyrus: 

A narrow, notche d band of gray matter that lies between the fimbria of 
the hippocampus and the parahippocampal gyrus 

Posteriorly, the gyrus accompanies the fimbria almost to the splenium of 
the corpus callosum and becomes continuous with the indusium griseum . 

The indusium griseum:  
- A thin, vestigial layer of gray matter that covers the supe rior surface of the 
corpus callosum  

Embedded in the superior surface of the indusium griseum are two 
slender bundles of white fibers on each side called the medial and lateral 
longitudinal striae.  

The striae are the remains of the white matter of the vestigial indusium 
griseum. 

Anteriorly, the dentate gyrus is continued into the  uncus. 

The parahippocampal gyrus:  


background image

 

7

 

Lies between the hippocampal fissure and the collateral sulcus  

It is continuous with the hippocampus along the medial edge of the 
temporal lobe  

Amygdaloid Nucleus: 

The amygdaloid nucleus is so name d because it resembles an almond.   

It is situated partly anterior and partly superior to the tip of the infe rior 
horn of the late ral ventricle  

It is fused with the tip of the tail of the caudate nucleus, which has passed 
anteriorly in the roof of the inferior horn of the lateral ventricle.  

The stria terminalis emerges from its posterior aspect.  

Mamillary bodies (hypothalamus) 

Anterior thalamic nuclei (thalamus) 

Connecting Pathways of the Limbic System: 
- The alveus consists of a thin layer of white matte r that lies on the superior or 
ventricular s urface of the hippocampus, it is composed of nerve fibers that 
originate in the hippocampal cortex.  
- The fimbria is the fibe rs of the alveus after they conve rge on the medial surface 
of the hippocampus 

The fimbria now leaves the posterior end of the hippocampus as the crus 
of the fornix which from each side curves posteriorly and superiorly 
beneath the splenium of the corpus callosum and around the posterior 
surface of the thalamus.  

The two crura now conve rge to form the body of the fornix, which is 
applied closely to the unde rsurface of the corpus callos um  

As the two crura come togethe r, they are connected by transverse fibers 
called the commissure of the fornix   

These fibers decussate and join the hippocampi of the two sides. 

Anteriorly, the body of the fornix is connected to the unders urface of the 
corpus callosum by the septum pellucidum.  

Infe riorly, the body of the fornix is related to the tela choroidea and the 
ependymal roof of the third ventricle. 

The body of the fornix splits anteriorly into two anterior columns of the 
fornix, each of which curves anteriorly and inferiorly over the 
interventricular foramen, then, each column disappears into the lateral 
wall of the third ventricle to reach the mammillary body  

The mammillothalamic tract provides important connections between the 
mammillary body and the anterior nuclear group of the thalamus.  

The stria terminalis emerges from the posterior aspect of the amygdaloid 
nucleus and runs as a bundle of nerve fibers posteriorly in the roof of the 
inferior horn of the lateral ve ntricle on the medial side of the tail of the 
caudate nucleus. It follows the curve of the caudate nucle us and comes to 
lie in the floor of the body of the lateral ventricle. 

Afferent Connections of the Hippocampus: 

1.  Fibers from the cingulate gyrus 
2.  Fibers from the septal nuclei (nuclei lying within the midline close to the 

anterior commissure) pass posterior in the fornix to the hippocampus . 

3.  Fibers from one hippocampus pass across the midline to the opposite 

hippocampus in the commissure of the fornix. 

4.  Fibers from the indusium griseum pass posteriorly in the longitudinal 

striae 


background image

 

8

 

5.  Fibers from the entorhinal area or olfactory-associated cortex 
6.  Fibers from the dentate and parahipp. gyri 

Effe rent Connections of the Hippocampus: 

1.  Fibers pass posterior to the anterior commissure to enter the mammillary 

body. 

2.  Fibers pass posterior to the anterior commissure to end in the anterior 

nuclei of the thalamus. 

3.  Fibers pass posterior to the anterior commissure to enter the tegmentum 

of the midbrain. 

4.  Fibers pass anterior to the anterior commissure to end in the septal 

nuclei, the lateral preoptic area, and the anterior part of the 
hypothalamus. 

5.  Fibers join the stria medullaris thalami to reach the habenular nuclei. 
6.  The limbic system not only are interconnected but also send projection 

fibers to many different parts of the ne rvous system 

7.  Physiologists now recognize the importance of the hypothalamus as being 

the major output pathway of the limbic system 

Functions of the Limbic System: 
1- The limbic system, via the hypothalamus and its connectio ns with the outflow 
of the autonomic nervous system and its control of the endocrine system, is able 
to influence many aspects of emotional behavior. These include particularly the 
reactions of fear and anger and the emotions associated with sexual behavio r. 
2- There is also evidence that the hippocampus is concerned with converting 
recent memory to long-term me mory. A lesion of the hippocampus results in the 
individual being unable to store long-term memory. Memory of remote past 
events before the lesion developed is unaffected(ante rograde amnesia). 
3- There is no evidence that the limbic system has an olfactory function. The 
various affe rent and efferent connections of the limbic system provide pathways 
for the integration and effective homeostatic respons es to a wide variety of 
environme ntal stimuli. 

THE VISUAL PATHWAY 

Axons of the retinal ganglionic cell layrer converge on the optic disc and 
exit from the eye, about 3 or 4 mm to the nasal side of its center, as the 
optic nerve 

The optic ne rve leaves the orbital cavity through the optic canal and 
unites with the optic nerve of the opposite side to form the optic chiasma.  

The optic chias ma is situated at the junction of the anterior wall and floor 
of the third ventricle.  

In the chiasma, the fibers from the nasal (medial) half of each retina, 
including the nasal half of the macula cross the midline and enter the 
optic tract of the opposite side, while the fibe rs from the temporal 
(lateral) half of each retina, including the temporal half of the macula, 
pass posteriorly in the optic tract of the same side. 

The optic tract e merges from the optic chiasma and passes 
posterolate rally around the cerebral peduncle.  

Most of the fibers now terminate by synapsing with ne rve cells in the 
lateral geniculate body, which is a small projection from the posterior 
part of the thalamus. A fe w of the fibers pass to the pretectal nucleus and 
the supe rior colliculus of the midbrain and are concerned with light 
reflexes 


background image

 

9

 

Lateral geniculate body is a small, oval s welling projecting f rom the 
pulvinar of the thalamus. It consists of six layers of cells, on which 
synapse the axons of the optic tract. The axons of the nerve cells within 
the geniculate body leave it to form the optic radiation 

The optic radiation passes posteriorly through the retrolenticular part of 
the internal capsule and te rminates in the visual cortex (area 17), which 
occupies the upper and lowe r lips of the calcarine sulcus on the medial 
surface of the cerebral he misphere  

The visual association cortex (areas 18 and 19) is responsible for 
recognition of objects and pe rception of color 

Visual Reflexes: 
Direct and Consensual light reflexes: 

If a light is shone into one eye, the pupils of both eyes normally constrict.   

The constriction of the pupil on which the light is s hone is called the 
direct light reflex ;the constriction of the opposite pupil, even though no 
light fell on that eye, is called the consensual light reflex 

The afferent impulses travel through the optic nerve, optic chias ma, and 
optic tract 

Here, a small number of fibers leave the optic tract and synapse on nerve 
cells in the pretectal nucleus ,which lies close to the superior colliculus.   

The impulses are passed by axons of the pretectal nerve cells to the 
parasympathetic nuclei (Edinger-Westphal nuclei) of the third cranial 
nerve on both sides . 

Here, the fibers synapse and the parasympathetic ne rves travel through 
the third cranial nerve to the ciliary ganglion in the orbit 

Finally, postganglionic parasympathetic fibers pass through the short 
ciliary ne rves to the eyeball and the constrictor pupillae muscle of the iris.  

Both pupils constrict in the consensual light reflex because the pretectal 
nucleus sends fibers to the parasympathetic nuclei on both sides of the 
midbrain 

The fibe rs that cross the median plane do so close to the cerebral 
aqueduct in the posterior commissure. 

Accommodation reflex: 

When the eyes are directed from a distant to a near object, contraction of 
the medial recti brings about conve rgence of the ocular axes; the lens 
thickens to increase its refractive powe r by contraction of the ciliary 
muscle; and the pupils constrict to restrict the light waves to the thickest 
central part of the lens.  

The afferent impulses travel through the optic nerve, the optic chiasma, 
the optic tract, the lateral geniculate body, and the optic radiation to the 
visual cortex.  

The visual cortex is connected to the eye field of the frontal cortex  

From here, cortical fibers descend through the internal capsule to the 
oculomotor nuclei in the midbrain.   

The oculomotor nerve travels to the medial recti muscles.  

Some of the descending cortical fibers synapse with the parasympathetic 
nuclei (Edinger-Westphal nuclei) of the third cranial nerve on both sides . 

Here, the fibers synapse, and the parasympathetic ne rve s travel through 
the third cranial nerve to the ciliary ganglion in the orbit.   


background image

 

10

 

Finally, postganglionic parasympathetic fibers pass through the short 
ciliary ne rves to the ciliary muscle and the constrictor pupillae muscle of 
the iris  

Corneal reflex: 

Light touching of the cornea or conjunctiva results in blinking of the 
eyelids. 

Afferent impulses from the cornea or conjunctiva travel through the 
ophthalmic division of the trige minal ne rve to the sensory nucleus of the 
trigeminal nerve  

Inte rnuncial neurons connect with the motor nucleus of the facial nerve 
on both sides through the medial longitudinal fasciculus.  

The facial nerve and its branches supply the orbicularis oculi muscle, 
which causes closure of the eyelids. 

Visual body reflexes: 

The automatic scanning movements of the eyes and head that are made 
when reading, the automatic move ment of the eyes, head, and neck 
toward the source of the visual stimulus, and the protective closing of the 
eyes and even the raising of the arm for protection are reflex actions that 
involve the following reflex arcs 

The visual impulses follow the optic nerves, optic chias ma, and optic 
tracts to the superior colliculi.  

Here, the impulses are relayed to the tectospinal and tectobulbar 
(tectonuclear) tracts and to the neuro ns of the anterior gray columns of 
the spinal cord and cranial motor nuclei. 

Pupillary skin reflex: 

The pupil will dilate if the skin is painfully stimulated by pinching.   

The afferent sensory fibers are believed to have connections with the 
efferent preganglionic sympathetic neurons in the lateral gray columns of 
the first and second thoracic segments of the spinal cord.   

The white rami communicantes of these segments pass to the sympathetic 
trunk, and the preganglionic fibe rs ascend to the superior cervical 
sympathetic ganglion . 

The postganglionic fibers pass through the internal carotid plexus and the 
long ciliary nerves to the dilator pupillae muscle of the iris. 

 

CEREBRAL CORTEX 

General appearance of the cerebral hemispheres: 

The cerebral he misphe res are the largest part of the brain; they are 
separated by a deep midline sagittal fissure, the longitudinal cerebral 
fissure 

The fissure contains the sickle-shaped fold of dura mater, the falx cerebri, 
and the ante rior cerebral arte ries. 

In the depths of the fissure, the great commissure, the corpus callosum, 
connects the hemispheres across the midline  

A second horizontal fold of dura mater separates the cerebral 
hemispheres from the cerebellum and is called the tentorium ce rebelli.  

To increase the surface area of the cerebral cortex, the surface is thrown 
into folds (gyri), which are separated from each other by fissures (sulci)   

For descriptive purposes, each hemisphere is divided into lobes, which are 
named according to the cranial bones unde r which they lie 


background image

 

11

 

The central and parieto-occipital sulci and the lateral and calcarine sulci 
are boundaries used for the division of the cerebral he mis phe re into 
frontal, parietal, temporal, and occipital lobes  

Surfaces of the he mispheres: 
1-The lateral s urface; is convex in adaptation to the concavity of the 
corresponding half of the vault of the cranium 
2- The medial surface; is flat and vertical, and is separated from that of the 
opposite hemisphere by the great longitudinal fissure and the falx cerebri   
3- The inferior s urface; is of an irregular form, and may be divided into three 
areas: 

The anterior area, forme d by the orbital surface of the frontal lobe, is 
concave, and rests on the roof of the orbit and nose  

The middle area is convex, and consists of the under surface of the 
temporal lobe: it is adapted to the corresponding half of the middle 
cranial fossa  

The posterior area is concave, directed medialward as well as downward, 
and is name d the tentorial surface  

Main Sulci: 
The central sulcus:  

Is of great importance because since it separates the two major cortical 
areas (sensory & motor) 

The central sulcus indents the superior me dial border of the he misphe re 
about 1 cm be hind the midpoint 

It runs downward and forward across the lateral aspect of the 
hemisphere, and its lower end is separated from the posterior ramus of 
the lateral sulcus by a narrow bridge of cortex.  

The central sulcus is the only sulcus of any length on this surface of the 
hemisphere that indents the superomedial border and lies between two 
parallel gyri. 

The lateral sulcus:  

Is a deep cleft found mainly on the inferior and lateral surfaces of the 
cerebral hemisphere.  

It consists of a short stem that divides into three rami.  

The stem arises on the inferior surface, and on reaching the lateral 
surface, it divides into the anterior, ascending and continues as the 
posterior ramus  

An area of cortex called the ins ula lies at the bottom of the deep lateral 
sulcus and cannot be seen from the surface unless the lips of the sulcus 
are separated  

 
The parieto-occipital sulcus:  

Begins on the superior me dial margin of the hemisphere about 5 cm 
anterior to the occipital pole  

It passes downward and anteriorly on the medial surface to meet the 
calcarine sulcus 

The calcarine sulcus:  

Is found on the medial surface of the he misphere  

It commences unde r the posterior end of the corpus callosum and arches 
upward and backward to reach the occipital pole, whe re it stops.  


background image

 

12

 

In some brains, however, it continues for a short distance onto the late ral 
surface of the he misphere.  

The calcarine sulcus is joined at an acute angle by the parieto-occipital 
sulcus about halfway along its length   

Lobes & gyri of the cerebrum: 
Superolateral Surface of the Hemisphere: 

The frontal lobe occupies the area anterior to the central sulcus and 
superior to the lateral sulcus  

The superolateral s urface of the frontal lobe is divided by three sulci into 
four gyri.  

The precentral sulcus runs parallel to the central sulcus, and the 
precentral gyrus lies between them 

Extending anteriorly from the precentral sulcus are the supe rior and 
inferior frontal sulci 

These two sulci divide the re maining part of this lobe into superior, 
middle & inferior frontal gyri 

The infe rior frontal gyrus is invaded by the anterior and ascending rami 
of the lateral sulcus between the m lie the pars triangularis. 

The parietal lobe occupies the area posterior to the central sulcus and 
superior to the lateral sulcus 

It extends posteriorly as far as the parieto-occipital sulcus 

The lateral surface of the parietal lobe is div ided by two sulci into three 
gyri.  

The postcentral sulcus runs parallel to the central sulcus, and the 
postcentral gyrus lies between the m.   

Running posteriorly from the middle of the postcentral sulcus is the  
intraparietal sulcus which divides the reminder of the lobe into superior 
& inferiorparietal lobules 

The temporal lobe occupies the area infe rior to the lateral sulcus 

The lateral surface of the temporal lobe is divided into three gyri by two 
sulci.  

The superior and middle temporal sulci run parallel to the posterior 
ramus of the lateral sulcus and divide the temporal lobe into the superior, 
middle, and inferior temporal gyri, the latter is continued onto the 
inferior s urface of the hemisphere  

Medial and inferior surfaces of the hemisphere: 

There are many important areas that should be recognized: 

The corpus callosum, which is the largest commissure of the brain, forms 
a striking feature on this surface 

The cingulate gyrus begins beneath the anterior end of the corpus 
callosum and continues above it posteriorly 

The gyrus is separated from the corpus callosum by the callosal sulcus & 
from the superior frontal gyrus by the cingulate sulcus  

The paracentral lobule is the area of the cerebral cortex that surrounds 
the indentation produced by the central sulcus on the superior border 

The anterior part of this lobule is a continuation of the precentral gyrus 
on the superior lateral s urface, & the posterior part is a continuation of 
the postcentral gyrus. 

The precuneus: is an area of cortex bounded anteriorly  by the posterior 
end of the cingulate & by the parieto-occipital s ulci. 


background image

 

13

 

The cuneus: is a triangular area of cortex bounded above by the parieto-
occipital sulcus, infe riorly by the calcarine sulcus  

The collateral sulcus is situated on the infe rior surface of the hemis phe re 
& runs anteriorly below the calcarine sulcus.  

Between the collate ral sulcus and the calcarine sulcus is the lingual gyrus. 

Anterior to the lingual gyrus is the parahippocampal gyrus which 
terminates in front as the hooklike uncus. 

The medial occipitotemporal gyrus extends from the occipital pole to the 
temporal pole, it is bounded medially by the collateral and rhinal sulci 
and laterally by the occipitotemporal sulcus. 

The occipitote mporal gyrus lies lateral to the sulcus and is continuous 
with the inferior te mporal gyrus  

On the infe rior surface of the frontal lobe, the olfactory bulb and tract 
overlie the olfactory sulcus  

Medial to the olfactory sulcus is the gyrus rectus & lateral to it are a 
number of orbital gyri 

Structure of the cerebral cortex: 

The cerebral cortex forms a complete covering of the cerebral 
hemisphere.  

It is composed of gray matter and has been estimated to contain 
approximately 10 billion neurons. 

Some neurones synapse with more than ten thousand neurones, so the 
estimated number of synapses in the cerebral cortex is 60 trillion   

The thickness of the cortex varies from 1.5 to 4.5 mm. being thickest over 
the crest of a gyrus and thinnest in the depth of a sulcus.  

The cerebral cortex, like gray matter elsewhere in the ce ntral nervous 
system, consists of a mixture of nerve cells, nerve fibers, neuroglia, and 
blood vessels.  

The following types of nerve cells are present in the cerebral cortex:   

(1) pyramidal cells, (2) stellate cells, (3) fusiform cells, (4) horizontal cells of 
Cajal, and (5) cells of Martinotti  
Layers of the cerebral cortex: 
1- The molecular (plexiform layer):   

This is the most superficial layer; it consists mainly of a dense network of 
tangentially oriented nerve fibers 

These fibers are derived from the apical dendrites of the pyramidal cells 
and fusiform cells, the axons of the stellate cells, and the cells of 
Martinotti.  

Afferent fibe rs originating in the thalamus and in association with 
commissural fibers also are present.  

Scattered among these nerve fibers are occasional horizontal cells of 
Cajal. This most superficial layer of the cortex clearly is where large 
numbers of synapses between diffe rent neurons occur.  

2- The external granular layer:  

This layer contains large numbe rs of small pyramidal ce lls and stellate 
cells  

The dendrites of these cells terminate in the molecular laye r, and the 
axons enter deeper layers, where they terminate or pass on to enter the 
white matte r of the cerebral hemisphere. 

3- The external pyramidal layer:  


background image

 

14

 

This layer is composed of pyramidal cells, whose cell body size increases 
from the superficial to the deeper borders of the layer   

The apical dendrites pass into the molecular layer, and the axons enter 
the white matter as projection, association, or commissural fibers. 

4- The internal granular layer:  
This layer is composed of closely packed stellate cells  
There is a high concentration of horizontally arranged fibers known collectively 
as the external band of Baillarger. 
5- The ganglionic layer (internal pyramidal laye r):  

This layer contains very large and medium-size pyramidal cells  

Scattered among the pyramidal cells are stellate cells and cells of 
Martinotti.  

In addition, the re are a large numbe r of horizontally arranged fibers that 
form the inne r band of Baillarger 

In the motor cortex of the precentral gyrus, the pyramidal cells of this 
layer are very large and are known as Betz cells.  

These cells account for about 3% of the projection fibers of the 
corticospinal or pyramidal tract.  

6- The multiform layer (polymorphic cells layer):  

Although the majority of the cells are fusiform, many of the cells are 
modified pyramidal cells, whose cell bodies are triangular or ovoid 

The cells of Martinotti also are conspicuous in this layer.   

Many nerve fibers are present that are entering or are leaving the 
underlying white matter  

 

THE BLOOD SUPPLY OF THE BRAIN  

Cerebrovascular accidents (CVA, stroke) still the third leading cause of 
morbidity and death in the world.   

Consequently, it is important to know the areas of the cerebral cortex and 
spinal cord supplied by a particular artery and to understand the 
dysfunction that would result if the artery we re blocked.   

Arteries of the Brain: 

The brain is supplied by the two inte rnal carotid and the two vertebral 
arte ries.  

The four arte ries lie within the subarachnoid space, and their branches 
anastomose on the inferior surface of the brain to form the circle of 
Willis. 

Inte rnal Carotid Arte ry:  

Begins at the bifurcation of the common carotid artery   

It ascends the neck and perforates the base of the skull by passing 
through the carotid canal of the temporal bone.  

The artery then runs horizontally forward through the cavernous sinus 
and emerges on the medial side of the anterior clinoid process by 
perforating the dura mater.  

It now ente rs the subarachnoid space by piercing the arachnoid mater 
and turns posteriorly to the region of the medial end of the lateral 
cerebral sulcus.  

Here, it divides into the anterior and middle cerebral arteries 

Branches of the Cerebral Portion: 
1- The ophthalmic artery:  


background image

 

15

 

Arises as the ICA emerges from the cavernous sinus  

Enters the orbit through the optic canal below and lateral to the optic 
nerve.  

It supplies the eye and othe r orbital structures, and its terminal branches 
supply the frontal area of the scalp, the ethmoid and frontal sinuses, and 
the dorsum of the nose. 

2- The posterior communicating artery:   

Is a small vessel that originates from the internal carotid artery close to 
its terminal bifurcation 

Runs posteriorly above the oculomotor nerve to join the posterior 
cerebral arte ry, thus forming part of the circle of Willis. 

3- The choroidal arte ry:  

A small branch, also originates from the ICA close to its terminal 
bifurcation.  

Passes posteriorly close to the optic tract, enters the infe rior horn of the 
lateral ventricle, and ends in the choroid plexus.   

4- The anterior cerebral arte ry:   

Is the smaller terminal branch of the inte rnal carotid arte ry  

It runs forward and medially superior to the optic ne rve and enters the 
longitudinal fissure of the cerebrum, he re, it is joined to the anterior 
cerebral arte ry of the opposite side by the ante rior communicating arte ry.   

It curves backward over the corpus callosum and, finally, anastomoses 
with the posterior cerebral artery   

The cortical branches supply all the medial s urface of the cerebral cortex 
as far back as the parieto-occipital sulcus  

They also supply a strip of cortex about 1 inch (2.5 cm) wide on the 
adjoining lateral surface (the artery thus supplies the “leg area” of the 
precentral gyrus).  

A group of central branches pierces the anterior pe rforated substance 
and helps to supply parts of the lentiform and caudate nuclei and the 
internal capsule. 

5- The middle cerebral arte ry:  

The largest branch of the internal carotid, runs laterally in the late ral 
cerebral sulcus  

Cortical branches supply the entire lateral s urface of the hemisphere, 
except for the narrow strip supplied by the ante rior cerebral arte ry, the 
occipital pole, and the inferolateral surface of the he misphere, which are 
supplied by the posterior ce rebral artery 

This artery thus supplies all the motor area except the “leg area.”  

Central branches enter the anterior perforated substance and supply the 
lentiform and caudate nuclei and the internal capsule  

The basilar artery: 

Formed by the union of the two vertebral arteries  

Ascends in a groove on the anterior surface of the pons  

At the upper border of the pons, it divides into the two posterior cerebral 
arte ries.  

Branches 
1- The pontine arteries: are nume rous small vessels that enter the substance of 
the pons  


background image

 

16

 

2- The labyrinthine artery: is a long, narrow artery that accompanies the facial 
and the vestibulocochlear nerves into the inte rnal acoustic meatus and supplies 
the internal ear.  
3- The anterior inferior cerebellar arte ry: passes posteriorly and laterally and 
supplies the anterior and inferior parts of the cerebellum with fe w branches pass 
to the pons and the upper part of the medulla.  
4- The superior cerebellar artery: arises close to the termination of the basilar 
arte ry It winds around the cerebral peduncle and s upplies the superior surface 
of the cerebellum, the pons, the pineal gland, and the superior medullary velum.  
5- The posterior ce rebral artery:   

Curves laterally and backward around the midbrain and is joine d by the 
posterior communicating branch of the inte rnal carotid artery.   

Cortical branches supply the inferolateral and medial s urfaces of the 
temporal lobe and the lateral and medial surfaces of the occipital lobe. 
Thus, the posterior ce rebral artery supplies the visual cortex.  

Central branches pierce the brain substance and supply parts of the 
thalamus and the lentiform nucleus as well as the midbrain, the pineal, 
and the medial geniculate bodies. 

A choroidal branch enters the inferior horn of the late ral ventricle and 
supplies the choroid plexus; it also supplies the choroid plexus of the third 
ventricle. 

Circle of Willis: 

The circulus arte riosus (circle of Willis) lies in the inte rpeduncular fossa 
at the base of the brain.  

It is formed by the anastomosis between the two internal carotid arteries 
and the two vertebral arteries 

The anterior communicating, anterior cerebral, internal carotid, 
posterior communicating, posterior ce rebral, and basilar arteries all 
contribute to the circle.  

The circle of Willis allows blood that enters by eithe r internal carotid or 
vertebral arteries to be distributed to any part of both cerebral 
hemispheres. 

Cortical and central branches arise from the circle and supply the brain 
substance. 

Variations in the sizes of the arteries forming the  circle are common, and 
the absence of one or both posterior communicating arteries has been 
reported. 

Arteries to Specific Brain Areas: 

The corpus striatum and the inte rnal capsule are supplied mainly by the 
medial and lateral striate central branches of the middle cerebral arte ry, 
the central branches of the anterior ce rebral artery supply the remainde r 
of these structures. 

The thalamus is supplied mainly by branches of the posterior 
communicating, basilar, and posterior cerebral arte ries. 

The midbrain is supplied by the posterior cerebral, superior cerebellar, 
and basilar arte ries. 

The pons is supplied by the basilar and the anterior, infe rior, and 
superior cerebellar arteries. 

The medulla oblongata is supplied by the vertebral, anterior and 
posterior spinal, posterior inferior cerebellar, and basilar arteries. 


background image

 

17

 

The cerebellum is supplied by the superior cerebellar, ante rior inferior 
cerebellar, and posterior inferior cerebellar arteries. 

Veins of the Brain: 

The veins of the brain have no muscular tissue in their very thin walls, 
and they possess no valves.  

They emerge from the brain and lie in the subarachnoid space.  

They pierce the arachnoid mater and the meningeal layer of the dura and 
drain into the cranial venous sinuses 

External Cerebral Veins: 

The superior cerebral veins pass upward over the lateral surface of the 
cerebral hemisphere and empty into the superior sagittal sinus  

The superficial middle cerebral vein drains the lateral surface of the 
cerebral hemisphere. It runs infe riorly in the lateral sulcus and e mpties 
into the cavernous sins 

The deep middle cerebral vein drains the ins ula and is joined by the 
anterior cerebral and striate veins to form the basal vein . 

The basal vein ultimately joins the great cerebral vein, which in turn 
drains into the straight sinus  

Inte rnal Cerebral Veins  

There are two internal ce rebral veins, and they are formed by the union 
of the thalamostriate vein and the choroid vein at the interventricular 
forame n.  

The two veins run posteriorly in the tela choroidea of the third ventricle 
and unite beneath the splenium of the corpus callosum to form the great 
cerebral vein, which e mpties into the straight sinus. 

 

MECHANISMS OF THE CEREBRAL CORTEX 

Extensive research in recent years has resulted in a vast increase in our 
knowledge of the connections of the neurons of the cerebral cortex.  

This information combined with ne w methods of studying the functions of 
the human ce rebral cortex in the living using electroencephalograms 
(EEG), positron e mission tomography (PET), and magne tic resonance 
imaging (MRI) have led to a ne w understanding of the functions of the 
different areas and the different layers of the cerebral cortex.  

Much of the new information, however, is still me rely factual data and 
cannot be used in the clinical setting. 

The cerebral cortex is organized into vertical units or columns of 
functional activity measuring about 300 to 600 µm wide.  

Each unit possesses afferent fibe rs, internuncial neurons, and efferent 
fibers.  

An afferent fibe r may synapse directly with an efferent neuron or may 
involve vertical chains of internuncial neurons.  

The spread of incoming information serving one sensory modality 
laterally from one column to an adjacent column, or to columns some 
distance away, may permit the individual to start  the process of 
understanding the nature of the sensory input  

 
 
 
 


background image

 

18

 

Cortical areas: 

Over the past century, evidence have been produced that different areas 
of the cerebral cortex are functionally specialized.   

However, the precise division of the cortex into different areas of 
specialization, as described by Brodmann, oversimplifies and misleads the 
reader.  

The simple division of cortical areas into motor and sensory is erroneous, 
for many of the sensory areas are far more extensive than originally 
described, and it is known that motor responses can be obtained by 
stimulation of sensory areas. 

Until a satisfactory terminology has been devised to describe the various 
cortical areas, the main cortical areas will be named by their anatomical 
location  

Areas in the frontal lobe: 
The precentral area:  

Is situated in the precentral gyrus and includes the anterior wall of the 
central sulcus and the posterior parts of the frontal gyri; it extends over 
the supe ro-medial border of the hemisphere into the paracentral lobule 

Histologically, the characteristic feature of this area is the almost 
complete absence of the granular laye rs and the prominence of the 
pyramidal nerve cells.  

The great majority of the corticospinal and corticobulbar fibe rs originate 
from the small pyramidal cells in this area.  

The precentral area may be divided into two regions: 
1-The posterior region, the motor, primary motor area, or Brodmann area 4:  
- occupies the precentral gyrus extending over the superior border into the 
paracentral lobule  

If electrically stimulated, produces isolated move ments on the opposite 
side of the body as well as contraction of muscle groups concerned with 
the performance of a specific movement.   

Movements of the extraocular muscles, the muscles of the uppe r part of 
the face, the tongue, the mandible, the larynx and the pharynx do occur 
BILATERALLY 

2- The anterior region, the premotor, secondary motor area, or Brodmann area 
6, and parts of areas 8, 44, and 45:  
- It occupies the anterior part of the precentral gyrus and the posterior parts of 
the supe rior, middle, and inferior frontal gyri.  

Electrical stimulation of the premotor area produces muscular 
move ments similar to those obtained by stimulation of the primary motor 
area; however, stronger stimulation is necessary to produce the same 
degree of movement. 

The movement areas of the body are represented in inverted form in the 
precentral gyrus (the motor homunculus)   

Starting from below and passing supe riorly are structures involved in 
swallowing and the tongue, jaw, lips, larynx, eyelid, and brow. The next 
area is an extensive region for move ments of the fingers, especially the 
thumb, hand, wrist, elbow, shoulder, and trunk. The move ments of the 
hip, knee, and ankle are represented in the highest areas of the precentral 
gyrus; the move ments of the toes are situated on the medial surface of the 


background image

 

19

 

cerebral hemisphere in the paracentral lobule. The movements of the anal 
and vesical sphincters are also located in the paracentral lobule.  

The area of cortex controlling a particular move ment is proportional to 
the skill involved in performing the movement and is unrelated to the 
mass of muscle participating in the move ment.   

* The function of the primary motor area is to carry out the individual 
move ments of different parts of the body  
* In order to assist in this function, it receives nume rous afferent fibers from the 
premotor area, the sensory cortex, the thalamus, the cerebellum, and the basal 
ganglia.  
* The primary motor cortex is not responsible for the design of the pattern of 
move ment but is the final station for conversion of the design into execution of 
the movement.  
* The function of the secondary motor area is to store programs of motor activity 
assembled as the result of past experience 
* It is particularly involved in controlling coarse postural movements through its 
connections with the basal ganglia. 
* In order to do this function, the premotor area receives numerous inputs from 
the sensory cortex, the thalamus, and the basal ganglia.  
The supple mentary motor area:  

Is situated in the medial frontal gyrus on the medial surface of the 
hemisphere and anterior to the paracentral lobule  

Stimulation of this area results in movements of the contralate ral limbs, 
but a stronger stimulus is necessary than whe n the primary motor area is 
stimulated 

Removal of the supplementary motor area produces no pe rmanent loss of 
move ment. 

The frontal eye field: 

Extends forward from the facial area of the precentral gyrus into the 
middle frontal gyrus (parts of Brodmann areas 6, 8, and 9).   

Electrical stimulation of this region causes conjugate movements of the 
eyes, especially toward the opposite side.  

The exact pathway taken by nerve fibers from this area is not known, but 
they are thought to pass to the supe rior colliculus of the midbrain.  

The frontal eye field is considered to control voluntary scanning 
move ments of the eye and is independent of visual stimuli.   

The motor s peech area of Broca: 

Located in the inferior frontal gyrus between the anterior and ascending 
rami and the ascending and posterior rami of the lateral fissure 
(Brodmann areas 44 and 45).  

This area is important on the dominant hemis phe re (commonly the left), 
and ablation will result in paralysis of speech.  

The ablation of this region in the nondominant hemisphere has no effect 
on speech. 

The Broca speech area brings about the formation of words by its 
connections with the adjacent primary motor areas; the muscles of the 
larynx, mouth, tongue, soft palate, and the respiratory muscles are 
appropriately stimulated.  

The prefrontal cortex:  


background image

 

20

 

An extensive area that lies anterior to the precentral area. It includes the 
greater parts of the superior, middle, and infe rior frontal gyri; the orbital 
gyri; most of the medial frontal gyrus; and the anterior half of the 
cingulate gyrus (Brodmann areas 9, 10, 11, and 12).  

Large numbers of affe rent and efferent pathways connect the prefrontal 
area with other areas of the cerebral cortex, the thalamus, the 
hypothalamus, corpus striatum, & ce rebellum   

The commissural fibers of the forceps minor and genu of the corpus 
callosum unite these areas in both cerebral hemis phe res. 

The prefrontal area is concerned with : 

1- Makeup of the individual's personality.   
2- Regulation of the person's depth of feeling.   
3- Determining the initiative and judgme nt of an individual. 
Areas in the parietal lobe: 
The primary somesthetic area (primary somatic sensory cortex): 

Occupies the postcentral gyrus on the late ral surface of the he misphere 
and the posterior part of the paracentral lobule on the medial surface 
(Brodmann areas 3, 1, and 2).  

The primary somesthetic areas of the cerebral cortex receive projection 
fibers from the ventral posterior lateral and ventral posterior medial 
nuclei of the thalamus.  

The opposite half of the body is represented as inverted. 

The apportioning of the cortex for a particular part of the body is related 
to its functional importance rathe r than to its size. The face, lips, thumb, 
and index finger have particularly large areas assigned to the m.  

In fact, the size of the cortical area allocated to each part of the body is 
directly proportional to the numbe r of sensory receptors present in that 
part of the body. 

Although most sensations reach the cortex from the contralateral side of 
the body, some from the oral region go to the same side, and those from 
the pharynx, larynx, and pe rineum go to both sides.  

On entering the cortex, the afferent fibe rs excite the neurons in laye r IV, 
from this layer, large numbers of axons leave the cortex and pass to lower 
sensory relay stations of the thalamus, medulla oblongata, and the spinal 
cord, providing feedback.  

This sensory feedback is largely inhibitory and serves to modulate the 
intensity of the sensory input. 

The anterior part of the postcentral gyrus situated in the central s ulcus 
receives a large number of afferent fibe rs from muscle spindles, tendon 
organs, and joint receptors. This sensory information is analyzed & then 
passed forward beneath the central sulcus to the primary motor cortex, 
whe re it greatly influences the control of skeletal muscle activity. 

The secondary somesthetic area (secondary somatic sensory cortex) :  

Is in the superior lip of the posterior limb of the lateral fissure  

It is much s maller and less important than the primary sensory area.   

The face area lies most anterior, and the leg area is posterior.   

The body is bilate rally re presented with the contralateral side dominant.   

The detailed connections of this area are unknown & the functional 
significance of this area is not understood.   


background image

 

21

 

It has been shown that the neurons respond particularly to transient 
cutaneous stimuli, such as brush strokes or tapping of the skin  

The somesthetic association area:  

Occupies the superior parietal lobule extending onto the medial surface of 
the he misphere (Brodmann areas 5 and 7).   

This area has many connections with othe r sensory areas of the cortex.  

It is believed that its main function is to receive and integrate different 
sensory modalities. For example, it enables one to recognize objects 
placed in the hand without the help of vision.  

In othe r words, it not only receives information concerning the size and 
shape of an object but also relates this to past sensory experiences; thus, 
the information may be interpreted, and recognition may occur.   

Areas in the occipital lobe: 
The primary visual area (Brodmann area 17):   

Situated in the walls of the posterior part of the calcarine sulcus and 
occasionally extends around the occipital pole onto the lateral surface of 
the he misphere  

Macroscopically, this area can be recognized by the thinness of the cortex 
and the visual stria 

From the late ral geniculate body, fibers first pass forward in the white 
matter of the temporal lobe and then turn back to the primary visual 
cortex in the occipital lobe.  

The visual cortex receives fibers from  the opposite field of vision (right 
cortex receives from left field & vice versa) 

The superior retinal quadrants (inferior field of vision) pass to the 
superior wall of the calcarine sulcus, while the infe rior retinal quadrants 
(supe rior field of vision) pass to the inferior wall of the calcarine sulcus. 

The macula lutea, is represented on the cortex in the posterior part of 
area 17 

The secondary visual area  

  (Brodmann areas 18 and 19):  

Surrounds the primary visual area on the medial and lateral surfaces of 
the he misphere  

This area receives afferent fibers from area 17 and other cortical areas as 
well as from the thalamus.  

The function of the secondary visual area is to relate the visual 
information received by the primary visual area to past visual experiences 
enabling the individual to recognize objects in the scene 

 The occipital eye field:  
This field is thought to exist in the secondary visual area in humans  
The function of this eye field is believed to be reflex movements of the eye when it 
is following an object. 
Areas in the temporal lobe: 
The primary auditory area (Brodmann areas 41 and 42): 

Is situated in the inferior wall of the lateral s ulcus  

Area 41 is a granular type of cortex; area 42 is homotypical and is mainly 
an auditory association area. 

Projection fibers arise principally in the medial geniculate body and form 
the auditory radiation of the internal capsule . 


background image

 

22

 

The anterior part of the primary auditory area is conce rned with the 
reception of sounds of low frequency, and the posterior part of the area is 
concerned with the sounds of high frequency.   

A unilateral lesion of the auditory area produces partial deafness in both 
ears, the greater loss being in the contralateral ear. This can be explained 
on the basis that the medial geniculate body receives fibers mainly from 
the organ of Corti of the opposite side as well as some fibers from the 
same side. 

The secondary auditory area (auditory association cortex): 

Is situated posterior to the primary auditory area in the lateral sulcus and 
in the superior temporal gyrus (Brodmann area 22).   

It receives impulses from the primary auditory area and from the 
thalamus.  

It is thought to be necessary for the interpretation of sounds and 
association of the auditory input with other sensory information. 

The sensory speech area of Wernicke: 

Is localized in the left dominant hemisphere, mainly in the superior 
temporal gyrus, with extensions around the posterior end of the lateral 
sulcus into the parietal region. 

The Wernicke area is connected to the Broca area by a bundle of nerve 
fibers called the arcuate fasciculus . 

It receives fibers from the visual cortex in the occipital lobe and the 
auditory cortex in the superior te mporal gyrus.  

The Wernicke area pe rmits the understanding of the written and spoken 
language and enables a person to read a sentence, understand it, and say 
it out loud 

Other cortical areas: 
The taste area: 

Is situated at the lowe r end of the postcentral gyrus in the superior wall of 
the lateral sulcus and in the adjoining area of the insula (Brodmann area 
43). 

Ascending fibers from the nucleus solitarius probably ascend to the 
ventral posteromedial nucleus of the thalamus, where they synapse on 
neurons that send fibers to the cortex. 

The vestibular area: 

Is believed to be situated near the pa rt of the postcentral gyrus conce rned 
with sensations of the face.  

Its location lies opposite the auditory area in the superior te mporal gyrus.  

This area with the vestibular part of the inner ear are concerned with 
appreciation of the positions and movements of the head in space.  

Through its ne rve connections, the move ments of the eyes and the muscles 
of the trunk and limbs are influenced in the maintenance of posture. 

The insula:  

Is an area of the cortex that is buried within the lateral sulcus and forms 
its floor  

It can be examined only when the lips of the lateral sulcus are separated 
widely.  

Its fibe r connections are incompletely known.   

It is believed that this area is important for planning or coordinating the 
articulatory move ments necessary for s peech  


background image

 

23

 

Cerebral Dominance: 

An anatomical examination of the two cerebral hemispheres shows that 
the cortical gyri and fissures are almost identical.   

Nervous pathways projecting to the cortex do so largely contralaterally 
and equally to identical cortical areas.  

Cerebral commissures provide a pathway for information that is received 
in one he misphere to be transferred to the other.   

Nevertheless, certain nervous activity is predominantly performed by one 
of the two cerebral he mispheres.  

Handedness, perception of language, and speech are functional areas of 
behavior that in most individuals are controlled by the dominant 
hemisphere.  

By contrast, spatial perception, recognition of faces, and music are 
interpreted by the nondominant he misphere  

The left hemisphere is dominant in 90% of right handed & 64% of left 
handed individuals 

The right he misphe re is dominant in 10% of right handed & 20% of left 
handed individuals 

Both hemispheres are dominant in the re maining 16% of left handed 
individuals  

Ambidextrous individuals us ually have leftr dominant he mis phe re  

Workers shown that there is more crossed fibers from the left to right 
pyramids, others shown that differences in the size of Brocas area exist!  

It is believed that the two hemispheres of the ne wborn have  equipotential 
capabilities. 

During childhood, one he misphe re slowly comes to dominate the other, 
and it is only afte r the first decade that the dominance becomes fixed.   

This would explain why a 5-year-old child with damage to the dominant 
hemisphere can easily learn to become left-handed and speak well, 
whe reas in the adult this is almost impossible. 

Clinical Notes: 
General considerations: 

The cerebral cortex should be regarded as the last receiving station 
involved along a line of stations receiving info rmation from the eyes, ears 
and organs of general sensation.  

The function of the cortex is, in simple terms, to discriminate, and it 
relates the received information to past memories.  

The enriched sensory input is then presumably discarded, stored, or 
translated into action.  

In this whole process, there is interplay between the cortex and basal 
nuclei provided by the many cortical and subcortical nervous 
connections. 

Lesions of the cerebral cortex: 

In humans, the effect of destruction of different areas of the cerebral 
cortex has been studied by:  

1- Examining patients with lesions resulting from cere bral tumors, vascular 
accidents, surge ry, or head injuries.  
2- Electrical recordings from different areas of the cortex when stimulating 
different parts of the cortex in the conscious patient.   


background image

 

24

 

One thing that has emerged from these studies is that the human cerebral 
cortex possesses, in a re markable degree, the ability to reorganize the 
remaining intact cortex so that a certain amount of cerebral recovery is 
possible after brain lesions

The motor cortex: 

Lesions of the primary motor cortex in one hemisphere result in paralysis 
of the contralateral extre mities, the more skilled movements suffering 
most.  

Destruction of both primary & secondary areas produces the most 
complete form of contralateral paralysis. 

Lesions of the secondary motor area alone produce difficulty in the 
performance of skilled move ments, with little loss of strength. 

The jacksonian epileptic seizure begins in the part of the body 
represented in the primary motor area that is being irritated, the 
convulsive move ment may be restricted to one part of the body or it may 
spread to involve many regions  

The motor s peech area: 

Destructive lesions in the left inferior frontal gyrus result in the los s of 
ability to produce speech )expressive aphasia) 

-   The patients, however, retain the ability to think the words they wish to 

say, they can write the words, and they can understand their meaning 
when they see or hear them. 

The sensory speech area: 

Lesions in this area produces loss of ability to understand the spoken and 
written word (receptive aphasia)  

Since the Broca area is unaffected, speech is unimpaired, and the patient 
can produce fluent speech. However, the patient is unaware of the 
meaning of the words he or she uses and uses incorrect words or even 
nonexistent words.  

Both speech areas: 
Destructive lesions involving both the Broca and Wernicke speech areas result in 
loss of the production of speech and the understanding of the spoken and written 
word (global aphasia). 
The dominant angular gyrus: 

This part is often considered a part of the Wernicke area  

Lesion here results in the patient being unable to read (alexia) or write 
(agraphia). 

The prefrontal cortex: 

Tumors or traumatic destruction of the prefrontal cortex result in the 
person's losing initiative and judgme nt.   

Emotional changes that occur include a tendency to euphoria.   

The patient no longer conforms to the accepted mode of social behavior 
and becomes careless of dress and appearance. 

Schizophrenia, which include important disorders of thought, commonly 
associated with pathology in this area 

Frontal leukotomy (cutting the fiber tracts of the frontal lobe) and frontal 
lobectomy (removal of the frontal lobe) are surgical procedures that have 
been used to reduce the emotional responsiveness of patients with 
obsessive emotional states and intractable pain.  

The sensory cortex: 


background image

 

25

 

Lesions of the primary somesthetic area of the cortex result in 
contralateral sensory disturbances, which are most severe in the distal 
parts of the limbs.  

Crude painful, tactile, and the rmal stimuli often return, but this is 
believed to be due to the function of the thalamus.   

The patient remains unable to judge degrees of warmth, unable to localize 
tactile stimuli accurately, and unable to judge weights of objects.  

Lesions of the secondary somesthetic area of the cortex do not cause 
recognizable sensory defects. 

Lesions of the sensory association area inte rfere with the patient's ability 
to combine touch, pressure, and proprioceptive impulses, hence, inability 
to appreciate texture, size, and form (astereognosis) 

Destruction of the posterior part of the parietal lobe, which integrates 
somatic and visual sensations, will interfere with the appreciation of body 
image on the opposite side of the body! 

The primary visual area: 

Lesions involving the walls of the posterior part of one calcarine sulcus 
result in a loss of sight in the opposite visual field (crossed homonymous 
hemianopia)  

Lesions of the occipital pole produce central scotomas.  

The secondary visual area: 
Lesions of the secondary visual area result in a loss of ability to recognize objects 
seen in the opposite field of vision. The reason for this is that the area of cortex 
that stores past visual experiences has been lost. 
The primary auditory area: 

A lesion of one cortical area will produce slight bilateral loss of hearing, 
but the loss will be greater in the opposite ear.  

The main defect note d is a loss of ability to locate the source of the sound.   

Bilateral destruction of the primary auditory areas causes complete 
deafness. 

The secondary auditory area: 
Lesions in this area result in an inability to inte rpret sounds.  
 
 
 




رفعت المحاضرة من قبل: Abdalmalik Abdullateef
المشاهدات: لقد قام 16 عضواً و 260 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل