Der Epithalamus

Author: Dr. Brigitte Osterath

Der Epithalamus mit der Zirbeldrüse hat schon die Fantasie von Philosophen beflügelt. Auch heute noch gibt dieser Teil des Zwischenhirns den Neurowissenschaftlern Rätsel auf. Dabei besteht er hauptsächlich aus zwei Zügeln und einem Zapfen.

Wissenschaftliche Betreuung: Prof. Dr. Jochen F. Staiger

Veröffentlicht: 09.10.2025

Niveau: mittel

Kurz und knapp

Der Epithalamus fasst in der klassischen Anatomie zwei Strukturen zusammen – zum einen die Epiphyse, die Zirbeldrüse, die über ihr Hormon Melatonin den Schlaf-Wach-Rhythmus beeinflusst. Und zum zweiten die Habenulae, die bei Vermeidung, Belohnung, Stress, Schmerz und sogar der Entscheidungsfindung und Sucht eine wichtige Rolle spielen. Beide Strukturen haben beim Säuger allerdings nichts miteinander zu tun, die alten Anatomen hatten schlicht noch nicht die heutigen Möglichkeiten zu dieser Erkenntnis.

Melatonin - das Schlafhormon

Das Hormon Melatonin aus der Zirbeldrüse steuert den Schlaf-Wach-Rhythmus: Es dockt an Rezeptoren des Nucleus suprachiasmaticus im Hypothalamus – quasi der inneren Uhr des Menschen –, und kurbelt den Schlaf an. Die Zirbeldrüse produziert Melatonin nur bei Dunkelheit, also nachts, und wirkt sozusagen als Zeitgeber im Körper. Es heißt, ältere Menschen schütteten weniger Melatonin aus und benötigten daher weniger Schlaf. Das Hormon spielt auch eine Rolle bei der Entstehung von Jetlag bei Fernreisen und bei körperlichen Problemen durch Schichtarbeit.

Außerdem beeinflusst Melatonin die Keimdrüsen, indem es verhindert, dass die Hypophyse gonadotrope, also keimdrüsenstimulierende, Hormone ausschüttet, darunter das Follikelstimulierende Hormon und das Luteinisierende Hormon. Fällt die Zirbeldrüse bei Kindern aus, kann das eine frühzeitige Pubertät zur Folge haben. Nur am Rand: Bei Amphibien führt Melatonin zu einer Depigmentierung der Haut.

Melatoninhaltige Medikamente sollen gegen den Jetlag wirken, den Schlaf fördern oder freie Radikale abfangen und so Krebs vorbeugen. Viele dieser Wirkungen sind jedoch nicht bewiesen. Die europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) befand im Jahr 2010, dass die Behauptung „Melatonin trägt zur Linderung des subjektiven Jetlag-Gefühls bei“ wissenschaftlich gerechtfertigt sei, es aber nicht genug Belege dafür gebe, dass die Einnahme melatoninhaltiger Mittel die Schlafqualität verbessere oder die Einschlafzeit verkürze.

Neue Aufgaben für die Habenula

„ ... die Nuclei habenulares ... bilden vermutlich eine Schaltstation zwischen Riechhirn und Hirnstamm“ – so steht es in älteren Lehrbüchern. Doch womöglich müssen diese umgeschrieben werden, denn jüngere Erkenntnisse lassen vermuten, dass die Zügelkerne gar keine olfaktorischen Informationen bekommen.

Dafür tun sich andere – und weitreichendere – Aufgaben für die Habenula auf: Aus den Basalganglien gelangen Informationen über Fehler und Bestrafung zur Habenula, die dann mit dem ventralen Tegmentum und der Substantia nigra Strukturen des dopaminergen Systems beeinflusst – und in dieser Funktion ebenfalls die Motorik hemmt. Zum selben Ergebnis führen auch Informationen über Schmerz und Stress aus dem limbischen System, wobei von Habenula dann zusätzlich zu den dopaminergen Kernen auch die Raphe-Kerne und damit die Serotoninproduktion beeinflusst werden.

Fast versteckt an der hinteren Wand des dritten Ventrikels befindet sich der Epithalamus. Er sitzt dem viel größeren Thalamus von hinten und oben auf, und so erklärt sich auch sein Name: Die griechische Vorsilbe „epi“ bedeutet „auf“. Zum Epithalamus zählen die eindrucksvollen Habenulae – zu Deutsch die „Zügel“ – zwei Gehirnmassestränge, die sich schwungvoll in der Mitte, bei der unpaaren Epiphyse, der Zirbeldrüse, vereinen. Rückseitig betrachtet erinnert die Struktur tatsächlich an die Zügel eines Pferdegeschirrs, die an den beiden Seiten einer Trense festgemacht sind.

Noch drei weitere Strukturen werden zum Epithalamus gezählt. Zum einen setzen sich die Habenulae in die Striae medullares fort, weißen Markstreifen, die quer über den Thalamus ziehen und diesen mit den Habenulae verbinden. Weiterhin rechnet man die Commissura posterior, manchmal auch als Commissura epithalamica bezeichnet, zum Epithalamus sowie die Area pretectalis. Kommissurfasern kreuzen stets von einer Gehirnhälfte zur anderen und im Fall der Commissura posterior, der hinteren Kommissur, kreuzen unter anderem Fasern der Vierhügelplatte und des Tegmentums im Mittelhirn die Seiten. Von der Funktion her gehören allerdings sowohl die hintere Kommissur als auch die Area pretectalis zum visuellen System: Beim Pupillenreflex, wenn sich zum Beispiel bei Dunkelheit die Pupillen weit stellen oder bei plötzlichem Lichteinfall verengen, ist die Area pretectalis am Werk.

Der offizielle Star des Epithalamus ist wohl die Epiphyse, die Zirbeldrüse. Zumindest vom Namen her war sie bereits in der Zeit vor Christi Geburt bekannt; damals und auch später rankten sich alle möglichen Theorien um das nicht einmal ein Zentimeter große Organ: Man nahm beispielsweise an, die Zirbeldrüse wäre eine Art Ventil für Gedanken und Erinnerungen. Die Drüse liegt oberhalb der Vierhügelplatte, wölbt sich quasi aus dem dritten Ventrikel heraus und hat die Form eines Pinienzapfens. Daher kommt auch ihr lateinischer Name: Glandula pinealis, Piniendrüse. Die Epiphyse ist zu einem großen Teil von innerer Hirnhaut überzogen, welche Blutgefäße an die Drüse heranführt. Sie ist hauptsächlich aus Pinealozyten aufgebaut, so heißen die hormonproduzierenden Zellen des Drüsengewebes. Bindegewebe segmentiert das Gewebe in viele Bläschen, unter dem Mikroskop sieht das im Querschnitt aus wie Bienenwaben. Außerdem enthält die Zirbeldrüse Gliazellen als Stützzellen und Nervenfasern.

Funktion der Epiphyse

„Es gibt eine kleine Drüse im Gehirn, in der die Seele ihre Funktion spezieller ausübt als in jedem anderen Teil des Körpers“, schrieb im 17. Jahrhundert der Philosoph René Descartes über die Zirbeldrüse. Er glaubte, dass sich in diesem Organ Leib und Seele vereinen – eine Vorstellung, welche die Realität gänzlich verfehlt. Heutzutage weiß man: Die Zirbeldrüse produziert das Hormon Melatonin (siehe Kasten) und schüttet es ins Blut aus. Allerdings macht sie das nur nachts. Tageslicht hemmt die Enzyme, die aus Serotonin in zwei Schritten Melatonin produzieren.

Ursprünglich war die Zirbeldrüse nicht nur endokrines Organ, sondern auch Sinnesorgan mit Photorezeptorzellen. Diese haben sich im Laufe der Evolution aber zurückgebildet. Tatsächlich besitzen einige Amphibien und Reptilien, beispielsweise die neuseeländische Brückenechse (oft als lebendes Fossil bezeichnet) ein drittes Auge unter der Haut ihrer Schädeldecke, das Scheitelauge. Durch dieses kann tatsächlich Licht direkt ins Gehirn fallen und so können die Tiere besonders gut Hell-Dunkel-Unterschiede wahrnehmen. Bei Säugetieren ist die Schädeldecke aber so dick, dass die Zirbeldrüse ihre Photorezeptorzellen nicht mehr benötigt. Trotzdem empfängt sie Lichtsignale, nämlich über weitläufige Nervenbahnen, die von der Netzhaut über den Hypothalamus ins Rückenmark ziehen und über das Ganglion cervicale superius, den Halssympathikus, die Epiphyse erreichen. Das sind auch die einzigen nervalen Faserzugänge des Organs bei Säugern.

Die Zirbeldrüse nimmt über Melatonin an der Regulation des Tag- und Nachtrhythmus teil und beeinflusst, neben einer Vielzahl anderer innerer Organe, auch die Keimdrüsen. Neben Melatonin gibt die Epiphyse noch andere Verbindungen, Neuropeptide, ins Blut ab, deren Wirkungen allerdings bisher unbekannt sind. Selbst über die Funktion des Melatonins gibt es immer neue Erkenntnisse. Die Zirbeldrüse ist demnach auch heutzutage ein spannendes Forschungsfeld für die Neurowissenschaftler.

Bereits vor dem 20. Lebensjahr, also in recht jungem Alter, beginnt die Epiphyse zu verkalken. Stützzellen vermehren sich verstärkt, eigentliches Drüsengewebe geht unter und es bilden sich Zysten, in die sich Calcium- und Magnesiumsalze einlagern. Das Phänomen nennt der Arzt Hirnsand, Acervulus – im Röntgenbild sind diese Kalkablagerungen gut zu sehen. Doch ihre Bedeutung ist bisher unklar.

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Die Zügel – nicht nur anatomisch

Obwohl ihre Form dies vermuten ließe, ist die Habenula kein Faserstrang, sondern vielmehr eine Ansammlung von Kerngebieten. Anders die Striae medullares – sie bringen Fasern aus den Septumkernen des limbischen Systems, von den Nuclei preoptici und vom Mandelkernkomplex in diese Region. Diese Fasern laufen in die Zügel aus. Am Übergang zwischen beidem liegen die Nuclei habenulares, die Zügelkerne. Sie haben trotz ihrer geringen Größe erstaunlich weitreichende Funktionen, die unser gesamtes Verhalten bis hin zur Entscheidungsfindung beeinflussen können.

So beeinflusst die laterale Habenula das Belohungssystem, indem sie es hemmt, wenn das Ergebnis nicht der Erwartung entspricht. Damit spielt sie auch eine Rolle bei entsprechenden Lernprozessen, der Stressantwort mit Flucht oder Kampf und sogar der Verarbeitung von Schmerz. Selbst bei Angstkonditionierung wird sie aktiv. All das ist extrem sinnvoll, wenn es um die Anpassung an Veränderungen in der Umwelt geht. Es kann aber auch über das Ziel hinausschießen – wird das Belohnungszentrum zu sehr gebremst, wird also zu wenig Dopamin und auch Serotonin freigesetzt – können Anhedonie und sogar Depression die Folge sein.

Die mediale Habenula hat ähnliche, fast noch weiterreichende Kompetenzen: Sie reguliert Stimmungen, verarbeitet negative Emotionen und motiviert Reaktionen auf unangenehme und schmerzhafte Situationen. Damit beeinflusst sie maßgeblich höhere Gehirnfunktionen wie Entscheidungsfindung und Aufmerksamkeit. Allerdings spielt sie auch eine Rolle bei Entzug und Rückfall in eine Sucht.