2. Organisationsprinzipien des peripheren und zentralen Nervensystems Flashcards
Was sind grundlegende Bestandteile des peripheren Nervensystems?
- Hirnnerven
- Spinalnerven (entspringen aus Rückenmark)
- enterisches Nervensystem
Was sind grundlegende Bestandteile des zentralen Nervensystems?
- Rückenmark
- Gehirn
Was sind Unterschiede zwischen PNS und ZNS?
- unterschiedlicher Ursprung
- ZNS weitestgehend hinter Blut-Hirn-Schranke
- nur ZNS:
- > zentrale Axone von Oligodendrozyten peripher von Schwannzellen umhüllt
- > unterschiedliche Gliazelltypen + Makrophagen, die im PNS nicht vorhanden sind
- ZNS von drei Hirnhäuten umhüllt (Dura mater, Arachnoidea und Pia mater)
- > Dura mater geht bei Spinalganglien nahtlos in Epineurium über
Woraus entwickelt sich das ZNS?
- Neuralplatte
- > Neuralrinne
- > Neuralrohr
- > ZNS
Aus welchem Teil des Neuralrohrs entwickelt sich das Gehirn?
aus vorderem (kranialem) Teil
Aus welchem Teil des Neuralrohrs entwickelt sich das Rückenmark?
aus hinterem (kaudalem) Teil
Worin differenziert sich das Prosencephalon (Vorderhirn) (vorderster Teil des Neuralrohrs)?
- in Telencephalon (Endhirn) und Diencephalon (Zwischenhirn)
Was ist der mittlere Teil des Neuralrohrs?
Mesencephalon
Worin wird das Rhombencephalon untergliedert?
- in Metencephalon (Hinterhirn) und Myelencephalon (Markhirn)
Woraus entwickeln sich die Hirnventrikel?
- aus Hohlraum des Neuralrohrs
Wodurch wird eine laminäre Struktur gebildet?
- durch Proliferation und radialer Wanderung der Neuronen
Woraus werden Neurone gebildet?
- aus Vorstufen (Progenitorzellen)
Worin wird der Kortex untergliedert?
- Isokortex -> Neokortex
- Allokortex (Hippocampus und entorhinaler Cortex
Was sind Kolumnen?
- Funktionseinheit des Kortex, die sich quer auf den Laminae mit kleinen Unterschieden wiederholen (=kortikale Säulen)
Was ist das “Sensory Gate”?
- Ort, den so gut wie alle Informationen von und zum Kortex passieren und wo Reize verarbeitet werden
Wie wirken Kortex und Thalamus miteinander?
- besitzen reziproke (wechselseitige) Verbindung und funktionieren als Einheit
Was sind die Sensomotorischen- und Assoziationskortexareale in ihrer Anatomie zueinander?
- symmetrisch
- > Funktionen aber unterschiedlich
Was macht der linke Kortex?
- empfängt Impulse aus rechter Körperhälfte und kontrolliert diese
- > sensomotorische Funktionen jeweils von kontralateraler Seite übernommen
Was macht der rechte Kortex?
- empfängt Impulse aus linker Körperhälfte und kontrolliert diese
- > sensomotorische Funktionen jeweils von kontralateraler Seite übernommen
Was gilt fürs Auge?
- partielle Kreuzung der Sehbahnen vor dem Thalamus
- linke Hemisphäre sieht rechte Gesichtshälfte
- rechte Hemisphäre sieht linke Gesichtshälfte
Was ist die Verbindung zwischen beiden Hemisphären?
- Corpus callosum (+3 weitere Comissuren/Verbindungen)
- > verbindet Fasern zwischen beiden Hemisphären
- > leitet Informationen zwischen beiden Hälften weiter
Was ist das Konnektom?
- Gesamtheit aller Verbindungen im Nervensystem eines Lebewesens
Welche verschiedenen Fasern auf makroskopischer Ebene gibt es?
- Assoziationsfasern (Kontakt zwischen Kolumnen und entfernteren Regionen)
- Kommissuralfasern (verknüpft kontralaterale Kortexgebiete)
- Projektionsfasern (verknüpft subkortikale Strukturen)
Wozu führen Störungen im Konnektom?
- zu MS oder psychischen Erkrankungen
Was ist bei Split-Brain-Patienten besonders?
- Corpus callosum durchtrennt
- Symptome:
- > einzelne Funktionen (Sprache) nur lateralisiert (Aufgeteilt in rechts/links) vertreten
Was ist Somatotropie?
- Abbildung von Körperregionen bzw. -strukturen auf bestimmte Nervenzellareale des Gehirns
- elektrische Reizung der offengelegten Hirnoberfläche von Epilepsiepatienten während Resektion (operative Entfernung eines Teils des Gehirns) unwillkürliche Bewegungen über gyrus precentralis und Gefühle über Gyrus postcentralis
- > Homunculus
Was ist Retinotropie?
Abbildung von der Retina auf bestimmte Nervenzellareale des Gehirns (visueller Kortex als Leinwand)
Was ist Tonotropie?
- Abbildung von Teilfrequenzen eines Schallereignisses an bestimmten Stellen des Innenohrs
Wo sind aufsteigende (sensorische) und absteigende (motorische) Bahnen topographisch organisiert wie im PNS?
- in der weißen Substanz des Rückenmarks
- Grund:
- > Ordnung im Gehirn folgt Ordnung auf dem Körper
- > Sachen die nah an Körperoberflächen sind, sind im Gehirn auch nebeneinander
- auch Verteilung von Motoneuronen im Rückenmark topographisch organisiert
Woraus entwickelt sich das Periphere Nervensystem?
aus Neuralleiste
-> entsteht während Neurulation zwischen Neuralrohr und oberflächlichen Ektoderm
Wodurch verändert sich der stereotype Aufbau von Spinalnerven?
- durch Wachstum vom Gehirn
Wo befinden sich die Somata von Neuronen im PNS?
- in Ganglien
- > Sensorische Nervenfasern -> in Spinalganglien
- > vegetative Nervenfasern -> in paravertebralen Prevertebralganglien o. Organnahen Ganglien
Was sind Beispiele für Funktionen von ZNS/PNS?
- Bewegung, Verhalten, Sensorik, Emotion, Motivation, Sprache, kognitive Funktionen, Lernen und Gedächtnis, Repräsentation der Umwelt und des “Ichs”, Regulation der Inneren Organe, Anpassung des inneren Milieus an externe Anforderungen, Regulaiton vom Hormonhaushalt + Beeinflussung von Immunantworten
Was ist die EEF (Elektroenzephalografie)?
- synchronisierte lokale Veränderungen großer Neuronpopulationen
- elektrische Ströme im Gehirn werden erfasst
- Potentialausschwankungen an Pyramidzellen werden aufgezeichnet
Was ist die MEG (Magnetenzephalographie)?
- nicht-invasives, neurologisches Untersuchungsverfahren zur Darstellung der Magnetfelder (durch Aktivität im Gehirn)
- weniger anfällig für Störungen
- bietet Möglichkeit für direkte, transkranielle Stimulationen oberflächlicher Strukturen
Was ist die TMS (Transkranielle Magnetstimulation)?
- interessierende Hirnareal durch magnetischen Puls mit hoher Feldstärke gereizt
- führt zu starker kurzfristiger Erregung des darunterliegenden Areals
- Einsatzmöglichkeiten
- > Schlaganfall, Tinnitus, Morbus Parkinson, Epilepsie, MS, Mirgräne, Medikamentenresistente Formen affektiver Störungen, Medikamentenresistente Depression
Was ist der “God Helmet”?
- Ähnlich wie TMS, löst “out of body” - Erfahrung
Was ist die MRT (Magnetresonanztomographie)?
- für Darstellung von Weichteilen und Organen geeignet
- man erhält strukturelle Informationen aus Relaxation von Wasserstoff-Protonen im magnetischen Feld nach kurzem Radio-Impuls
Was ist die PET (Positron-Emissions-Tomographie)?
- Stoffwechselvorgänge im Körper können sichtbar gemacht werden
- radioaktiv strahlender Traubenzucker über Vene verabreicht, mit einer Messeinheit sichtbar gemacht und die Informationen werden zu räumlichem Bild verarbeitet
Was ist NIRS?
- Nahinfrarotspektroskopie
Worüber laufen alle Funktionen (außer Olfaktorik)?
- über Thalamus
- > Schaltstelle sensomotorischer Funktionen, regelt und organisiert Funktion vom Kortex
Wo sind sensorische Zentren und Integration?
dorsal
Wo ist die vegetative Motorik?
lateral
Wo ist die Somatomotorik?
ventral
Was ist zu beachten? (hgfüodshg)
- anatomisch symmetrische Strukturen nicht unbedingt auch funktionell symmetrisch
Was ist der Lobus occipitalis (Okzipitallappen)?
- Sehrinde
- beherbergt das primäre und sekundäre Sehzentrum (visueller Kortex)
- visuelle Bearbeitung
- bei Schädigung: Gesichtsausfälle, Achromatopsien (fehlende o. eingeschränkte Zapfenfunktion) und Akinetopsien (Beeinträchtigung der Wahrnehmung von Bewegungen)
Was ist der Lobus parietalis (Pariettallappen)?
- primäre somatosensorische und viscerosensorische (unbewusste Empfindungen von den Eingeweiden ausgehend) Areale
- Tasten/Schmecken
- sensorische und räumliche Aufmerksamkeit
- Auge/Hand-Koordination
- Sprachverständnis
- bei Ausfall: Wernicke Aphasie (primär auf fehlendem Sprachverständnis beruhende Form der Aphasie [Sprachstörung])
Was ist der Lobus frontalis (Frontallappen)?
- steuert Willkürbewegungen (Motorik)
- Augenmotorik, Arbeitsgedächtnis, Aufmerksamkeit, Problemplanung/ -lösung, Motivation, Entscheidungen, Impulskontrolle/Flexibilität, soziales sexuelles Verhalten, Sprachmotorik
- bei Ausfall: Broca Aphasie (führt zu teilweisen Verlust der Sprachproduktion bei meist weitgehend erhaltenem Sprachverständnis)
Was sind der Lobus temporalis und die Insula (Temporallappen + Inselrinde)?
- Sprache, Musikverständnis, Objektwahrnehmung, Gedächtniskonsolidation, Aggressivität/Sexualverhalten
- bei Schädigung: zentrale Taubheit/Amusie (Unfähigkeit, trotz intakter Sinnesorgane Tonfolgen und/oder Rhythmen zu erkennen und diese vokal o. instrumental wiederzugeben), Amnesie, Störungen der Eigenwahrnehmung
Was sind Teile der Basalganglien?
- Striatum (Nucleus Caudatus/Putamen), Globulus Pallidus, substantia nigra + Nucleus Subthalamus/Accumbens
Welche Funktionen haben die Basalganglien?
- v.a. an Bewegungsplanung und -ausführung beteiligt, aber auch an kognitiven Prozessen
- dienen der Selektion unterschiedlicher motorischer Programme und Initiierung einer Bewegung
Wozu führt eine Schädigung der Basalganglien?
- Bewegungsstörungen: Parkinson-Krankheut, Chorea Huntington + Ballismus (unkontrollierte Bewegungen)
Was sind Teile des Cerebellums?
- Lobus Flocculonodularis, Vermis, die Hemisphären, tiefe Kerne (Nucleus fastigii, globosus, emoloforis, dentatus)
Wofür ist die Cerebellum zuständig?
- Bewegungskoordination, -planung und -feinabstimmung
- Erhält Informationen von Muskulatur, vom Gleichgewichtsorgan + Kopie von Bewegungsplan von Kortex
- > Informationen aufeinander abgestimmt und bei Fehlern während Bewegung korrigiert
- wichtig für motorisches Lernen
Was sind Folgen von Schädigungen des Cerebellums?
- spezielle Bewegungsstörungen, Ataxien (Störung der Bewegungskoordination und Haltungsinnervation -> unkontrollierte und überschüssige Bewegungen), Gleichgewichtsstörung, Augenkoordination, Aphasie, Dysarthrie (motorische Sprechstörung)
Was sind Areale der medialen Rindenfelder und des limbischen Systems?
- Kortex
- > Insula, Gyrus cinguli, Entorhinal-perihinal-Kortex, Hippocampus
- Subkortikale Strukturen
- > Amygdala, Nucleus Accumbens, Area tegemntalis ventralis, corpora mamillaria, aneriorer + dorsomedialer Thalamus
Was sind Funktionen der medialen Rindenfelder und des limbischen Systems?
- Emotionen + Motivation (Insula, cingulärer Kortex)
- Affektive- und Belohnungssysteme (Amygdala Nucleus Accumbens)
- räumliche Navigation/Lernen und Gedächtnis (Hippocampus)
- Entscheidungsfindung, -planung (Prä- und Orbitofrontalkortex)
Was sind Abschnitte des Diencephalon?
- Thalamus, Hypothalamus, Epithalamus
Was sind Funktionen des Hypothalamus, der Hypophyse und des Epithalamus/der Epiphyse?
- Thermoregulation, kalorische Regulation/Energiehaushalt + Nahrungsaufnahme, Wasserhaushalt, -volumen und Osmoregulation, Reproduktion und sexuelles Verhalten, Schlaf und Wachheit, Lernen und Gedächtnis, Zirkadiane Rhythmen (innere Uhr), Körperabwehr, Immunabwehr
Was sind Abschnitte des Hirnstamms?
- Medulla oblongata, Pons, Mesencephalon
Was sind Funktionen des Hirnstamms?
- Relaystation somatischer und viszeraler Informationen
- Ursprung von 10 aus 12 Hirnnerven
- Nozizeptive, visuelle und auditorische Bahnen verarbeitet und auf Relevanz getestet
- Aszendierendes Retikuläres Aktivierungssystem (ARAS)
- > Versetzt Körper in Zustand erhöhter Wachheit
- > Stimulation bewirkt Arousal, Läsion induziert Schlaf-EEG
- Deszendierende (absteigende) Systeme aus gleichen Zentren können spinale Analgesie (bewirkt vorübergehende und reversible Funktionshemmung der betroffenen Nerven) auslösen
- reguliert lebenswichtige Reflexe/Schaltkreise
- > Atmung, Schlucken/Erbrechen, Blutdruck/Herzfrequenz, Pupillenreflex, visueller Greifreflex, vestibuläre Reflexe, Wachheit, orthodoxer (nicht REM-) und paradoxer (REM-)Schlaf
- Auslösungsort der “Flight or Fight”-Reaktion durch elektrische Reizung
Worin wird das PNS eingeteilt?
- Somatisches und Autonomes Nervensystem
- Einteilung autonomes Nervensystem:
- > vegetatives und enterisches Nervensystem
- Einteilung vegetatives Nervensystem:
- > Sympathikus und Parasympathikus
Was sind die Bestandteile des SNS?
- sensorische und motorische Hirn- und Spinalnerven
Was sind Eigenschaften des SNS?
- unterliegt der Willkürmotorik (im Gegensatz zum ANS)
Was sind Motoneurone?
befinden sich im Vorderhorn (ventraler Anteil der grauen Substanz des Rückenmarks) und üben direkte Kontrolle auf Muskelfasern aus
Was ist eine motorische Einheit?
- Motoneuron mit innervierter Muskelfaser
Was versorgt das SNS?
- afferent und efferent quergestreifte Muskulatur, Haut und Sinnesorgane
Was erfolgt über Alpha-Motoneurone?
- extrem effiziente Signalübertragung für Willkürbewegungen
- > durch Myelinisierung und hocheffektive Synapse (Detonatorsynapse)
Woraus bildet sich das sensorische Organ für Muskellänge?
- aus spezialisierten Muskelfasern + deren Gamma-Motoneurone
Wo sitzen die Somata des sensorischen Fasern?
- in Spinalganglien und Ganglien der jeweiligen Sinnesorgane
Was ist ein wichtiges Funktionsprinzip im sensomotorischen NS?
afferent-efferente Organisation im Reflexbogen?
Was ist ein Eigenreflex?
- Start und Ziel des Reflexbogens im gleichen Organ
Was ist ein Fremdreflex?
- Start und Ziel des Reflexbogens in unterschiedlichen Organen
Was macht das ENS?
- reguliert Gastrointestinaltrakt selbstversorgend
- Funktionen:
- > Motilität, Sekretion, Absorption, Durchblutung
- > sensorisch, integrative und motorische Funktionsaufteilung der Zellen
- –> von Parasymp. und Symp. beeinflusst
- hat direkt Auswirkung auf zentrale Prozesse wie Darmfüllung
- beeinflusst Nahrungsaufnahme und appetetives Verhalten
- Zusammensetzung der Darmflora kann durch Vitamin B und Xenobiotika beeinflusst werden
Welche verschiedenen Gliazellen gibt es?
- Astroglia, Ependym, Oligodendrozyten/Schwannzelle, Mikroglia
Woraus bestehen die Gefäße im Nervensystem?
- Endothel/Glatte Muskulatur
- Perizyten
Was machen Astroglia und Ependym?
- bestimmen Zusammensetzung extrazellulärer und cerebrospinaler Flüssigkeit
- regulieren Ionenhaushalt, da Erregbarkeit der Neuronen durch Ionenzusammensetzung der extrazell. Flüssigkeit stark beeinflusst
- > Krankheiten: bei epileptischen Anfällen, fokalen Schlaganfällen und Migräne kommt massive Kalium-Ansammlung vor
- versorgen Zellen mit Nährstoffen wie Glucose und Laktat
- nehmen Neurotransmitter auf und verstoffwechseln diese
- Freisetzung von Transmittern, Neuromodulatoren und vasoaktiven Substanzen
- > Glymphatischer Fuß (entfernt zelluläre Abfälle im ZNS)
- > bei Störung könnte eventuell bei Schädigung zu Alzheimer führen (da sich fehlgefaltete Proteine anlagern)
Was sind Funktionen von Oligodendrozyten/Schwannzellen?
- Isolierung von Axonen durch Myelinscheide
- > schnellere Ausbreitung von APs mit weniger Energieaufwand
- verringerte Kapazität durch Myelinscheide
- Metabolische Unterstützung im Laktat- und Glukosetransport
- Möglichkeit der Regeneration im PNS
- Myelinisierung nur von Axonen in Langstreckenverbindungen o. bei Axonen, bei denen es weniger auf Synchronisation und Präzision ankommt
- (partieller) Verlust von Myelin: Erregungsleitungsleitungsstörung, ektopische Aktionspotentialgenerierung, zentrale Störung der Netzwerkaktivität, Poliomyelitis, demyelinisierende Polineuropathien, Guillain-Barre-Syndrom, MS, Schizophrenie
Was sind die Mikroglia?
- Immuneffektorzellen des ZNS
- im Gewebe residierende Makrophagen
- 5-20% der Gliapopulation sind Mikroglia
- entstehen früh in Ontogenese
- Funktionen:
- > Immunabwehr im Gehirn bei Infektionen
- > entfernen verletzte Zellen
- > eliminieren während der Entwicklung überschüssige Zellen
- > Funktion in synaptischer Plastizität
- testen Zusammensetzung und Zustand eines umschriebenen Areals
- im aktivierten Zustand starten sie Phagozytose und verwandeln sich in Makrophagen
- gibt Indizien für mikrogliale Beteiligung bei Neuroinflammation/zahlreichen ZNS-Erkrankungen
Was ist die Neurovaskuläre Unit?
- Astrozyten mit Endothelzellen, glatten Muskelzellen und Perizyten bilden diese
- Gehirn verbraucht 20% des Sauerstoffverbrauchs
- VNS hat geringen Einfluss, Regulation durch vasoaktive Stoffe wie z.B. Adenosin, Prostaglandine, Kalium, Nitrogenmonoxid, CO2, Laktat
- Gehirn empfindlich für Ischämie
- Krankheiten im Gehirn, die vaskulär sind oder vaskuläre Beteiligung haben:
- > Schlaganfall, Hirnblutung, Migräne, Epilepsie, Alzheimer, Diabetes, Hypertonie, MoyaMoya
- > Grund oft Öffnung der Blut-Hirn-Schranke
Was ist wichtig für die Aufnahme des Transmitters in die Präsynapse?
- Transmitter muss ausgeschaltet und inaktiv sein
- > Transmitter wird entweder v. extrazellulären Enzymen abgebaut oder von Präsynapse und in Gliazellen aufgenommen
Worin werden Glutamate in Gliazellen umgewandelt?
- in Glutamin
Was passiert bei der Autoimmunerkrankung Myastenia Gravis?
- bildet Antikörper, die die Erregungsübertragung am nikotinergen Acetylcholin-Rezeptor des Sekelttmuskels hemmen
- > irreversible Hemmer werden als Nervengift benutzt
Was für Transmitter besitzen Synapsen?
- Haupttransmitter, die die schnellen postsynaptischen Effekte bestimmen
- zusätzliche Peptid-Transmitter
- > werden bei starker Erregung freigesetzt und beeinflussen durch metabotrope Rezeptoren die Aktivität der postsyn. Zelle
- > Teilweise ganze Übertragung über Peptid-Transmitter
- > können auch parakrin Effekt haben (z.B. als Wachstumsfaktoren)
Was machen Neuromodulatoren?
- neben Funktion in Synapse haben viele Transmitter eine Funktion als Neuromodulatoren (beeinflussen z.B. Zustand im ZNS)
- häufig Ziele von Medikamentenstrategien
- verfügen über eigene Rezeptoren (unerwünschte Nebeneffekte können so geringgehalten werden)
