8_Sensomotorische System Flashcards
Was kann zur Sensomotorik allgemein gesagt werden?
Motorische Abläufe, welche für uns selbstverständlich sind und wir viel gar nicht wahrnehmen (z.B. Tennis spielen). Dinge, die für uns ganz normal sind (z.B. gerade aus laufen etc.) sind nicht so selbstverständlich, wie wir denken. Beispiel Roboter: in einigen Bereichen sind uns KI überlegen, jedoch nicht im sensomotorischen System.
Welche sind die drei sensomotorischen Funktionsprinzipien?
- hierarchische und parallele Organisation
- motorischer Output wird durch sensorischen Input gesteuert
- Lernen verändert die Art und den Ort der sensomotorischen Kontrolle
Was ist die hierarchische und parallele Organisation?
- die Abstraktheit von den beteiligten “Programmen” nimmt ab, je tiefer gelegen wir gehen (wird immer konkreter, z.B. bis zu den einzelnen Kontraktionen von Muskeln)
- Es ist aufgebaut wie ein konservatives Unternehmen, oben ist der Assoziationscortex (Geschäftsleiter), der Befehle (Ziele) nach unten an die Muskeln (Arbeitern)
- Signale zwischen den Hierarchiebenen fliessen über mehrere Bahnen
Was bedeutet “motorischer Output wird durch sensorischen Input gesteuert”?
Motorischer Output ist immer in Abstimmung mit sensorischen Input. Im sensomotorischen System ist der Informationsfluss in der Hierarchie von oben nach unten, nicht wie beim sensorischen System. Anpassungen im motorischen Output werden oft auf den “niedrigen Ebenen” vorgenommen.
Was bedeutet “Lernen verändert die Art und den Ort der sensomotorischen Kontrolle”?
Wenn man eine Fähigkeit neu erlernt (bspw. Auto fahren), dann braucht man sehr viele weite Teile des Gehirns mit voller Aufmerksamkeit und Bewusstsein, um die Handlungsabläufe zu erlernen (Schalten und Kuppeln). Wenn man dann später einmal Autofahren kann, hat man vielleicht beim Fahren gar keine bewusste Erinnerung wie man nun dahin gelangt ist. Sehr viel von den Handlungsabläufen inkl. sensomotorischen Abläufen geschehen automatisch. Die höher gelegen Areale (Assozationscortex etc.) werden nicht mehr so fest benötigt, es verlagert sich nach unten zu den niedrigeren Areal z.b. zum primären motorischen Cortex. Prozedurales Lernen. Verlagerung im Gehirn.
Aus welchen zwei Hauptregionen besteht der Assoziationskortex?
- posteriorer parietaler Assoziationskortex
- dorsolateraler präfrontaler Assoziationskortex
Was ist die Aufgabe des posteriorer parietaler Assoziationskortex?
- Bereitstellung räumlicher Informationen aus der dorsalen visuellen Bahn
- Räumliche Aufmerksamkeitslenkung.
Warum wird der posteriore Parietalcortex als Assoziationscortex klassifiziert?
Weil er Input von mehr als einem sensorischen System erhält (visuell, auditorisch, somatosensorisch)
Was sind die Folgen einer Schädigung des posterioren Paritalcortex?
- Wahrnehmungsstörungen
- Störungen räumlicher Erinnerungen
- Störung präzises Greifen und Aufheben
- Aufmerksamkeitsstörungen
- Gestörte Steuerung der Augenbewegungen
- Apraxie
- Neglect (kontralateral)
Was ist Apraxie?
- Störung der Willkürbewegungen
- nicht auf ein einfaches motorisches Defizit zurückzuführen
- Beispiel mit dem Hammer: Personen können eine Bewegung nicht mehr willentlich oder aus dem Kontext gerissen ausführen, sonst aber schon (mit dem Hammer klappts, ohne nicht)
- Schädigung oft im linken posterioren Parietalcortex
Was ist Neglect?
- Aufmerksamkeitsstörung
- Können Reize auf der gegenüberliegenden Seite der Läsion (oft Links) nicht bewusst wahrnehmen
- Den Patienten ist das Vorhandensein der Störung nicht bewusst
- Keine einfachen sensorischen oder motorischen Defizite vorhanden
- Häufig grosse Läsionen im rechten posterioren Patrietalcortex
Was ist die Aufgabe des dorsolateraler präfrontaler Assoziationskortex?
- vermutlich werden Entscheidungen zur Initiierung von Willkürbewegungen hier getroffen (erste neuronale Bewegungen, feuern hier am ersten)
- wird u.a. auch mit dem Arbeitsgedächtnis in Verbindung gebracht
- Inhibition von automatischen Bewegungsmustern - wenn wir z.b. an eine Situation gelangen, wo automatisierte Abläufe nicht mehr passend sind
Woher erhält der dorsolateraler präfrontaler Assoziationskortex Input und wohin entsendet er Output?
- Input: posteriore paritaler Assoziationscortex
- Output: frontalen Augenfelder, sekundärer motorischer Cortex, primärer motorischer Cortex,
Wenn wir das Signal vom Handeln bis zum Entscheid weiterverfolgen, wo landen wir da?
Sekundärer motorischer Kortex
Für was ist der sekundäre motorischer Cortex zuständig?
Übersetzung / Programmierung spezifischer Bewegungsmuster. Komplexe Bewegungen.
Von wo erhält der sekundäre motorische Cortex grösstenteils Input und wohin sendet er Output?
- Input: Assoziationscortex
- Output: primärer motorischer Cortex
Was sind Spiegelneurone?
Zellen, die feuern, wenn ich etwas aufhebe (z.B. Ball), aber auch, wenn eine andere Person eine zielgerichtete Handbewegung macht. War jüngst ein Zufallsbefund in der kognitiven Neurowissenschaft, wurde/wird intensiv erforscht.
Warum sind Spiegelneurone interessant?
- körperliches Nachempfingen meines Gegenübers
- soziales Verständnis
- würde zu einer vereinfachten Kooperation führen
- emotionale Übertragung z.B. in der Gruppe
- die Befundlage konnte ja aber in der Motorik festegestellt werden, ob dies auf der sozialen/kognitiven Ebene funktioniert ist ungewiss, wird viel heftiger diskutiert.
Wo liegt der primäre motorische Cortex und wie ist er organisiert?
- Überzieht den ganzen Gyrus präcentralis, der sich anterior zum sulcus centralis befindet.
- ## ist somatop, also entsprechend einer Karte des Körpers organisiert = motorischer Homunkulus
Was sind die Funktionen des primären motorischen Cortex?
- verschiedene Stimulationen entlang des gyrus präcentralis lösen Muskelkontraktionen oder einfach Bewegungen an benachbarten Regionen des Körpers
- Körperteile, die komplexe Bewegungen machen können, nehmen den grössten Teil ein (Hände, Mund)
- Jedes Neuron enkodiert eine Bewegungsrichtung
Was ist der aktuelle Forschungsstand betr. primären motorischen Cortex?
- gewisse somatotope Organisation wird bestätigt
- Bewegungen sind jedoch weitaus komplexer und involvieren häufig auch andere Körperteile
- Neurone enkodieren nicht Bewegungen in eine bestimmte Richtung, sondern zu einem bestimmten Ziel (unabhängig der Richtung)
- Man geht deswegen zusätzlich von einer Handlungskarte aus (zur somatotopen Karte)
Welche Auffälligkeiten zwischen motorischem Homunculus vs. sensorischem Homunculus (Kap. 7) gibt es?
Beim motorischen Homunculus nimmt die Hand einen sehr grossen Platz ein (viele motorische Bewegungen mit der Hand, daher viel Hirngewebe dafür), beim sensorischen sind es v.a. Daumen und Lippen, welche sehr sensitiv sind resp. viel Hirngewebe in Anspruch nehmen.
Was ist das Cerebellum?
Kleinhirn. 50% aller Neurone im Gehirn sind dort aufzufinden, das Kleinhirn nimmt aber “nur” 10% der Gehirnmasse ein.
Welche Funktionen hat das Cerebellum?
- Feinbastimmung Bewegungen
- vergleicht Info der drei Inputquellen und korrigiert abweichende Bewegungen
- Spielt eine wichtige Rolle bim motorischen Lernen (insbesondere bei Timing von Bewegungsabfolgen)
- man geht aber auch davon auch, dass das Cerebellum bspw. bei der Koordination/Abfolge von Sprache eine Rolle spielt
- wird noch erforscht, welche weitere höhere kognitiven Funktionen das Cerebellum noch übernimmt mit seinen vielen Neuronen
Von wo erhält das Cerebellum Inputs?
- primären und sekundären motorischem Cortex
- Info aus motorischen Kerne des Hirnstamms (via absteigende motorische Signale)
- Feedback über motorische Reaktionen (via somatosensorische und vestibuläre Systeme)
Was passiert, wen das Cerebellum beschädigt ist?
- führt zum Verlust der Fähigkeit, Bewegungen präzise zu koordinieren
- Gleichgewichtsstörungen
- Schwindel
- schwierig, sich unabhängig fortzubewegen
Was sind Basalganglien?
- bestehen aus mehreren Kernen
- die meisten Nervenbahnen verlaufen nicht in das Rückenmark
- Bestandteil neuronaler Schleifen, von welchen viele Signale zu den motorischen Gebieten im Cortex übertragen
Für was sind Basalganglien zuständig?
- motorische Funkitionen
- Zudem: höhere kognitive Funktionen wie Entscheidungsfinden, Lernen
- wichtig auch für das Gewohntheitslernen (automatisierte Bewegungeabläufe)
Welche zwei dorsolateralen Bahnen gibt es?
- tractus corticospilanis lateralis (geht los im primär motorischen Arealen, geht durch die medulla oblangata ins Rückenmark)
- tractus corticorubrospinalis (Ursprung in den primär motorischen Arealen, geht dann über den Nucleus ruber im Mittelhirn bis hin zum Rückenmark. Formt dort erste Synapsen mit anderen Neuronen im Rückenmark.
Wo verläuft der tractus corticospilanis lateralis?
Geht los im primär motorischen Arealen, geht durch die medulla oblangata über die dorsolaterale Seite ins Rückenmark. Formt dort erste Synapgen mit anderen Neuronen im Rückenmark.
Wo verläuft der tractus corticorubrospinalis?
Ursprung in den primär motorischen Arealen, geht dann über den Nucleus ruber im Mittelhirn bis hin über die dorsolaterale Seite zum Rückenmark. Formt dort erste Synapsen mit anderen Neuronen im Rückenmark.
Welche zwei ventromedialen Bahnen gibt es?
- tractus corticospinalis anterior
- tractus corticobulbospinalis
Wo verläuft der tractus corticospinalis anterior?
Direkte Verbindung vom Motocortex mit nur einer Synapse bis ins Rückenmark.
Wo verläuft der tractus corticobulbospinalis?
Indirekte Bahn, Verbindung vom Motocortex via Tectum (Informationen aus dem auditorischen und visuellen System) und Nucleus vestibularis (Teil des Ohres, wo Lage und Beschleunigung des Kopfes verarbeitet werden), und formatio reticularis (motorische Programme für atypische Bewegungsabläufe encodiert). Nach Integration dieser drei Quellen werden die Signale weiter ins Rückenmark gesendet.
Worin unterscheiden sich die ventromedialen und dorsolateralen Bahnen?
- die ventromedialen Bahnen haben v.a. Kontrolle zur Haltung und Ganzkörperbewegungen wie Laufen und Klettern
- die dorsolateralen Bahnen kontrollieren die Bewegungen einzelner Gliedmassen. Jedoch; gewisse kompensatorische Funktionen, wenn die eine Bahn durchtrennt ist kann eine andere Bahn womöglich übernehmen
Welche Komponente hat eine motorische Einheit?
- Motoneuron (letztes Neuron, bevor der Muskel kontrahiert)
- Muskelfasern
Welche zwei Typen von Muskelfasern gibt es?
- Schnell reagierende Muskelfasern (grosse Kraft, ermüden schnell, können Spannung nicht lange halten, schlecht durchblutet)
- Langsame Muskelfasern (weniger Kraft, können länger kontrahieren, besser durchblutet)
Welche zwei Typen von Skelettmuskeln gibt es?
- Flexoren (Beuger, z.B. Bizeps)
- Extensoren (Strecker, z.B. Trizeps)
wenn zwei Muskeln in die gleiche Richtung ziehen = synergistische Muskeln
wenn zwei Muskeln in gegengesetzte Richtung ziehen = antagonistische Muskeln
Bizeps und Trizeps sind antagonisitische Muskeln
Welche zwei Arten von Rezeptororganen der Sehnen und Muskeln gibt es?
- Golgi-Sehnenorgane: reagieren auf Zunahme der Muskelspannung, sensitiv für Überlastung
- Muskelspindeln: reagieren auf Veränderungen in der Muskellänge
Was ist ein Dehnungsreflex?
Ein Schlag auf die Kniesehne streckt die Spindeln des Oberschenkelmuskels und löst eine Neuronen-Entladung aus: Ein Reflex, der durch eine plötzliche, von aussen bewirkte Dehnung des Muskels ausgelöst wird.
Was ist ein Beispiel des Dehnungsreflex aus dem daily life?
Sie halten eine Körperposition trotz zusätzlichen Kräften / Gewicht konstant. Beispiel mit Kaffeetasse und Katze, die zustäzlich auf meinen Arm steigt. Dies passiert so, ohne das sich höhere Regionen im Gehirn damit befassen müssen.
Was ist ein Schutzreflex?
z.b. anfassen eines Nagels oder heissen Topf ziehen wir die Hand sofort zurück
Was ist reziproke Innervation?
- Interaktion von zwei antagonistischen Muskeln
- Wenn ein Muskel kontrahiert ist, entspannt sich der andere
- Dadurch entstehen glatte, unbehinderte motorische Reaktionen
Was ist rekurrente kollaterale Hemmung?
Wenn eine Muskelfaser kontrahiert, kann sie sehr schnell ermüden. Dann überlässt man die Arbeit anderen Muskelfasern resp. gibt diese weiter.
Wie hängt Gehen (ein komplexes, anpassungsfähiges Programm von Reflexen) mit dem Rückenmark zusammen?
Das Rückenmark kann das Gehen kontrollieren. Sx§x§iehe Beispiel mit Neugeborerenen, die eine Art Reflex in Form von Gehen (Beine bewegen) zeigen, wenn man sie zu Boden hält. Komplexer sensomotorischen Reflex.
Was sind Merkmale der zentralen sensomotorischen Programmen?
- ermöglichen motorische Äquivalenz (ich kann das Glas von unten oder von der Seite heben, um dies zum Mund zu führen, gleiche Bewebung kann auf verschiedene Weise mit verschiedenen Muskeln ausgeführt werden)
- laufen oft unbewusst ab
- können ohne Übung entstehen
- können aber auch durch Übung entstehen (Response-Chunking und Verlagerung der Kontrolle auf untergeordnete Ebenen)
Was ist Response-Chunking?
Einzelne Reaktionskomponenten werden zu Programmen zusammengefügt (z.B. einzelne Buchstaben tippen bei Tastatur zu Tastaturschreiben). Chunking kann man über Chunks hinweg machen.
Was bedeutet Verlagerung der Kontrolle auf untergeordenete Ebenen?
Ein geübter Klavierspieler hat in seinen tiefer gelegenen Hirnregionen gewisse Mechanismen vorprogammiert, wobei bspw. der Anfänger immer wieder auf seine Finger schauen muss..
Was zeigte die PET-Tastendruck-Studie von Jenkins und Kollegen?
- Finger tapping Übung
- Bei der motorischen Übung waren die kortikalen sensomotorischen Gebiete aus diesem Kapitel involviert
- Wenn Sequenzen gut geübt waren, war die Aktivität in den Assoziationsgebieten und im Cerebellum reduziert
- Personen, die schlafen konnten, schnitten besser ab
