Block 6 - Vorlesungen Flashcards
Gemeinsame Prinzipien der Sinnesorgane
1) Adäquater Reiz
2) Sinnesorgan - Reiz - Transduktion - Membranpotential - Transformation - Frequenz AP
3) Kortikale Repräsentation (Topographie erhaltend)
4) Wahrnehmung (abhängig von Kontext, Erwartungen etc.)
Freier Wille?
Neuronale Netze entscheiden 300ms vor “freiem willentlichem Entscheid autonom
- 300ms: Bereitschaftspotential (im prämotorischen Cortex)
- 0ms: subjektiver Bewegungentscheid
- 200ms: effektive Bewegung
Organisationsprinzipien der grossen funktionellen Systeme
- Jedes funktionelle System schliesst verschiedene Hirnregionen ein, die die Informationsverarbeitung verschiedenartig verarbeiten
- Schaltstationen der funktionellen Systeme sind über identifizierbare Leitungbahnen verbunden
- Jeder Hirnteil projiziert geordnet zum nächsten Hirnabschnitt unter Bildung von topographischen Karten
- Funktionelle Systeme sind hierarchisch geordnet
- Funktionelle Systeme der einen Hemisphäre kontrollieren die andere Körperseite
Neuropil
synaptische Beziehung zwischen Axonen und Dendriten
axonaler Transport
- vom Soma zu den Zellfortsätzen: anterograd
- von den Zellfortsätzen zum Soma: retrograd (ca 100mm/Tag)
- langsamer Transport: 1-2mm/Tag (Komponenten des Zytoskeletts)
- scheller Transport: 400mm/Tag (Vesikel und Mitochondrien
- Motorprotein Kinesin
- Zusammenbau und Funktion der Mikrotubuli hängt von MAPs (Microtubuli associated proteins) ab
Mikrofilamente / Neurofilamente
- Mikrofilamente: Durchmesser von 5nm –> 2 Aktinfäden, bei beweglichen Anteilen
- Neurofilamente: DurchmesRser von 10nm –> Mikrotubuli und Mikrofilamente –> mechanische Stützfunktion
Renshaw-Zellen
Rekurrente Hemmung im Vorderhorn des Rückenmarks –> Regulieren und Stabilisiere die Feuerrate von Motoneuronen
- haben Glycin als Neurotransmitter!
Einige Daten zum menschlichen Hirn
- Gewicht: Mann: 1400g, Frau: 1250g, Neugeborenes: 350-400g
- Zusammensetzung: 77-78% Wasser, 10-12% Fett, 8% Proteine, 1% Kohlenhydrate, 2% organische Substanzen, 1% anorganische Salze
- weisse Substanz: 60%
- Grosshirncortex: 77%, Diencephalon 4%, Mesencephalon 4%, Metencephalon 2%, Cerebellum 10%, Rückenmark 2%
- Oberfläche: 2500 cm^2
Morula, Blastula, Gastrula
Woche 1-3: Blastula mit innerer Zellmasse ist von Trophoblast umgeben; bewegt sich zur Schleimhaut des Uterus –> An der dorsalen Wand der Gebärmutter entwickelt sich aus dem Trophoblast der Synzytiotrophoblast und aus der inneren Zellmasse (Embryoblast) formiert sich eine Keimscheibe mit Epiblast und Hypoblast
Woche 2-3: Gastrula, Zwischen der Keimscheibe und dem Zytotrophoblast entwickelt sich die Amnionhöhle, die Keimscheibe wird in die Mitte verlagert
Durch den Primitivstreifen wandern Zellen des Epiblasts zwischen Epiblast und Hypoblast und bilden so die 3 blättrige Keimscheibe mit Ektoderm, Mesoderm und Entoderm
Neurulation
Woche 3
Vermehrung der Zellen des Neuroepithels und des darunterliegenden Mesoderms –> Durch den fehlenden Platz bilden sich Falten, in der Mittellinie bildet sich die Neuralrinne
Die Neuralrinne wird immer tiefer und die Falten nähren sich einander an –> bilden das Neuralrohr, es senkt sich unter das Ektoderm ab
Am Rand migrieren die Neuralleistenzellen –> werden zu peripheren Ganglien
Das Neuralrohr schliesst sich von der Mitte aus nach kranial und kaudal
Am 24. Entwicklungstag verschliesst sich der anteriore, 2 Tage später der posteriore Neuroporus
Das Oberflächenektoderm gibt bone morphogenic protein (BMP) ab und die Chorda SHH –> Gibt einen Gradienten, entlang dessen ist die Entwicklung orientiert
Kopffalte und Gehirnwachstum
Woche 4
Durch Faltung um die Longitudinale und transversale Achse entsteht aus der flachen Keimscheibe ein zylindrisches, C-gekrümmtes Embryo
- 1) Lateralfalte: Entstehung der Leibeswand und Leibeshöhle, dorsaler Teil des Saccus vitellinus wird als primitiver Darm in den Embryo miteingezogen
2) Kopf- und Steissfalte: Aufgrund des Längenwachstums krümmen sich die Kopf- und Steissregion vach ventral aufeinander zu
Die Neuroepithelzellen des rostralen Neuralrohres proliferieren stark und bilden 3 primäre Bläschen
- Prosencephalon
- Mesencephalon mit Scheitelbeuge
- Rhombencephalon im caudalen Teil mit Nackenbeuge
Hirnbläschen
Woche 5
Im Prosencephalon entstehen 2 Telencephale Bläschen und das Diencephale Bläschen mit den 2 Augenbläschen
Das Mesencephalon bleibt
Aus dem Rhombencephalon entstehen das Metencephalon (Pons und Cerebellum) und das Myelencephalon (Medulla oblongata)
Es entsteht die Brückenbeuge zwischen dem Metencephalon und Myelencephalon
Durch die Brücken- und Nackenbeuge wird das Neuralrohr im Bereich des Rhombencephalons dorsal aufgebogen–>Flügelplattenmaterial nach lateral und Grundplattenmaterial nach medial
Diencephalon und Telencephalon
Woche 6
Ursprung der Hemisphären sind ein Hohlraum, mit Flüssigkeit gefüllt
Im Diencephalon entwickelt sich unter der Deckplatt der
Epithalamus, Thalamus dorsalis, Thalamus ventralis und Hypothalamus
Weiterentwicklung des Telencephalons
Monat 2 &3
Das Telencephalon wächst sehr schnell–> überdeckt zunehmend das Diencephalon (dieses wird gestaucht)
Ab dem 3. Monat wachsen Fasern zur Verbinung mit subkortkalen Bereichen aus –> Es bildet sich die Capsula interna zwischen den Basalganglien (entstehen aus dem ventralen Thalamus), Der ursprünglich dorsale Thalamus wird zum Thalamus,
es bildet sich der Seitenventrikel mit Plexus choroideus etc.
in der 11. Entwicklungswoche entsteht aus der Lamina terminalis der Balken, der das Diencephalon komplett bedeckt
Entwicklung Medulla spinalis
- Woche: Ventrikulärzone mit dorsaler Deckplatte und ventraler Bodenplatte, daneben Neuralleistenzellen
- Woche: Aus der Ventrikulärzone migrieren Zellen und Bilden die Intermediär/Mantelzone –> Dorsal die Flügelplatte und Ventral die Grundplatte,
Darum herum formiert sich die Marginalzone
Die Neuralleistenzellen entwickeln sich zu Ganglien mit auswachsenden Hinterwurzeln - Woche: Die Hinterwurzel enthält anschluss an die Substantia alba um die Flügelplatte (ovales Bündel), in der Flügelplatte differenzieren sich va. Interneurone
In der Grundplatte differenzieren sich Motoneurone, die als Vorderwurzel, die sich den Faser des Ganglions anlagern
im Bereich der ventrikulären Zone entwickelt sich eine eptihelartig angeordnete Zellreihe –> Ependymzellen –> Plexus choroideus
Neuralrohrwanddifferenzierung
- Woche: Membrana limitans interna, Ventikulärzone, Membrana limitans externa
- -> Aus der Ventrikulärzone migrieren Zellen -> Schrumpft immer mehr, es bilden sich die Intermediärzone mit Zellkörpern und die Marginalzone mit Fortsätzen aus
neuronale Induktion
- neuronale Anlage wird von Mesodermalen Zellen induziert
–> ist BMP vorhanden, entwickelt sich aus dem Ektoderm Epidermis,
–> Das dorsale Mesoderm produziert BMP-Hemmer (Noggin, Chordin, Follistatin) –> Ausbildung von Nervengewebe
Die Chorda induziert die Bildung der Bodenplatte –> ventrale und dorsale Differenzierung des Rückenmarks
Auswandernde Zellen aus der Ventrikulärzone wandern in die Marginalzone und zurück –> Teilung: vertikal –> gleiche Verteilung von Notch und Numb –> 2 Identische Tochterzellen –> Vermehrung der Zellen
- Horizontale Teilung –> Überschuss an Notch –> Wanderung
Entwicklung Cortex
Schichtung: Ventrikulärzone, Intermediärzone, Subplatte, corticale Platte, Marginalzone
- -> Zellen wandern aus der Ventrikulärzone hoch bis unter die Subkortikale Platte -> Stoppsignal –> Ausbildung einer Schicht, Immer bei jeder Schicht wieder Stoppsignal –> Marginalzone wird zu Schicht 1, die Intermediärzone zur weissen Substanz, die Corticale Platte wird zu Schicht IV
- Radiale Gliazellen bilden Fortsätze aus durch die ganze Höhe –> entlang dieser Fortsätze wandern die Neuronen aus
- Semaphorin kontrolliert dier Orientierung der kortikalen Dendriten –> zieht Dendriten an und stosst Axone ab
- Dendritenwachstum wird durch Rac (stabilisierend) und RhoA (destabilisierend) kontrolliert –> sind GTPasen, verändern die Dynamik des Zytoskeletts
- Interneurone und Gliazellen wandern tangential durch die zukünftigen Basalganglien ein –> zuerst in die ventrikuläre Zone, steigen dann in die corticale Platte auf
Axonale Wegfindung
- Aus der Pionierzelle wachsen zufällig Axone aus, bis sie eine Wegweiserzelle finden –> Kontrollpunkt
- Ausbildung eines Wachstumskegels (long-range-cues): exprimiert Rezeptoren –> Signalmoleküle stimulieren/inhibieren Wachstum, nach Mittellinie werden andere Rezeptoren eingebaut –> Kommissuren
- gebundene short range cues –> Kontaktattratkion/repuslion –> Faszikulation der Axone (via Semaphorine, Netrine, Slits, Ephrine, Adhäsion druch CAM)
- spontan Auswachsende Filopoden aus Dendriten kontaktieren ein Axon –> Erhöhung Ca2+ Transient –> unabhängig von Glutamatrezeptoren, werden durch cell-adhaesion-Molekülen Vermittelt
gibt es kein Signal, zieht sich das Filopodium zurück9 - Das überleben von Nervenzellen wird von NGF gesteuert (reguliert die Apoptose) –> es werden nur Axone erhalten, die Verbindungen ausbilden
Entstehung der motorischen Endplatte
- Innervation des unreifen Muskels durch mehrere Nerven –> Axonendigung produziert Agrin –> führt zur Aggregation von Ach-Rezeptoren
- Reifung: jede Muskelfaser wird durch das Axon eines Motoneurons innerviert -> Blockierung der Ach-Rezeptoren führt zum Rückzug der Synapse
Reelin
extrazelluläres Glykoprotein, wird von Cajal-Zellen produziert –> führt dazu, dass sich die aufsteigenden Neuroblasten regelmässig anordnen, später ankommende Zellen kommen oberflächlicher zu liegen
Entwicklung des Plexus choroideus
Durch die Verdünnung der Deckplatte –> besteht nur noch aus einer Lage der Ependymzellen und Bedeckung der Pia mater –> diese Tela choroidea proliferiert stark und stülpt sich als Falten und Zotten in den Ventrikelraum vor –> Plexus choroideus,
im Dach des dritten und vierten Ventrikels, ragt in den Seitenventrikel hinein
Myelinisierung
Beginnt im 4. Entwicklungsmonat und dauert bis im 2. und 3. Lebensjahr
- als erstes werden die Bahnen für lebenswichtige Grundfunktionen myelinisiert
Zunahme des Gewichts ist va auf dies zurückzuführen, und auf die vergrösserung der Dendritenbäumen und Bildung von Axonkollateralen—> neue synaptische Verbindungen
Wichtig sind stimulierende Umwelteinflüsse
Blutversorgung der Hemisphären
- A. cerebri media: 2/3 des Cortex
- A. cerebri anterior / posterior die Hemisphären und einen Teil der Mantelkante
Versorgung perforante Basalstrukturen
- Aa. centrales anteromediales (aus A. communicans anterior)
- Aa. centrales anterolaterales (aus A. cerebri media)
- A. centrales posteriormediales (aus A communicans posterior)
Versorgung Capsula interna
- A. recurrens Heubneri
- Aa. lenticulostriatae (Anterolaterale Arterien)
- A. choroidea anterior ( aus A. carotis interna)
- aa. centrales anteromediales
Aa. centrales posteromeidales
A. cerebri posteior
Versorgung Hirnstamm und Kleinhirn
R. ad pontem
A. superior cerebelli
A inferior posterior cerebelli
A. inferior anterior cerebelli
Venöser Abfluss
Sammelsinus: Sinus sagittalis inferior und Superior - werden durch Sinus rectus verbunden –> in den Sinus transversus, in den Sinus sagittalis und dann über den Sinus sigmoideus abfluss in die V. jugularis interna
Zusammenfluss aller Sinus: Confluens sinus, in den sinus transversus
Oberflächliche Hirnvenen sind über V. anastomotica superior und inferior miteinander verbunden
Tiefe Hirnvenen: V. thalamostriatae, Vv. septales pelluci , V. choroidea bilden die V. interna cerebri, zusammen mit V. posterior corporis callosi und V. basalis die V. magna cerebri
Blut-Hirn-Schranke
Endothel der Kapillaren (tight junctions)
Basalmembran
Fortsätze der Astrozyten
–> Kontrolle der Zusammensetzung der extrazellulären Flüssigkeit, Schutz vor Schwankungen der Blutzusammensetzung und toxischen Substanzen, privilegierter Immunstatus
Bereiche ohne Blut-Hirn-Schranke: Zirkumventrikuläre Organe
- Eminentia mediana, Epiphyse, Neurophypophyse, Area postrema, Organum subfornicale, Organum vasculosum laminae terminalis
Hirnhautblutversorgung
- A. meningea anterior aus der A. ethmoidales anteriorr
- A. meningea media aus der A. maxillaris
- A. meningea posterior aus der A. pharyngea ascendens
Grundsätzliches zur Blutversorgung
- Das Gehirn erhält 15% des HMV, verbraucht 25 des Gesamt-O2 bei 2% des Körpergewichts
- -> 94% des O2 an die graue Substanz
Autoregulation zwischen 50 - 180 mmHg
intrazerebrale Durchblutung gemäss der neuronalen Aktivität gesteuert –> Erhöhung des Kaliumaustritts –> löst Hyperpolaristaion in den glatten Muskelzellen –> Vasodilatation
Mögliche Aufälle nach Verschluss von Hirnarterien
- A. cerebri anterior: Kontralaterale Lähmung (Beinbetont), oft zusammen mit Verlust der entsprechenden Sensork, Blastenstörung, Geistige Verwirrung
- A. cerebri meida und A. choroidea anterior: Kontralateale Lähmung (gesicht und armbetont), Homonyme Hmianoposie, Globoale aphasie
- A. cerebri posterior: Homonyme Hemianopsie, Kontralaterale Empfindugnsstörung, Kontralaterale brennende andaudernde Schmerzen
- A. vertebralis: Ipsilaterales Verlust der Temperatur- und Schmerzempfindung des Gesichts, Kontralateraler Verlust der Temperatur und Schmerzempfinung des Körpers, Ipsilaterales Hornersyndrom, Dysphagie und Dysphonie, Schwindel, Erbrechen, Nystagmus, Ipsilaterale Kleinhirnataxie
A. basilaris: Störung des Bewusstseins, Tetraplegie, Störung Körpersensorik, Sehstörungen, Störungen der Augenbewegung, Gesichtsmuskellähmung und Nystagmus, Kleinhirnataxie
Vier D mit gekreuzten Symptomen: Diplopia (Doppeltsehen), Dysarthrie (Sprachstörung), Dysphagie (Schluckbeschwerden), Dizziness –> Hirnschlag im vertebrobasilären Versorgungsgebiet
Meistens sind Wasserscheiden betroffen!
Blutversorgung Rückenmark
A. spinalis anterior und Aa. spinales posteriores
aus der A. vertebralis und A. radicularis magna (Adamkiewiczsche Arterie), zusätzliche Aa. radiculares aus verschiedenen Gebieten
Blut-Liquor-Schranke
Diffusionsschranke auf Höhe des Plexus choroideus
Perineuralscheide
Nervenfaserbündel werden vom allgemeinen Körpermilieu abgegrenzt
(Im ZNS durch die Arachnoidea)
Liquor cerebrospinalis
Wird von den Plexi choroidei gebildet
Rückresorption über Granulationes arachnoideae im Bereich des Sinus sagittalis superior
Produktion pro Tag: 500ml –> 4mal pro Tag Erneuerung
- verringert das Gewicht (Auftrieb)
- schützt das Gehirn vor mechanischer Gewalteinwirkung
- stabile chemische Umgebung
- funktioniert als eine Art lymphatisches System
–> viel weniger Proteine, keine Erythrozyten, nicht mehr als 3 Lymphozyten pro Mikroliter, etwa 2/3 des Zuckers des Blutplasmas
Druck: 8mmHg
Nervenzelltypen im Rückenmark
- Wurzelzellen: Motoneurone und vegetative Efferenzen, Bilden das efferente Wurzelsystem (Radix ventralis)
- Interneurone: bleiben in der grauen Substanz, Modizifierung und Modulierung
- Strangzellen: Axone ziehen in die weisse Substanz: Bilden Tractus /Fasciculus und den Eigenapparat
Aufbau der grauen Substanz des Rückenmarks
Schichten nach Redex
- I bis X
Kerne:
- Zona marginalis (L.I)
- Substantia gelatinose (L.II)
- Ncl. proprius (L. III - IV)
- Stilling-Clarke-Säule (Ncl. thoracicus posterior) (L. VII)
- Ncl. intermediolateralis (L. VII) C8-L3: präganglionäre Zellen des Sympathikus, S2-S4: präganglionäre Zellen des Parasympathikus
- Kerngruppe Motoneurone (L. IX): Mediale Kerngruppe: Rumpf, proximale Extremität; laterale Kerngruppe: distale Extremität; dorsal: Beuger; ventral: Strecker;zentrale Gruppe (im Halsmark): Nc. n phrenici, Ncl. n. accessorii; Segmente S2/3, ganz ventral Motoneurone des N. pudendus;
Rückenmark: afferentes Wurzelsystem
Tractus spinothalamicus
- Nozizeption, Thermozeption, grobe Tastempfindung
- III-, IV-Fasern, schwach bis nicht myelinisiert
- va in Lamina I&2 (Substantia gelatinosa)
- bildet den Tractus posterolateralis- Lissauertrakt: T-förmige Aufteilung in obere und untere Segmente
- kreuzt auf Segementhöhe auf die kontralaterale Seite und zieht vom Ncl. proprius aus zum Thalamus
- Neuron zieht durch die Capusla interna zum Gyrus postcentralis
Hinterstrangsystem - mediales Bündel
- Propriozeption, Feine Tastempfindung und Vibration
- I-, II-Fasern, myelinisiert
- Kollateralen in alle Schichten des Rückenmarks
- bildet Fasciculus gracilis und cuneatus –> zieht ipsilateral in die Medulla oblongata, von den Ncl. cunetai und gracile zieht das 2. Neuron auf der kontralateralen Seite als Lemniscus medialis in den Thalamus
- Neuron zieht durch die Capsula interna zum Gyrus postcentralis
Propriozeptive Fasern haben mind. 3 Kollateralen:
- Kontakt zum Motoneuron (Reflex)
- Ncl. thoracicus posterior -> zum Kleinhirn –> Beginn des Tr. spinocerebellaris posterior
- Hinterstrangbahn zum Cortex
Rückenmark: Aufbau der Weissen Substanz: Eigenapparat
- Ausführung von spinalen Reflexen und Automatismen
- Umgeben als schmaler Saum die Schmetterlingsfigur der grauen Substanz
- zusätzliche Bündel im Hinterstran (Lissauer-Trakt)
Rückenmark, Aufbau der Weissen Substanz: Verbindungsapparat, aufsteigende Bahnen
1) Hinterstrangsystem: mediales lemniscales System (Fasciculus gracilis medial und Fasciculus cuneatus lateral davon)
2) Anterolaterales System: Tr. spinothalamicus (um das Vorderhorn), Tr. spinoreticularis, Tr. spinotectalis –> zentrale Schmerzmodulation (zwischen Tr. spinothalamicus anterior und lateralis)
3) Spinocerebelläres System: Tr. spinocerebellaris dorsalis (ungekreuzt über den unteren Kleinhirnsitel ins Spinocerebellum, Proprioception der UEx), ventralis( kreuzt auf Segmenthöhe und in der Pons zurück, oberer Kleinhirnstiel –> Aktivität der Interneurone der Uex), rostralis( Inhibitorische Neurone aus oberer Extermität und Halsmuskulatur)(Aussenrand Funiculus lateralis), Tr. cuneocerebellum (Propriozeption der oberen Extremität und Halsmuskulatur über den unteren Kleinhirnstiel)
Thalamus
- Relaiskerne: Verschaltung zum Cortex
- Assoziationskerne: Verschaltung mit Assoziationscortices
- retikuläre Kerne: Regulation der anderen Kerne, Modulierung der Aktivität des Thalamus
Verbinung mit Cortex über Radatio thalami (zieht durch die Capusla interna)
- Nucleus ventralis posterolateralis und posteromedialis (VPL, VPM): Umschaltung Körpersensorik und Geschmack
- Corpus geniculatum laterale: Sehbahn
- Corpus geniculatum mediale: Hörbahn
- Ncl. ventralis anterior (VA): Rückkopplung aus Basalganglien in den frontalen Cortex
- Nc. ventralis lateralis (VL): Rückkopplung aus den Basalganglien und dem Kleinhirn va. in den praemotorischen Cortex
- Ncl. anterior und dorsalis lateralis: Gyrus cinguli
- Ncl. mediales: Präfrontaler Cortex
- Pulvinar: Parietooccipitale Rinde
Capsula interna
Crus anterior:
- vorderer Thalamusstiel, Tractus frontopontinus
Genu:
- Tractus corticonuclearis
- oberer Thalamusstiel
Crus posterior:
- oberer Thalamusstiel (epikritischer Sensibilität)
- Tr. corticospinalis, Tr. corticorubralis
Sublenticulär
- Radiatio opitica und acustica
Retrolenticulär:
- Hinterer Thalamusstiel
- Tractus temporo-, parieto-, occipitopontinus
Cortex cerebri Phylogenese
- Paleocortex: Riechhirnanteile
- Archicortex: va. limbischer Cortex und Hippocampus
- -> zusammen Allocortex (nicht 6 schichtig)
- Neocortex: 6 schichtig
Cortex cerebri Gliederung
- primäre Areale - klare Lokalisations-Funktionsbeziehung
- unimodale Assoziationsareale –> gleiche Modalität
- multimodale Assoziationsareale -> Verbindung mit anderen Informationen
Unterteilung in Rindenfelder nach Brodman (zytoarchitektonisch)
Cortexareale: Funktionen
- primärmotorisches Areal (4) – klare Lokalisation –> Homunculus motorius, Gyrus praecentralis
- primärsensorisches Arteal (1,2,3), Gyrus postcentralis, Homunculus sensitivus
- unimodaler Assoziationscortex Sensorik: S2, parietales Operculum, verbindung mit dem Primären Cortex, somatotopisch organisiert, bilaterale kompaktere Körperrepräsentation, Grössere Rezeptive Felder,
- Parietaler Assoziationscortex: Output hierhin: dorsal stream; Integration verschiedener sensorischer Modalitäten zur Steuerung von motorischen Verhaltens und räumliche Wahrnehmung
- Temporaler Assoziationscortex: Output hierhin: ventraler stream, Erkennung von sensorischen Stimuli, in Beziehung setzen, Bedeutung geben, semantische Gedächtnisbildung
- Frontaler Assoziationscortex: Präfrontaler Cortex: Kognition, Verhaltensplanung, Planung von Bewegungen, Sitz der Persönlichkeit, Humor, Arbeitsgedächtnis, ist an allen Denkprozessen beteiligt, langfristige und strategische Planung
- Limbischer Assoziationskortex: Komplexe Funktionen in Bezug auf Emotion und des episodischen Gedächtnisses
Lateralisierung der beiden Hemisphären
Links: motorisch dominant
- Sprache, –> Broca Areal(45) : Sprachgeneration, Wernicke(22): Sprachverständis, sind über Fasciculus arcuatus und Fasciculus longitudinalis superior
- Sprachverständnis, Analytisch-abstraktes Denken
Rechts: motorisch nicht dominant
- Aufmerksamkeit, räumlich und musterbezogene Vorstellung, musisches Verständnis, emotionale und musische Fähigkeiten
- Aufmerksamkeit: Wahrnehmung des personellen Raumes, peripersonelles Raum, extrapersonellen Raumes,
- rechte hemisphäre: ganzes Gesichtsfeld, links nur rec
motorische Cortexareale
- Supplementärmotorischer Cortex: Planung und Organisation
- primärmotorischer Cortex: Ausführung
- -> zufällige Bewegung: nur M1
- -> geplante Bewegung: M1, supplementär-motorischer Cortex
- -> sich Bewegung vorstellen: supplementär-motorischer Cortex
Rückenmark, aufbau der Weissen Substanz, absteigende Bahnen
Im Seitenstrang:
- Tr. corticospinalis lateralis
- Tr. rubrospinalis –> unterstützt Pyramidenbahn
Im Vorderstrang:
- Tr. corticospinalis anterior (angrenzend an Fissura anterior)
- Tr. tectospinalis (angrenzend an Tr. corticospinalis anterior) –> steuert automatisierte Bewegungen des Halses –> optische und aktustische Reflexe
- Tr. reticulospinalis –> Rumpfmuskulatur und proximale Extremitätenmuskulatur –> aufrechte Haltun, Atembewegungen, einfluss auf vegetative Steuerungen
- Tr. vestibulospinalis lateralis (Rumpf- und prox. Extremität, funktionell Strecker) –> Antischwerkraftmuskulatur
- Tr. vestibulospinalis medialis (Hals- und Nackenmuskulatur) –> Kopfstellung
Tractus corticospinalis
Perikarien liegen im Gyrus praecentralis (30%), praemotorischen Cortex(30%), supplementärmotorischem Cortex, primär sensorischem cortex (40%)
zieht durch Capusla interna - Crura cerebri - Medulla oblongata
- an der Decussatio pyramidum kreuzen 90% der Fasern nach kontralateral –> Tr. corticopinalis lateralis –> Extremitätenmuskulatur
- 8 % laufen ungekreuzt im Tr. corticospinalis anterior und kreuzen auf Segmenthöhe –> Rumpfmuskulatur
- 2 % kreuzen überhaupt nicht
55% aller Fasern enden auf Höhe des Halsmarkes
nur 10% enden direkt an Motoneuronen –> Präzisionsbewegungen
wirkt Hemmend auf Reflexmotorik
Rezeptoren in der Haut
auf 2 cm
- 7 Wärmepunkte
- 16 Kaltpunkte
- 700 Druckpunkte
- 700 Schmerzpunkte
- 14 m Nerven
Merkel-Zelle
Druck, langsam adaptierend
- liegt in der Epidermis und in mehrschichtig unverhornten Plattenepithelien
Ruffini-Körperchen
Dehnung, langsam adaptierend
- liegen in der Lederhaut (Str. reticularis der Dermis), Gelenkkapseln, Periodontium
- Kaspel aus perineuralem Neurothel
Meissner-Tastkörperchen
Berührung, niederfrequente Vibration, schnell adaptiernd
- im Str. papillare der Dermis, in Leistenhaut und Schleimhaut
- Terminale Endingungen sind von Lamellen aus Schwannzellfortsätzen und einer Perineuraleipthelkapsel umgeben
Haarfollikel-Rezeptoren
veränderliche mechanische Reize, schnell adaptierend
- Behaarte Haut, ersetzen Meissner
- Endigungen sind in Schwannzellen eingefasst
Vater-Pacini-Körperchen
Vibration, Geschwindigkeitsänderungen, sehr schnell adaptierend
- tiefe Schichten der Haut (subcutis und str. reticulare), innere Organe, Muskelsepten, Perios, perartikuläres Bindegewebe
- Endigungen sind von Schwannzellen und von mehrschichtiger Perineural-Epithelzellen-Kapsel umgeben
Golgi-Sehnenorgan
eingekapselte, langsam adaptierende Mechanorezeptoren am Muskel-Sehnenübergang
Muskelspindeln
- intrafusale Fasern
- efferent durch gamma-Motoneurone innerviert
- unterteilung in Kernketten- und Kernsackfasern
- afferent Fasern: myelinisierte Ia und II-Fasern, Ia-Fasern bilden anulospirale Nervenendigungen, II-Fasern bilden oberhalb und unterhalb blütendoldenähnliche Nervenändigungen
- statische Länge und Längenänderung
Somatosensorik und Motorik im Kopfbereich
- somatosensorisch N. trigeminus –> von seinen Kerngebieten mit dem 2. Neuron zum Ncl. VPM des Thalamus
motorisch: Hirnnervenkerne über den Tractus corticonuclearis oder corticobulbaris
gekreuzt: VII untere Portion, XII
ungekreuzt: XI
gekreuzt und ungekreuzt: III, IV, V, VI, VII (obere Portion), IX,X
Somatosensorik
- Mechanorezeptoren: Mechanisch aktivierbare Na+-Kanäle transduzieren mechanischen in elektrischen Reiz; Zusatzstruktur der Nervenendigung verändert das Antwortverhalten; Verhältnis Druckamplitude / Frequenz ist wichtig für die Auslösung eines APs, bei gewisser Frequenz ist eine bestimmte Druckamplitude notwendig
- Thermorezeptoren: Grundfrequenz ändert sich bei einem Temperaturreiz –> Durch Kombination von Kalt (A𝞉)- und Warmfasern (C) wird entweder Abkühlung oder Erwärmung wahrgenommen–> Kaltrezeptor va zw. 20 und 30 Grad, Warmrezeptor zwischen 35 und 45 Grad
rezeptives Feld
Hautareal, vom dem eine einzelne mechanosensitive afferente Faser erregt werden kann
- hängt von der Lokalisation am Körper und Art des Rezeptors ab
- Erregungszentrum und hemmendes Umfeld, Hemmendes Interneuron aus den Neuronen des Umfeldes auf das Erregungszentrum
- Kontrastverstärkung durch laterale Hemmung im Rückenmark
- Vorwärtshemmung: Interneurone hemmen das 2. Neuron des Erregungszentrum
- Rückwärtshemmung: über absteigende Bahnen kann die Kontrastwahrnehmung moduliert werden –> aktivieren die Interneurone des hemmenden Umfelds
- segmentale Anordnung der somatischen Sensibilität in Dermatomen (von einer Hinterwurzel innerviertes Hautareal)
Somatosensorischer Cortex
- sensorischer Homunculus
- Es besteht für jeden Finger eine Feinstrukur: die Information von verschiedenen Rezeptortypen eines Fingersegmentes werden in alternierenden Säulen verarbeitet
- Jedes Fingerglied wird in benachbarten Cortexarealen repräsentiert –> Somatotopie
- Informationsfluss aus dem VPM des Thalamus in Schicht 4,5,2
- Es findet eine Transformation vom rate-coding auf ein spike-time-coding statt –> Verarbeitung von Informationen durch den genauen Vergleich der zeitlichen Abfolge weniger APs –> Koinzidenzdetektion
Zelltypen Cortex cerebri
Pyramidenzellen
- 85% –> Projektionsneurone
- Mini bis Riesenpyramiden, Dendritenbäume mit spines
- Langes Axon, viele Kollateralen, verlässt den Cortex
- Transmitter: Glutamat
Nicht-Pyramidenzellen
- 15% –> Körner oder Sternzellen, verschiedene Zelltypen
- Dendritenbaum meist ohne spines
- kurzes Axon, bleibt im Cortex
- Neurotransmitter: GABA, Neuropeptide
Grundplan der Verschaltung im Cortex cerebri
Subcorticale Afferenzen:
- spezifisch aus Thalamus in Schicht IV
- unspezifische enden in I und IV
Corticocorticale Afferenzen:
- Assoziative Vorwärtsverbindung: von II/III zu IV
- Assoziative Feedbackverbindungen: von V/VI zu I/IV
- Kommissurenfasern: Schicht III und III
Efferenzen:
- aus Cortex hinaus: aus Schicht V
- corticocortical: aus II/III und V/VI (s.o)
Funktionelle Einheiten des Cortex
- Minisäule (30µm, 100 Neurone)
- eine Gruppe von in vertikaler Richtung eng miteinander verknüfter Zellen
- Mehrere durch kurze horizontale Fasern verknüpfte Minisäulen bilden eine corticale Säule (bis 500µm)
Cortex cerebellaris: Afferenzen und Efferenzen
Afferenzen
- Kletterfasersystem: Tractus olivocerebellaris –> Leiten Informationen direkt an Purkinje-Zellen, Eine Kletterfaser endet an einer Purkinjezelle, mit Axonkollateralen an wenigen Stern- und Korbzellen
- Moosfasersystem: spinocerebellär, pontocerebellär–> Informationen via Umschaltung auf Körnerzelldendriten im Glomerulus –> Bilden Parallelfasern –> Divergenzschaltung
Efferenz
- Purkinje-zellen: GABA-erge Projektionsneurone, Dendritenbaum quer zu den Folien
- Erregung durch Kletter- und Moosfasersystem
- durch hemmende Interneurone moduliert
Interneurone
- Sternzelle: hemmt Purkinjezellen über deren Dendriten
- Korbzelle: hemmt Purkinjezellen über deren Zellkörper
- Golgizelle: hemmt Körnerzellen über deren Dendriten
Brodmann-Areale
- Somatosensorischer Cortex: 1,2,3
- Motorcortex: 4
- supplementärmotorischer Cortex, prämotorischer cortex: 6,8
- frontales AUgenfeld, Broca: 44,45
- visueller Cortex: 17,18,19
- Wernicke-Areal: 22, 39, 40
- auditorischer Cortex: 41,42
Strukturen und Funktionen der verschiedenen Hirnlappen im Überblick
Frontalappen
- Steuerung Muskulatur der kontralateralen Körperseite
- corticales Hemmzentrum der Blasen- und Darmentleerung im Lobulus paracentralis
- Broca-Areal
- Personölichkeit, soziales Verhalten, Antrieb
Parietallappen
- Somatosensorischer Cortex
- Wernicke-Areal
- Aufmerksamkeit
- Zahlenverständnis
- Sehbahn
Temporallappen:
- Hörrinde
- Limbisches System
- Geruchssinn
- Sehbahn
Occipiallappen
- Sehrinde
Neurotransmitter
- schnell wirkend (ms) –> Ionenkanäle –> Glutamat, Ach, GABA, Glycin
- langsam wirkend (100ms) –> GPCR –> NA, Dopamin, Serotonin, Glutamat, Ach, GABA, Endorphine, Neuropeptide
- exitatorisches postsynaptisches Potential: Erhöhung Leitfähigkeit von Kationen (Natrium, Kalium, Calcium)
- inhibitorisches postsynaptisches Potential: Erhöhung Leitfähigkeit von Anionen (Chlorid)
Glutamatsynapse
Glutamatsynthese (Glutaminase), Glutamattransport und Exozytose –> an NMDAR, AMPAR, Kainat, wird von Astrozyten wieder aus der Synpase entfernt –> als Glutamin wieder in Präsynapse
metapbotrop: Klasse I: IP3 und Ca2+; Klasse II: senkung cAMP
AMPA: NA, K
Kainat: NA, K
NMDA: NA, K ,Ca, hat einen Magnesiumbloock, Glycin dient als Co-Agonist –> allosterischer Modulator, ist aber eigentlich ihibitorisch (über Ionenkanäle)
Biosynthese Glutamat und GABA
D-Glutamin –> über Glutaminase in Glutamat (Rückreaktion: Glutamin-Synthetase) –> via Glutamat-Decarboxylase (vitB6) –> GAB
Glutamat kann die Hirnschranke passieren
GABA kann auch über Succinat Semialdehyd (via Succinatsemialdehyddehydrogenase) –> Gamma-Hydroxybuttersäure in GABA
Entstehung einer Synapse
1) Kontakt: Synaptische Adhäsionsproteine/moleküle
2) Stabilisierung: Einbau von Rezeptoren und Adhäsionsmoleküle
3) Reifung: Postsynpatische Rezeptoren platziert und stabilisiert –> Adhäsionsmoleküle werden wieder abgebaut –> Vesikelproduktion der Neurotransmitter
Endocannabinoide
negative retrograde Neuromodulatoren
- via CB1 und G-Protein gekoppelte Rezeptoren –> blockiert Ca2+-Kanäle in der Präsynapse –> Verringerung der Transmitterausschüttung
- -> ohne CB1-Rezeptoren ergibt sich bei der gleichen Situation immer etwa das selbe Stresslevel (mit nimmt das Stresslevel mit der Zeit ab)
- modulieren glutamaterge und GABAerge Synapsen –> Wirkung sehr unterschiedlich
Schmerzlinderung und endogene Opioide
3 verschiedene Gene –> Endorphine, Enkephaline, Dynorphine
–> Auf Ebene Rückenmark und im Hirnstamm -> blockieren Weiterleitung des Signals
POMC –> Neuropeptid, vermittelt Hungergefühl und steuert Energiehaushalt
Therapie von Parkinson
–> man gibt L-Dopa –> ist schrankengängig –> wird im ZNS durch Decarboxylase zu Dopamin umgewandelt
in der Peripherie wird die Decarboxylierung durch Carbidopa verhindert (ist selbst nicht schrankengängig)
Schmerzdefinition
- Nozizeptiver Schmerz ist eine physiologisch relevante Wahrnehmung, die als Schutz- und Warnsignal bei akuter oder potentieller Gewebeschädigung dient –> ist ein Aspekt der Repräsentation des physiologischen Zustandes –> homöostatische Wahrnehmung
- chronischer Schmerz ist ein pathologischer Schmerz, der keine physiologische Funktion besitzt, ist ein selbstständiges Krankheitsbild
Schmerzbahn
Nozizeptor (polymodal/ unimodal, freie Nervenendigung) –> Radix posterior –> kreuzt nach kontralateral –> Anterolaterales System, Tr. spinothalamicus
- Thalamus –> somatosensorischer Cortex (Lokalisation)
- Ncl. parabrachialis -> Amygdala –> Insulae und Gyrus cinguli (Bewertung)
Tr. spinoreticularis –> Kollaterale aus Formatio reticularis zu Thalamus: vegetative und autonome Reaktionen
Tr. spinomesencephalicus –> aus dem Zentralen Höhlengrau ins limbische System –> emotional, affektive Reaktionen
Im Hirnstamm: Modulation der Schmerzwahrnehmung (via Raphekerne, Serotonin)
Nozizeptoren
- Schmerz: hell, gut lokalisierbar –> Abeta-Fasere (25m/s)
- Schmerz: dumpf, brennend, schlecht lokalisierbar –> C-Fasern (1m/s)
besitzen hohe Aktivierungsschwelle
Mechanisch: Mechanisch aktivierbare Natrium-Kanäle –> Depolarisation
chemisch: Kalium durch Zellschädigung, Depoarisation durch Säuren
thermisch: TRPV1 (Wärme), TRP(Kälte) –> Ionenkanäle –> Depolarisation
Neurokinin, Substanz P und Bradykinin sind G-Proteingekoppelte Kanäle und induzieren die PLC –> DAG –> PKC –> Phosphorylierung und aktivierung von Natriumkanälen
Schmerz: periphere Sensibilisierung / Desensibilisierung
Sensibilisierung:
- Hyperalgesie: Überempfindlichkeit
- Allodynie: normalerweise nicht schmerzhafte Reize werden schmerzhaft
- keine Adapatation
- sekundäre Allodynie: umliegende Hautareale schmerzen
via: Prostaglandin E2 und Adenosin / Serotonin –> G-Protein gekoppelte Rezeptoren –> cAMP erhöhung, Simulierung der PKA –> Phosphorylierung der TRP, TRPV1, NA - Kanäle–> Aktivierung
Desensibilisierung:
- Opiate –> senkung des cAMP Spiegels –> Desaktivierung der PKA –> Inaktivierung der Kanäle
Axonreflex
Axon gibt Substanz P ab –> Vasodilatation (Plasmaaustritt, Rötung, Schwellung) –> Verstärkt Schmerzhafte Wahrnehmung, Aktiviert Mastzelle –> Schüttet Histamin aus –> Fördert das Anschwellen und sensibilisiert den Nerven
Wirkung Acetylsalicylsäure
Hemmt die Cyclooxygenase –> Arachnidonsäure wird nicht zu Prostaglandin E2 umgewandelt
Gate control theory
periphere Kontrolle
- A-Fasern des ersten Schmerzes aktivieren glutamaterg Hemmende Interneurone im Hinterhorn –> An das Projektionsneuron und an die C-Faser –> Hemmt die Schmerzweiterleitung im Rückenmark
zentrale Kontrolle
- Das Mittelhirn stimuliert die RapheKerne in der Medulla oblongata –> Projizieren serotoninerg ins Rückenmark und Aktivieren hemmende Interneurone im Rückenmark –> An das Projektionsneuron und an die C-Faser –> Hemmt die Schmerzweiterleitung
- willentliche Unterdrückung des Schmerzreizes, z.B heisse Tasse abstellen können
chronischer Schmerz
- kann sich nach einer peripheren Nervenläsion entwickeln
- pathologischer Schmerz ohne physiologischen Nutzen
- Dauert definitionsgemäss länger als 6 Monate
- plastische Veränderungen auf allen Ebenen des nozizeptiven Systems –> Übererregbarkeit der neuronalen Netzwerke
Entstehung neuropathischer Schmerz
Theorie: Nach der Läsion ist der KCC2- Chloridtransporter in seiner Funktion beeinträchtigt –> Chlorid staut sich in der Zelle an, durch den Überschuss ändert der GABA-Cl-Kanal seine Richtung (wg. Ladungsdifferenz) und Cl- wird aus der Zelle transportiert –> führt zu einer Depolarisation und somit zu einer Aktivierung
Bei Schädigung des Gewebes ändert sich durch starke Aktivierung die synaptische Übertragungsstärke –> LTP –> zentrale Sensibilisierung
Neurotransmitter im vegetativen Nervensystem
Sympathikus:
präganglionär: cholinerg;
postganglionär: adrenerg (ausser Schweissdrüsen: cholinerg, und Chromaffine Zellen der NN –> bis dahin präganglionär)
Parasympathikus
Prä- und postsynaptich cholinerg
vegetative Kerngebiete
Parasympathisch:
- kranial: Ncl. Edinger Westphal, Ncl. salivatorius superior, Ncl. salivatorius inferior, Ncl. dorsalis n. vagi
- sacral: Ncl. parasympathici sacrales (S2-4)
Sympathisch:
- Thorakolumbal: Ncl. intermediolaterales (C8-L2)
vegetative Ganglien
Sympathisch:
- paravertebrale Ganglien: Grenzstrang
- praevertebrale Ganglien: Ggl. coeliacum, Ggl. mesentericum sup & inf
Parasympathisch:
- intramural: in der Wand der Erfolgsorgane
- Kopfganglien: Ggl. ciliare, Ggl. pterygopalatinum, Ggl. oticum, Ggl. submandibulare
Sympathische Kopfinnervation
Ggl. cervicale superius (C8,Th1)–> Plexus caroticus internus /externus –> Laufen als Gefässplexus mit
- Haarbalgmuskulatur, Gefässmuskulatur, Schweissdrüsen, M. dilatator pupillae, Mm. tarsales, M. orbitalis
Ganglion ciliare
lateral des N. opticus in der Orbita
PS: Ncl. Edinger Westphal - N. III - Radix parasympathica wird ans Ggl. abgegeben - Verschaltung im Ggl. - Nn. ciliares breves treten von dorsal in den Bulbus ein –> M. sphincter pupillae und M. ciliaris
S: Ggl. cervicale superius –> Plexus cervicales internus –> über A. ophtalmica in Orbita und zum Ggl. – als Nn. ciliares longi und breves zum M. dilatator pupillae, Mm. tarsales, M. orbitalis
Sens: vordere Augenaschnitte - Nn. ciliares breves –> Ggl. ciliare –> N. nasociliaris -> N. ophtalmicus –> Ggl. trigeminale
Nn. ciliares breves (PS, S, sens), Nn. ciliares longi (Nur S und Sens)
Pupillenreflex
1) Afferenter Schenkel: Retina - N. opticus - Chiasma opticum - Tractus opticus - Praetectale Kerne (oberhalb Colliculi superiores)
2) praetectale Kerne sind bilateral mit den Ncl. Edinger Westphales verbunden
3) präganglionäre parasympathische Fasern mit dem N. III zum Ggl. ciliare
4) Innervation des M. sphincter pupillae
Akkomodationsreaktion
- Konvergenz: beide M. rectus medialis
- Akkomodation: Kontraktion des M. ciliaris –> Abkugelung der Linse
- Pupillenverengung: M. sphincter pupillae
Ganglion pterygopalatinum
in der Fossa pterygopalatina
PS: Ncl. salivatorius sup. - N. facialis - N. petrosus major - Ggl. pterygopalatinum - mit N. zygomaticus in Orbita - per R. communicans an N. lacrimalis (–> Gl. lacrimalis), mit N. palatini zu Drüsen des Gaumens
S: Ggl. cervicale sup -> Plexus caroticus internus - N. petrosus profundus - Gl. lacrimalis, Drüsen der Nase und des Gaumens
Sens: Gaumen, Nasenhöhle etc - Ggl. pterygopalatinum - Rr. ganglionares (Nn. pterygopalatini) – N. maxillaris - Ggl. trigeminale
N. canalis pterygopalatinus: N. petrosus major und N. petrosus profundus
Ganglion submandibulare
auf dem Mundboden
PS: Ncl. salivatorius sup - N. facialis - Chorda tympani - N. lingualis - Ggl. submandibulare - Gll. submandibularis & sublingualis
S: Gl. cervicale sup - Plexus caroticus externus - Plexus facialis / lingualis - Ggl. submandibulare - Gll. submandibularis / sublingualis
Sens: vordere 2/3 der Zunge - N. lingualis - N. mandibulare - Ggl. trigeminale
Ganglion oticum
Fossa infratemporalis, medial des N. mandibularis
PS: Ncl. salivatorius inf - N. glossopharyngeus - N. tympanicus - Plexus tympanicus - N. petrosus minor - Ggl. oticum - N. auriculotemporalis - Plexus parotideus - Gl. parotidea
S: Ggl. cervicale sup
- Plexus caroticus externus - Plexus maxillaris - Plexus meningeus medius - Gl. parotidea
- Plexus caroticus internus - N. caroticotympanici - Plexus tympancus - N. petrosus minor
Sens: N. auriculotemporalis - N. mandibularis - Ggl. trigeminale
N. petrosus minor: Sympatische Fasern des N. tympanicus und Parasympathische Fasern der Nn. caroticotmypnici
N. tympanicus: sensible und parasympathische Fasern
Willkürmotorik
1) Das Hirn plant die Bewegung als zielorientierte Bewegungsbahn
2) Die Geschwindigkeit nimmt proportional zur Distanz zu
3) Die Präzision der Bewegung nimmt durch Übung zu
- -> erfordert sowohl feed-foreward und feedback Kontrolle –> Integration von sensorischer Informationnauf allen Ebenen der Motorik
Feedforeward:open loop, Bewegung ohne sensorisches Feedback (z.B. Handstellung per Auge)
Feedback: closed loop, Bewegungen werden aufgrund eines sensorischen Signals beeinflusst und korrigiert –> z.B. Muskelspindel
Motorische Einheit
Je grösser die mE, desto grösser die Kraft, aber kleiner die Feinheit und Regulierungsmöglichkeit der Bewegung
Räumliche Summation: mit zunehmender Kraft werden zunehmend Kraft werden zunehmend mehr und grössere motorische Einheiten rekrutiert
zeitliche Summation: Frequenz der Aktionspotentiale bestimmt die Muskelkraft der motorischen Einheit
laufen parallel –> mit zunehmender Kraftentwicklung werden zunehmend grössere mE rekrutiert
Muskeltonus: schwache Aktivierung kleiner motorischer Einheiten
Muskelfasertypen
Slow: langsam, rot, aerob, keine Ermüdung, kleine mE
Fast fastigue resistant: schnell, rosa, aerob, wenig Ermüdung, mittlere mE
Fast fatigable: weiss, schnell, anaerob, rasche Ermüdung, grosse mE
Die meisten Muskeln setzten sich aus allen 3 Typen zusammen, Training kann die Zusammensetzung verändern
Spinale Reflexe
stereotype, unwillkürliche und schnelle Muskelantworte auf sensorische Reize
- Eigenreflex: Sensor und Effektor im gleichen Muskel: Stützmotorik
- Fremdreflex: Senor: Haut, Effektor: Muskel –> Schutzreflexe
- Flexorreflex: Schutzreflex, dient dem schnellen zurückziehen einer Gliedmasse bei gleichzeitiger Kompensation der Körperhalten –> über exitatorische oder inhibierende Interneurone, polysynaptisch
- Sehnenreflex: Phasische Dehnung der Muskelspindeln - Ia-Afferenz ans alpha-Motorneuron -> Aktiviert Muskel, Gleichzeitig gibt es eine polysynaptische reziproke Hemmung des Antagonisten
- Reflexbahnung: Der erregende Einfluss absteigender Bahnen depolarisiert die Motoneurone so weit, dass die EPSPs der Reflexen leichter Aktionspotentiale auslösen können. Reflexe widerspiegeln also auch die Erregbarkeit der Motoneurone
Muskelsensoren
Muskelspindel:
- Gamma-Innervation: kontrolliert die Sensitivität der Muskelspindel und sorgt dafür, dass diese auch während einer Kontraktion erhalten bleibt –> passt Kontraktion an
- Ia-Afferenz: Innervieren sämtliche Typen von intrafusalen Fasern: 60m/s
- II-Afferenz: Innervieren nur die statischen Fasern: 30-40m/s
Golgi-Organ: vermitteln über Ib-Fasern die autogene Hemmung –> verhindert eine übersteigerte Kontraktion
Lokomotion
autonome Auslösung von Schrittbewegungen im Rückenmark
- spinale Schaltkreise: central pattern generators dienen als Schittmacher
- Wechselseitige inhibitorische Verbindungen zwischen Beuger und Strecker -> Rhythmische Aktivität innerhalb eines Netzwerkes
- Spontane Aktivität durch Wechselspiel von Ionenkanälen in einzelnen Neuronen
Motorik des Hirnstamms
ventromedialer Weg:
- Eher proximale Muskulatur, grosse Divergenz: Stützmotork, Lokomotion, Bahnung der Dehnungsreflexe, Eher Extensoren im Bein und Flexoren im Arm (Antischwerkraftmusk.) –> Tr. vestibulospinalis und reticulospinalis
- eher Bahnung von Reflexen
lateraler Weg:
- Eher distale Muskulatur, kleine Divergenz: Zielmotorik, eher Hemmung der Dehnungsreflexe, Eher Flexoren im Bein und Extensoren im Arm, grössere Präzision: Tr. corticospinalis, Tr. rubrospinalis
- eher Hemmung von Reflexen
- Hals-, Gesichts- und Sprachmuskulatur, Haltereflex, Stellreflex, Schutzreflexe, Autonome Reflexe, Atemzentrum
Bewegungsplanung der Willkürmotorik
- Bewegungsausführung: M1
- Bewegungsplanung: SMA, PM, FA, B, Pass, RZ
- motorischer Cortex kontrolliert die Motoneurone direkt und indirekt, über den Hirnstamm
Pyramidenbahn ist wichtig für die Feinmotorik:
- Kraftgriff: indirekt über die Formatio reticularis
- Präzisionsgriff: direkt zu den motorischen Zentren des Rückenmarks
- Die Aktivität in Pyramidenzellen mit direkten Synapsen zu Motoneuronen korreliert mit dem Präzisionsgriff
- Innerviert die Motoneurone bewegungsspezifisch, nicht mukelspezifisch
- haben eine bevorzugte Bewegungsrichtung
Bereitschaftspotential: Elektrische Aktivität in den motorischen Cortexarealen vor dem bewussten Entscheid zur Bewegung