03411 1. Biologische Grundlagen III.3 Koordination durch das Zentrale Nervensystem

Bereitschaftspotential

• Bereits vor Ausführung einer Bewegung kann in einer Planungsphase eine Aktivierung der motorischen Kortexareale gemessen werden

Imagination

• Bei Vorstellung von Bewegungen zeigen sich Aktivitäten in Kortexarealen

Spiegelneurone

• Aktivität im Kortex wenn Affen (Makakken) bewegungslos bestimmte Bewegungen anderer Artgenossen beobachten, die denen der eigenen Bewegungsausführung ähnlich sind (siehe auch Kapitel Messmethoden)
• Werden als neuronale Korrelate des Mitfühlens und des „Sich-in-jemanden-anderen-hineinversetzen- Könnens“ (Empathie) angesehen
• Die Forschungslage ist nicht so klar, dass man dies so allgemein sicher behaupten kann, zumal über verschiedene Primatenarten generalisiert wird.

primäre motorische Kortex

• steuert Bewegungen sehr direkt, da er über die kortikospinalen Verbindungen die Effektororgane rasch erreicht
• Insbesondere die feinmotorischen Bewegungen der Finger werden von hier aus gesteuert

supplementär motorischen Kortex

• bereitet willkürlich initiierte Bewegungssequenzen und deren Erinnerung vor
• beidhändige Bewegungen werden hier koordiniert
• ist für beide Körperhälften zuständig (im Gegensatz zu den anderen Strukturen, die sich jeweils auf eine Körperhälfte beziehen.)

prämotorische Kortex

• spielt Rolle in der Startphase einer Bewegung und Bewegungen, die durch sensorische Informationen gesteuert werden.
• Mit großer Wahrscheinlichkeit wird in diesem Bereich auch das Wissen über Objekte mit Bewegungsplänen integriert.

posterior-parietale Kortex

• wird nicht zu motorischen Hirngebieten gezählt
• ähnliche Rolle wie prämotorischer Kortex:
• Rolle in Startphase einer Bewegung und Bewegungen, die durch sensorische Informationen gesteuert werden.

Wissen über Objekte mit Bewegungsplänen wird mit großer Wahrscheinlichkeit hier integriert

Kleinhirn

• erhält Afferenzen aus dem Rückenmark, kann ausgehende Motorikbefehle mit den Konsequenzen (dem Erfolg der Bewegung) abgleichen.
• Efferenzen des Kleinhirns gehen zu Kerngebieten (Vestibularkerne, Nucleus ruber, Thalamuskerne), tragen zur Feinabstimmung von Bewegungen bei, erhöhen die Stabilität beim Gehen und Stehen und modulieren Muskeltonus und Bewegungsabläufe
• Übernimmt wichtige Rolle beim Erlernen reflexhaft ablaufender Reaktionen und  der Zeitabstimmung  (notwendig, um Rhythmen zu erkennen und nachzuvollziehen oder auch, um akustische Reize anhand des Zeitunterschieds beim Auftreffen in den beiden Ohren lokalisieren zu können)

Nucleus Ruber

• empfängt Afferenzen aus dem Klainhirn
•  wirkt über Tractus rubrospinalis auf motorischen Neurone des Rückenmarks ein
• Aufgabe: über die Aktivierung der Beugemuskeln und die Hemmung der Strecker Zielbewegungen der Extremitäten fein, ohne Zittern (Tremor), abzustimmen.

Vestibularkerne

• steuern die aufrechte Körperhaltung
• erhalten durch den 8. Hirnnerv (Nervus vestibularis) Informationen aus dem Gleichgewichtsorgan, geben diese in das Rückenmark, an die Augenmuskeln sowie zu Thalamus und Kleinhirn weiter.
• Generieren Stehreflexe, Stellreflexe, statokinetische Reflexe 

Stehreflexe

• Vestibularkerne
• Muskelreflexe mit denen der Körper in einer gewünschten ruhigen Körperhaltung gehalten wird

Stellreflexe

• Vestibularkerne
• Muskelreflexe mit denen der Körper aus einer ungewöhnlichen Lage in eine normale Körperstellung gebracht wird 

Statokinetische Reflexe

• Vestibularkerne
• Muskelreflexe die bei Bewegungen für die Erhaltung des Gleichgewichts in Form von Ausgleichsbewegungen sorgen

Basalganglien

• Reihe von Kerngebieten, erhalten unter anderem Afferenzen vom Kortex und geben Informationen über den Thalamus an diesen zurück
• Funktion dieser (vereinfacht beschriebenen) Feed-Back-Schleife: Abstimmung einzelner Befehle zur Bewegungsausführung mit dem Gesamtsystem
• Hier wird Verbindung von (motorischem) Verhalten mit emotionalen und motivationalen Kontexten angenommen (z.B. Bewegungen die mit Annäherung (Angriff) oder Vermeidung (Flucht) zu tun haben) –> lassen sich unter Oberbegriff „Trieb“ subsummieren

Aufgabe Hirnstamm (insbesondere Formatio Retikularis)

• Informationen aus Muskeln und Gelenken, dem Gleichgewichtsorgan sowie den Augen werden integriert
• Absteigende Bahnen (= retikulospinale Bahnen) erreichen die Motoneurone der Rumpfmuskulatur -> diese Struktur reguliert die Haltung des Körpers vor allem über Ausgleichsbewegungen und Muskelregulationen des gesamten Körpers 

Pyramidenbahn (Tractus corticospinalis)

• zieht paarig von der Hirnrinde zum Rückenmark
• Ihre Nervenfasern sind sehr lang, können vom Kortex bis zu den spinalen Motoneuronen reichen, die sie, meist über Interneurone, aktivieren.
• Bildet beim Verlauf durch die Medulla oblongata eine pyramidenförmige Wölbung , daher der Name
• Unter der Pyramide kreuzen ca. 80% der Fasern auf die jeweils gegenüberliegende Seite und ziehen dann im Seitenstrang des Rückenmarks nach unten
• ungekreuzte Fasern laufen auf der Vorderseite des Rückenmarks nach unten.
• Pyramidenbahn aktiviert: Muskeln der Unterarme und Hände sowie der Unterschenkel und Füße (distale Extremitäten)

weitere deszendierende Bahnen

• rubrospinale Trakt: aus dem Nukleus ruber, aktiviert distale Flexoren
• vestibulospinale Trakt: für die Aufrechthaltung des Gleichgewichts zuständig, versorgt gemeinsam mit dem retikulospinalen und tektospinalen Trakt die Muskeln des Rumpfs und der proximalen (also nahe am Rumpf gelegenen) Muskeln

Mediales Bahnsystem

• fasst ,aufgrund ihrer Anordnung im Rückenmark, zusammen:
• die im Seitenstrang des Rückenmarks verlaufenden Fasern der Pyramidenbahn
• der rubrospinale Trakt zum lateralen Bahnsystem
• der vestibulospinale, der retikulospinale sowie der tektospinale Trakt