Zentrales Nervensystem
Themenblock für das 4. Semester Medizin UZH
Themenblock für das 4. Semester Medizin UZH
Schlaf ( GABA / GABAA-Rezeptor )
· γ-Aminobuttersäure
· hemmender Neurotransmitter
· wird im VLPO-Hypothalamus gebildet
· GABAA-Rezeptor ( Heteropentamer )
· Chlorid-Kanal → Hyperpolarisation
· Benzodiazepine wirken als agonistische Modulatoren ( erhöhen die Öffnungswahrscheinlichkeit )
Schlaf ( Schlafmittel )
· v.a. Benzodiazepine ( Valium / Dormikum )
· Zolpidem ( keine Benzodiazepin-Struktur / aber gleiche Wirkung )
· erhöhen die Öffnungswahrscheinlichkeit für die Öffnung der GABAA-Rezeptoren
· induzieren unphysiologischen Schlaf ( reduzierte δ-Aktivität → kein Tiefschlaf )
Schlaf ( REM-Schlaf )
· aminerge Zellen ( LC → NOR / Raphe → Serotonin / TMN → Histamin / PH → Hypocretin )
· Abnahme der Aktivität während dem NonREM-Schlaf
· keine Aktivität mehr während dem REM-Schlaf ( «REM-off Neurone» )
· cholinerge Zellen ( PPT + LDT → ACh / VTA → Dopamin / Glutamat )
· Abnahme der Aktivität während dem NonREM-Schlaf
· hohe Aktivität während dem REM-Schlaf ( «REM-on Neurone» )
· Generator für REM-Schlaf liegt im Hirnstamm
· monoaminerge Zellen hemmen cholinerge Zellen → Enthemmung → REM-Schlaf
· cholinerge Zellen hemmen aktiv die Motoneurone → Muskelatonie während REM-Schlaf
Schlaf ( Antidepressiva )
· Monoamin-Oxidase Hemmer
· hemmen Wiederaufnahme von Serotonin, Norepinephrin und Dopamin
→ vollständige Unterdrückung des REM-Schlafes ( weil cholinerge Zellen nicht enthemmt werden )
Schlaf ( Aufrechterhaltung des Wach- und Schlafzustands )
· aktive Kerne im posterioren Hypothalamus stimulieren Kerne im ARAS ( LC / Raphe / TMN )
· Wachzustand → Kerne im ARAS erhalten den Wachzustand und inhibieren Kerne im VLPO
· Schlafzustand → VLPO-Kerne inhibieren den posterioren Hypothalamus und die Kerne im ARAS
· bei Läsion im posterioren Hypothalamus fällt das Hypocretin-System weg
→ Verschwimmung des Wach- und Schlafzustands → Narkolepsie
Schlaf ( zirkadianer Rhythmus )
· hat Einfluss auf die homöostatische Schlafregulation
· Periode ≈ 24.2h / Mesor = 24h-Mittelwert / Amplitude nimmt im Alter ab
· Frauen haben im Durchschnitt eine um 0.1h kürzere Periode als Männer
· innere Uhr liegt im Ncl. suprachiasmaticus ( SCN / enthält Melatonin-Rezeptoren )
· zirkadianer Rhythmus wird täglich synchronisiert
· v.a. über Licht ( retinohypothalamischer Trakt ) / aber auch über soziale Kontakte
· jede Zelle im Körper hat innere Uhr ( zeitlich-anhängige Genexpression / muss auch synchronisiert werden )
· retinohypothalamischen Trakt ( wichtig für Synchronisation des zirkadianen Rhythmus )
1. Lichteinfall auf Retina → Ncl. suprachiasmaticus im Hypothalamus
2. Ncl. suprachiasmaticus → Epiphyse
3. Epiphyse → Melatoninausschüttung ( Dunkelhormon / wird im Dunkeln ausgeschüttet )
4. Melatonin → Feedback zum Ncl. suprachiasmaticus
Schlaf ( Melatonin )
· Pinealishormon / Dunkelhormon / Nachthormon
· wird nur im Dunkeln ausgeschüttet / am Tag hat man kein Melatonin im Blut
· wirkt auf Melatoninrezeptoren im N. suprachiasmaticus
· fördert Resynchronisation des zirkadianen Rhytmus / ist keine Schlafsubstanz
kindliche Entwicklung ( Entwicklung des Individuums )
· Grössenzunahme ( quantiative Zunahme von Körpergrösse / Muskelkraft / Anzahl Worte )
· Differenzierung ( qualitative Zunahme von Gestalt / Lokomotion / Syntax / Grammatik )
· Spezifizierung ( funktionelle Anpassung an die Umwelt / Abschluss in der Pubertät )
kindliche Entwicklung ( Hirnentwicklung )
· bei Geburt ist Gehirn anatomisch gebildet / Myelinisierung und Synaptogenese fehlt noch
· der Kortex entwickelt sich von posterior nach anterior
· stärkste Myelinisierung findet im 1. Lebensjahr statt
· Aufbau / «blooming» der Synaptogenese bis ≈ 8. Lebensjahr ( topographische Unterschiede )
· Abbau / «pruning» der Synaptogenese nach ≈ 8. Lebensjahr ( topographische Unterschiede )
· Messung der Synaptogenese / Synapsen-Dichte über EEG-Aktivität
→ viele langsame Wellen = viele Synapsen
kindliche Entwicklung ( Wachstum )
· Variabilität zwischen Kindern / Stabilität im individuellen Kind
· Lage in der Wachstumskurve ist unwichtig / Verlauf der Wachstumskurve ist wichtig
· Kind findet seine Wachstumskurve erst in den ersten 2-3 Lebensjahren
· Wachstumskurven ( in den ersten 2 Jahren liegend gemessen, danach stehend )
· Referenz-Kurven ( repräsentative Population → Anpassung an Lebensstil )
· Standard-Kurven ( optimal ernährte, gesunde Population )
· mittlerer Pubertätspurt ( Zunahme der Wachstumsgeschwindigkeit )
· bei Mädchen früher, dafür kleiner ( 12 J. vs. 14 J. )
· korreliert leicht mit dem IQ
· Zielgrösse ≈ ( Grösse Vater + Grösse Mutter ) / 2 ± 6.5cm ( + für Männer / - für Frauen )
kindliche Entwicklung ( Motorik - Einteilung )
· Grobmotorik
· Reflexe
· Haltung
· Bewegungen
· Feinmotorik
· Greifen / Fingerbewegungen
· Visuomotorik
· Graphomotorik
kindliche Entwicklung ( Motorik - Grobmotorik )
· Reflexe
· monosynaptisch ( Muskeleigenreflexe / z.B. Patellarsehnenreflex )
· polysynaptisch ( Fremdreflexe / z.B. Glabella-Reflex, Cremaster-Reflex, Greifreflex )
· komplexe Reflexreaktionen ( z.B. Moro-Reaktion, ATNR, Schreitbewegungen )
· Fremd- und komplexe Reflexe nehmen bis zum 12. Monat ab ( Fussgreifreflex zuletzt )
· Haltung
· Bauchlage
· Rückenlage
· Aufsitzen
· Sitzen
· Bewegungen
· unwillkürlich ( Spontanmotorik / z.B. intrauterine Motorik, symmetrische Bewegungen nach Geburt / nimmt im ersten Lebensjahr ab )
· willkürlich ( z.B. Gehen / nimmt im ersten Lebensjahr zu )
· motorische Aktivität ist Abhänging vom Geschlecht und vom Alter ( Umwelt hat wenig Einfluss )
· Gehalter liegt im Durchschnitt bei 13 Monaten ( zwischen 10-20 Monaten )
kindliche Entwicklung ( Motorik - Feinmotorik )
· Greifen
· palmar ulnar ( 4-5 Monate )
· palmar radial ( 6-7 Monate )
· Scherengriff ( 8-9 Monate )
· Pinzettengriff ( 10-12 Monate )
· Visuomotorik
· z.B. Perlen auffädeln
· Mädchen sind etwas geschickter
· Graphomotorik
· Schreibbewegungen
· Kritzeln → geometrische Formen → Kopffüssler → Sinnzeichnen → realitätsnahes Zeichen
· Mitbewegungen
· sind ein Reifungsphänomen ( unwillkürliche Bewegungen von unbeteiligten Körperpartien )
· verursacht durch unvollständige Inhibition von neuronalen Netzwerken
· bei Männder stärker ausgeprägt als bei Frauen
· bei Cerebralparese ist zusätzlich noch der Babinsky-Reflex ausgeprägt
kindliche Entwicklung ( visuelle Entwicklung )
· visuelles Interesse
· abhängig vom Bekanntheitsgrad
· Gesichter > Bälle > Ringe ( Farben sind nicht sehr relevant )
· Entwicklung der Sehschärfe
· ein Neugeborenes sieht nichts, was mehr als 6m entfernt ist
kindliche Entwicklung ( geistige Entwicklung )
· Messung zuerst über Spielverhalten, später mittels Intelligenztests
· Entwicklungsrückstand: Kinder < 6 J. ( Aufholentwicklung nicht ausgeschlossen )
· Entwicklungsstörung: Kinder > 6 J. ( persistierende Funktionsstörung )
· Ätiologie für milde Behinderungen ( IQ 50-85 )
· 55% unbekannt
· 22% genetisch
· 15% Frühgeburt / Sauerstoffmangel bei Geburt ( Asphyxie )
· 6% Noxen / Infekte
· 2% postnatal
· Ätiologie für schwere Behinderungen ( IQ < 50 )
· 62% genetisch
· 15% Frühgeburt / Sauerstoffmangel bei Geburt ( Asphyxie )
· 15% unbekannt
· 6% postnatal
· 2% Noxen / Infekte
kindliche Entwicklung ( pränatale Noxen )
· die häufigsten pränatalen Noxen haben gleichzeitig die höchste Toxizität ( Alkohol und Nikotin )
· die seltenen, illegale Noxen sind weniger toxisch ( Cannabis / Kokain / Heroin / Ecstasy )
· fetales Alkoholsyndrom ( FAS )
· Gesichtsdymporphismen ( verstrichenes Philtrum / dünne Oberlippe / enge Lidspalte )
· Wachstumsrückstand
· ZNS-Störung ( strukturell oder funktionell / häufig Mikrozephalie )
kindliche Entwicklung ( Sprache )
· Sprachentwicklung ( bei Mädchen jeweils leicht früher )
· Wahrnehmung von Sprachlauten in den ersten 6 Monaten ( auch bereits vorgeburtlich )
· Spezialisierung auf Laute, die in der Muttersprache vorkommen ab dem 6. Monat
· erste 3 Worte innerhalb der ersten 2 Jahre ( Mädchen etwas früher )
· 2-Wortsätze innerhalb der ersten 3 Jahre ( ab ~50 Wörter )
· Benutzung der „Ich“-Form zwischen 2-4 Jahren
· Vokalisation, Lautimitation, „Dada, Mamma“ sind unabhängig von der sozialen Klassen
· 3 Worte, 2-Wortsätze, Vornamen und Plural sind bei höheren sozialen Klassen schneller ausgebildet
· Sprachentwicklungsstörung
· normale geistige Entwicklung
· eingeschränktes Sprachverständnis / undeutliche Artikulation / kleiner Wortschatz
kindliche Entwicklung ( auditive Entwicklung )
· wichtig für die Sprachentwicklung ( besonders hohe Frequenzen )
→ bei Hörstörungen braucht das Kind ein Hörgerät oder Cochlea-Implantat
· Früherkennung von Hörstörungen
· Anamnese ( Geburtskomplikationen / genetische Prädisposition )
· otoakustische Emissionen
· Hochtonrassel / Glocke
· Audiometrie ( ab dem 6. Monat )
kindliche Entwicklung ( soziale Entwicklung )
· nicht-sprachliche Kommunikation
· Mimik
· Blickverhalten
· Körperhaltung
· Bindungsverhalten
· soziales Lernen / Imitation
· soziale Kognition ( Selbst- und Fremdwahrnehmung )
· Selbstwahrnehmung im Spiegel (Rusch-Test) → Gebrauch des Vornamens → Gebrauch der „Ich“-Form
· mit Beginn der Fremdwahrnehmung ( ~2 Jahre ) wird ärztlicher Untersuch schwieriger
→ endet wieder nach der Entwicklung der Fremdwahrnehmung ( ~4 Jahre )
· Störung → Autismus
kindliche Entwicklung ( Autismus )
· Störung der sozialen Interaktion + Kommunikation / begrenztes Interesse
· Ätiologie
· genetisch ( Fragiles-X-Syndrom* / Neurofibromatose / … )
· Gehirnschädigung ( Asphyxie / … )
· Stoffwechselerkrankung ( Phenylketonurie / … )
*zweithäufigste Ursache für Behinderung / grosse Ohren, langes Gesicht
Definition "Konnektom"
· Gesamtheit der Verbindungen im Nervensystem eines Lebewesens
· Konnektomik = Auflösung der hochkomplexen Netzwerkstruktur des Gehirns
Aufbau des Nervensystems ( ZNS / PNS )
· Zentrales Nervensystem ( ZNS / Informationsverarbeitung )
· Peripheres Nervensystem ( PNS / Leitungsfunktion )
· Sinnesorgane ( hochspezialisierte Strukturen )
Aufbau des Nervensystems ( Sinnesorgane )
· Auge ( Gesichtssinn )
· Nase ( Geruchssinn )
· Zunge ( Geschmackssinn )
· Ohr ( Vestibularorgan → Gleichgewichtssinn / Cochlea → Hörsinn )
· Haut ( Tastsinn / Temperaturwahrnehmung / Nozizeption / ... )
· Propriozeption ( Wahrnehmung der Körperbewegung / -lage )
Aufbau des Nervensystems ( somatisches NS / autonomes NS )
· somatisches Nervensystem
· somatomotorisch ( Skelettmuskulatur )
· somatosensibel ( Hautrezeptoren / Gelenkrezeptoren / Muskelrezeptoren )
· somatosensorisch ( Sinnesorgane )
· autonomes / vegetatives Nervensystem ( Sympathikus / Parasympathikus )
· viszeromotorisch ( glatte Muskulatur / Drüsen )
· viszerosensibel ( Rezeptoren der Eingeweide )
Aufbau des Nervensystems ( Grössenordnungen )
· 100 Milliarden - 1 Billion Nervenzellen
· 1 Billion - 20 Billionen Gliazellen
→ mehr Gliazellen als Nervenzellen ( + mehr Interneurone als Motoneurone → 30:1 )
→ Hirntumore sind meistens Gliome
Aufbau des Nervensystems ( Zelltypen )
· Nervenzellen
· Neurone
· Gliazellen
· Astrozyten ( im Kontakt mit Blutgefässen )
· Mikroglia ( Makrophagen des ZNS )
· Oligodendrozyten ( bilden Myelinscheiden / Pendant zu Schwann-Zellen im PNS )
· Ependymzellen ( kleiden Ventrikel aus / trennen Liquor vom Hirngewebe )
Aufbau des Nervensystems ( Interneurone )
· normalerweise hemmend
· normalerweise GABAerg
Grosshirnrinde ( Gliederung in Lobi )
· Frontallappen ( Lobus frontalis / grün )
· anterior des Sulcus centralis
· Parietallappen ( Lobus parietalis / gelb )
· zwischen dem Sulcus centralis und dem Sulcus parietooccipitalis
· Temporallappen ( Lobus temporalis / blau )
· caudal des Sulcus lateralis
· anterior der Verbindungslinie von Gyrus supramarginalis - Incisura preoccipitalis - Isthmus gyri cinguli
· Occipitallappen ( Lobus occipitalis / rot )
· liegt posterior des Sulcus parietooccipitalis
· Limbischer Lobus ( Lobus limbicus / braun )
· nur der Gyrus cinguli ist gut sichtbar ( durch Sulcus cinguli vom Frontallappen getrennt )
· die anderen Anteile ( Amygdala / Hippocampus / Gyrus parahippocampalis ) sind verdeckt
· Insula ( Lobus insularis )
· liegt überdeckt von den Opercula (Deckelchen) des Frontal-, Parietal- und Temporallappens
Grosshirnrinde ( Sulcus centralis )
· kommt von der Fissura longitudinalis
· verläuft senkrecht zum Sulcus lateralis ( syn. Fissura lateralis )
Grosshirnrinde ( Fissura / Sulcus / Gyrus )
· Fissura: tiefe Furche
· Sulcus: Furche
· Gyrus: Windung / Vorwölbung zwischen den Sulci
· Gyri und Sulci der beiden Hemisphären sind nicht zu 100% deckungsgleich
Grosshirnrinde ( Gyrus cinguli )
· liegt über dem Corpus callosum
Grosshirnrinde ( Corpus callosum )
· massive Faserverbindung zwischen linker und rechter Hemisphäre
· ~200 Millionen markhaltige Nervenfasern
· Einteilung in Rostrum (Schnabel) → Genu (Knie) → Truncus (Stamm) → Splenium (Hinterende)
Grosshirnrinde ( Gliederung nach Funktion )
· primäre Areale ( unimodal )
· sekundäre Areale ( z.T. schon Verarbeitung )
· assoziative Areale ( polymodal / für Integration der Informationen )
a primärer somatomotorischer Kortex ( M1 )
b primärer somatosensorischer Kortex ( S1 )
c sekundärer somatosensorischer Kortex ( S2 )
d posteriorer Assoziationskortex
e WERNICKE-Zentrum ( sensorisches Sprachzentrum )
f Assoziationsfeld des Sehens
g sekundäre Sehrinde ( V2/3 )
h primäre Sehrinde / visueller Kortex ( V1 )
i sekundäre Hörrinde / auditorischer Kortex
j primäre Hörrinde / auditorischer Kortex
k BROCA-Zentrum ( motorisches Sprachzentrum )
l präfrontaler Assoziationskortex
m prämotorischer Kortex ( PM )
n supplementär motorischer Kortex ( SMA )
Grosshirnrinde ( Gliederung nach Brodmann )
· zytoarchitektonische Einteilung
· 52 verschiedene Brodmann-Areale
· Brodmann-Areale 3,1,2 = primärer somatosensorischer Kortex S1
· Brodmann-Areal 4 = primär somatomotorischer Kortex M1
· Brodmann Areal 17 = primär visueller Kortex V1
· Brodmann Areal 22 = sensorisches Sprachzentrum ( WERNICKE / nur links )
· Brodmann Areal 41 = primärer auditorischer Kortex
· Brodmann Areal 42 = sekundärer auditorischer Kortex
· Brodmann Areale 44,45 = motorisches Sprachzentrum ( BROCA / meist nur links )
Grosshirnrinde ( Gliederung nach phylogenetischen Kriterien )
· Neocortex ( Isocortex )
· phylogenetisch jung
· 6 Schichten
· z.B. Grosshirnrinde
· Allocortex ( Archicortex + Paleocortex )
· phylogenetisch alt
· <6 Schichten
Grosshirnrinde ( Gliederung nach ontogenetischer Entstehung )
· Neuralrohr → Drei-Blasen-Stadium → Fünf-Blasen-Stadium → reife Strukturen
· Prosencephalon ( Vorderhirn )
· Telencephalon ( Endhirn ) → Grosshirnrinde / Basalaganglien / Amygdala / Hippocampus / Bulbus olfactorius
· Diencephalon ( Zwischenhirn ) → Thalamus / Hypo-, Epi- und Subthalamus / Retina / Sehnerv / Sehbahn
· Mesencephalon ( Mittelhirn )
· Mesencephalon ( Mittelhirn ) → Mesencephalon
· Rhombencephalon ( Rautenhirn )
· Metencephalon ( Hinterhirn ) → Pons / Cerebellum
· Myelencephalon ( Nachhirn ) → Medulla oblongata
· caudaler Teil des Neuralrohrs
· caudaler Teil des Neuralrohrs → Medulla spinalis ( Rückenmark )
Hirnventrikel ( Übersicht )
· mit Liquor cerebrospinalis gefüllte Hohlräume im Gehirn ( ~25ml )
· zu 5% vom Plexus choroideus ausgekleidet ( bildet Liquor cerebrospinalis )
· zu 95% von Ependym ausgekleidet ( einschichtiges Epithel aus Gliazellen / mit Kinozilien )
· hat keine Tight junctions und keine Basallamina ( → direkter Kontakt mit Membrana limitans gliae = Astrozyten )
· enthält Tanizyten ( Ependymzellen mit langem basalem Fortsatz )
· Liquor-Kontakt-Neurone (v.a. im Canalis centralis) haben Dendritenfortsätze durch Ependym in Liquor
· 4 Hirnventrikel ( innerer Liquorraum )
· 1. Ventrikel = Seitenventrikel in der linken Hemisphäre ( über Foramen monroi mit dem 3. Ventrikel verbunden )
· 2. Ventrikel = Seitenventrikel in der rechten Hemisphäre ( über Foramen monroi mit dem 3. Ventr. verbunden )
· 3. Ventrikel im Diencephalon ( zwischen den Thalamushälften / verjüngt sich an seiner Basis )
· 4. Ventrikel in der Rautengrube / Pons
· ist über den Aquaeductus mesencephali mit dem 3. Ventrikel in Verbindung
· ist über den Canalis centralis mit dem Rückenmark in Verbindung
· kommuniziert lateral über Foramina Luschkae (Apertura lateralis) mit dem äusseren Liquorraum
· kommuniziert medial über Foramen Magendie (Apertura mediana) mit dem äusseren Liquorraum
· äusserer Liquorraum ( im Subarachnoidalraum / zwischen Arachnoidea und Pia mater / ~125ml )
Hirnventrikel ( Liquor cerebrospinalis )
· klare Flüssigkeit / von den Plexi choroidei in den Ventrikeln produziert ( 900ml/Tag )
· insgesamt 150ml Liquor ( davon ≈ 25ml in den Hirnventrikeln )
· Zirkulation:
· Seitenventrikel → 3. Ventrikel → 4. Ventrikel → Subarachnoidalraum / Pendelbewegungen im Zentralkanal
· Zufluss über aktiven transzellulären Transport aus den Tela choroidea in der Pia mater
· Abfluss über Granulationes arachnoidea im Bereich des Sinus sagittalis superior ( Pacchioni-Granulationen )
· Abfluss über Granulationes arachnoidea in den Duratrichtern um Spinalnerven ins Lymphsystem
· bei gestörten Abfluss entsteht Druckanstieg → Hydrocephalus
· Zusammensetzung:
· hohe NaCl-Konzentration
· enthält K+ / Glucose (→ primäre Energiequelle)
· nur wenige Proteine und sehr wenige Zellen
Hirnventrikel ( Plexi choroidei )
· es gibt zwei Plexi choroidei ( einschichtiges Epithel mit dichten Tight-Junctions, Mikrovilli und Basallamina )
· im 1. + 2. + 3. Ventrikel ( ausser in den Cornu anterior et posterior )
· im 4. Ventrikel ( ausser im Aquaeductus cerebri und im Canalis centralis )
Hirnventrikel ( Seitenventrikel )
· sind die grössten Ventrikel
· liegen im Telencephalon
· Einteilung in
· Cornu anterior ( 1 / Vorderhorn )
· Pars centralis ( 2 / Mittelteil )
· Cornu posterior ( 3 / Hinterhorn )
· Cornu inferior ( 4 / Unterhorn )
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Lernkarten
Hirnstamm ( Lokomotion )
· Hirnstamm kann central pattern generators (CPG) im Rückenmark aktivieren
· Kontrolle über absteigende monoaminerge Bahnen ( aus mesencephalischem Teil des Hirnstamms )
Cerebellum ( Übersicht )
· Topographie
· wird durch Tentorium cerebelli vom Okzipitallappen getrennt
· über Pedunculi cerebellares superior, medius et inferior am Mittelhirn befestigt
· bildet Dach des 4. Ventrikels
· Funktionen
· Vorprogrammierung von Bewegungen ( Kortex → Ncl. pontines → Cerebellum → Thalamus (VL) → Kortex )
· Abgleich und Korrektur von Bewegungen ( Cerebellum → Ncl. ruber → Interneurone → α-Motoneurone )
→ error-based learning ( Basalganglien haben reward-based learning → Bewegung gut → weitermachen )
· frakturierte somatotopische Anordnung ( Extremitäten lateral + Rumpf medial / aber multiple Repräsentation )
· enthält vier Kleinhirnkerne
· Ncl. dentatus ( im Pontocerebellum / grösster Kern / gefaltet, sackartig mit Öffnung zum Hirnstamm )
· Ncl. interpositus ( im Spinocerebellum / besteht aus Ncl. emboliformis + Ncl. globosus )
· Ncl. fastigii ( im Spinocerebellum )
Cerebellum ( Hauptlappen )
· Lobus anterior
↕︎ Fissura prima
· Lobus posterior
↕︎ Fissura posterolateralis
· Lobus flocculonodularis
Cerebellum ( longitudinale Gliederung )
· Vermis ( superior und inferior )
· Vermis superior ( Lingula (1) / Lobus centralis (2) / Culmen (3) )
· Vermis inferior ( Declive (4) / Folium (5) / Tuber (6) / Pyramis (7) / Uvula (8) / Nodulus (9) )
· Hemisphären ( laterale und intermediäre Zone )
· Flocculus
· Tonsilla
Cerebellum ( funktionelle Einteilung )
· Vestibulocerebellum ( Lobus flocculonodularis / Archeocerebellum → alt )
· Spinocerebellum ( Vermis + intermediäre Zonen der Hemisphären / Paleocerebellum )
· Cerebrocerebellum ( Pontocerebellum / laterale Zonen der Hemisphären / Neocerebellum → jung )
Cerebellum ( Vestibulocerebellum )
· verantwortlich für Stützmotorik (Gleichgewicht) und Blickmotorik (Augenbewegung)
· Afferenzen aus Vestibularorgan ( Informationen über Lokomotion / über Pedunculus cerebellaris inferior )
· Verschaltung im Lobus flocculonodularis ( keine Umschaltung in den Kleinhirnkernen! )
· Efferenzen zu den Ncll. vestibulares / Formatio reticularis ( okulomotorische Zentren )
· Läsion führt zu Erbechen und Pendelnystagmus
Cerebellum ( Spinocerebellum - Vermis )
· verantwortlich für Stützmotorik ( Bewegungskooridination / -korrektur von Haltung und Lokomotion )
· Afferenzen aus Rückenmark ( Propriozeption aus der ipsilateralen Körperhälfte / über Ped. cereb. superior )
· Verschaltung im Ncl. fastigii
· Efferenzen zur Formatio reticularis → Koordination von Haltung und Lokomotion
Cerebellum ( Spinocerebellum - Intermediäre Hemisphäre )
· verantwortlich für Stützmotorik (Haltung / Lokomotion) und Feinmotorik
· Afferenzen aus Rückenmark ( Propriozeption aus der ipsilateralen Körperhälfte / über Ped. cereb. superior )
· Verschaltung im Ncl. interpositus ( Ncl. emboliformis + globosus )
· Efferenzen zum Ncl. ruber ( → Tractus rubrospinalis ) und Kortex ( → Tractus corticospinalis )
· Doppelkreuzung → ipsilaterale Kontrolle
· Efferenzen kreuzen vor Ncl. ruber auf Gegenseite
· Bahnen kreuzen wieder zurück ( Tr. rubrospin. im Mesencephalon / Tr. corticospin. in der Decussatio pyramid. )
Cerebellum ( Cerebrocerebellum )
· verantwortlich für Feinmotorik ( Erlernen und Feinabstimmung der Zielmotorik + Sprache ) + Planung
· Afferenzen aus den Ncll. pontines / Ncll. olivares inferiores ( über Pedunculus cerebellaris medius )
· Verschaltung im Ncl. dentatus
· Efferenzen zum Thalamus (VL)
· Doppelkreuzung → ipsilaterale Kontrolle
· Efferenzen kreuzen vor Thalamus auf Gegenseite
· Bahnen kreuzen wieder zurück ( Tractus corticospinalis in der Decussatio pyramidalis )
Cerebellum ( Pedunculi cerebellares )
· Pedunculus cerebellaris superior ( → Spinocerebellum )
· Afferenzen: Rückenmark ( Tractus spinocerebellaris ventralis → Propriozeption aus ipsilat. Körperhälfte )
· Efferenzen: Ncl. ruber / Thalamus (VL) / kreuzen nach Verlassen auf die kontralaterale Seite
· Pedunculus cerebellaris medius ( → Cerebrocerebllum )
· Afferenzen: Ncll. pontines ( Tractus pontocerebellaris / "Bewegungsentwürfe" aus kontralat. Grosshirn )
· Efferenzen: -
· Pedunculus cerebellaris inferior ( → Vestibulocerebellum / Cerebrocerebellum )
· Afferenzen: Ncll. vestibulares / Vestibularorgan / Rückenmark ( Propriozeption aus ipsilat. Körperhälfte )
· Efferenzen: Ncll. vestibulares → Formatio reticularis ( aber die meisten Efferenzen über Ped. cereb. superior )
Cerebellum ( Feedback-Systeme )
· Cerebellum → Thalamus (VL) → Cortex → Pons → Cerebellum
· Cerebellum → Ncl. ruber → Ncl. olivaris inf. → Cerebellum ( Guillain-Mollaret-Dreieck* )
· Cerebellum → Ncll. vestibulares → Ncl. olivaris inf. → Cerebellum
* im Cerebellum über Ncl. dentatus
Cerebellum ( Zusammenfassung Afferenzen - Efferenzen )
Cerebellum ( Afferenzen )
· Moosfasersystem ( → Körnerzellen + Golgi-Zellen + Kleinhirnkerne / glutamerg )
· aus Kortex via Pons → Pedunculus cerebellaris medius ( Haupteingang des Moosfasersystems )
· aus Rückenmark ( ausser Ncl. olivaris inferior )
· Tractus spinocerebellaris ventralis → Pedunculus cerebellaris superior
· Tectum / Ncll. vestibulares / Ncl. cuneatus acc. / Formatio reticularis → Pedunculus cerebellaris inferior
· Kletterfasersystem ( → Purkinjezellen + Kleinhirnkerne / asparterg )
· nur aus kontralateralem Ncl. olivaris inferior → Pedunculus cerebellaris inferior
· v.a. über Tractus spinoolivaris
· aber auch über Ncll. vestibulares / Ncll. cerebellares / Ncl. ruber
· eine Kletterfaser steht mit ~10 Purkinjezellen in Verbindung
Cerebellum ( molekularer Aufbau )
· Kleinhirnrinde ( Kortex )
· Stratum moleculare ( Molekularschicht / Korbzellen + Sternzellen )
· Stratum ganglionare ( Purkinjezellschicht = Stratum purkinjese / Purkinjezellen + Bergmann-Gliazellen )
· Stratum granulosum ( Körnerzellschicht / Körnerzellen + Golgizellen )
· Kleinhirnmark
· Kleinhirnkerne ( Ncl. dentatus / Ncl. emboliformis / Ncl. globosus / Ncl. fastigii )
· Nervenfasern ( Assoziationsfasern / Kommissurenfasern / Projektionsfasern )
· weisse Substanz bildet Baum-artige Struktur → Arbor vitae ( mit Folia )
Cerebellum ( Cytoarchitektonik im Kortex )
· Körnerzellen ( Glutamat / erregend → einzige erregende Zellen in der Kleinhirnrinde )
· Afferenzen aus Moosfasern / Efferenzen zu Purkinjezellen und Golgi-Zellen
· im Stratum granulosum
· Axon steigt senkrecht bis ins Stratum moleculare wo es sich verzweigt und parallel verläuft → Parallelfasern
· Interneurone ( GABAerg / hemmend )
· Afferenzen aus Moosfasern / Efferenzen zu Purkinjezellen
· Korbzellen ( bilden Faserkörbe um Perikaryen der Purkinjezellen )
· Sternzellen ( funktionieren wie Korbzellen, enden aber an den somafernen Dendriten der Purkinjezellen )
· Golgizellen ( bilden 3D-Dendritenbaum / Axon zieht zu Körnerzellen → negative feedback )
· Purkinjezellen ( GABAerg / hemmend → einzige efferente Zellen der Kleinhirnrinde )
· Afferenzen aus Kletterfasern / Efferenzen zu den Kleinhirnkernen ( z.T. direkt zu den Ncll. vestibulares )
· Perikaryon im Stratum ganglionare / Dendritenbaum im Stratum moleculare ( Senkrecht zur Hirnwindung )
· Dendritenbaum wird von einer Kletterfaserendigung umgeben / viele Synapsen → starker synaptischer Eingang
Cerebellum ( Verschaltung )
· 450 Purkinjezellen pro Parallelfaser / 200'000 Parallelfasern pro Purkinjezelle
· Moosfaserendigungen sind mit Körnerzelldendriten und Golgizell-Axonen eng verbunden ( Glomerulus )
· Parallelfasern erregen Purkinje-Zellen und Korbzellen / Sternzellen → laterale Hemmung
· über Kletterfasern können sagittale Streifen angeregt werden
· Co-Aktivierung von Parallel- und Kletterfasern führt zu Langzeit-Depression (LTD)
Cerebellum ( Erregung der Purkinjezellen )
· Erregung über die Parallelfasern → Simple-spike ( tonisch / 50-100 Hz )
· Erregung über die Kletterfasern → Complex-spike ( ~1 Hz / riesiges EPSP )
· durch negative feedback der Golgi-Zellen sind Parallelfasern nur kurze Zeit aktiv → zeitliches Muster
· während dem Erlernen einer Bewegung nimmt die Rate der Complex-spikes zu
· nach dem Erlernen nehmen sowohl die Simple-spikes als auch die Complex-spikes ab
Cerebellum ( Langzeit-Depression )
· bei gleichzeitiger Aktivierung von Parallel- und Kletterfaser erfahren Purkinjezellen eine LTD
→ Kleinhirnkerne werden disinhibiert
· molekularer Mechanismus
1. Aktivierung von mGLUR1 ( GPCR )
2. PLC-IP3 - Kaskade → DAG
3. Aktivierung der Proteinkinase C ( über DAG und Ca2+ aus Depolarisation )
4. AMPA-Glutamatrezeptoren werden phosphoryliert und aus Membran ausgebaut
Cerebellum ( klassische Konditionierung )
· lässt sich über Disinhibition des Ncl. interpositus erklären
· CS = konditionierter Stimulus ( Ton )
· US = unkonditionierter Stimulus ( Luftstoss )
· CR = konditionierte Antwort ( Lidschluss )
Cerebellum ( Störungen durch Kleinhirnläsionen )
· Dysmetrie ( fehlerhafte Abmessung des Bewegungsumfangs → Hypermetrie oder Hypometrie )
· Ataxie ( Koordinationsstörungen / je nach Läsionsort Zeige-, Stand-/Gang- oder Augenbewegungsataxie )
· Tremor ( v.a. wenn sich Bewegung dem Ziel nähert → Intentionstremor )
· Asynergie ( motorische Programme werden sequentiell und unkoordiniert abgearbeitet statt parallel )
Cerebellum ( Ursachen von Kleinhirnläsionen )
· Tumore
· Schlaganfall
· erbliche Ataxien
· Alkoholmissbrauch ( Kleinhirnatrophie )
Rückenmark ( Gliederung )
· Pars cervicalis ( C1 - C8 )
· Pars thoracalis ( Th1 - Th12 )
· Pars lumbalis ( L1 - L5 )
· Pars sacralis ( S1 - S5 )
· Pars coccygea ( Co1 - Co2 )
· Intumescentia cervicalis ( C4 - Th1 )
· Intumescentia lumbosacralis ( L1 - S3 )
Rückenmark ( Oberflächenanatomie )
· Fissura mediana anterior ( tiefe mediane Spalte ventral )
· Sulcus medianus posterior ( flache mediane Rinne dorsal )
· Funiculus anterior ( A )
↕︎ Sulcus anterolateralis ( 1 )
· Funciulus lateralis ( B )
↕︎ Sulcus posterolateralis ( 2 )
· Funiculus posterior ( C )
· oberhalb von Th6 teilt der Sulcus intermedius posterior (3) den Fasciculus posterior (C) in zwei Teile
· Fasciculus gracilis ( medial / C1 )
· Fasciculus cuneatus ( lateral / C2 / Durchmesser nimmt nach kranial zu )
Rückenmark ( Spinalnerven )
· Fila radicularia ( 4-10 pro Segment aus Sulcus antero- bzw. posterlateralis )
· Radix ventralis ( efferent / nach Vereinigung der Fila radicularia aus Sulcus anterolateralis )
· Radix dorsalis ( afferent / nach Vereinigung der Fila radicularia aus Sulcus posterolateralis / mit Spinalganglion )
· Truncus nervi spinalis ( nach Vereinigung der Radices )
· R. ventralis ( Pl. cerv. → C1-C4 / Pl. brach. → C5-Th1 / Brust- und Bauchwand / Pl. lumbosacr. → Th12-S3 )
· R. dorsalis ( autochtone Rückenmuskulatur / Rückenhaut )
· R. communicans albus ( sympathisch / präganglionär → aus Spinalnerven Th1 - L2 / myelinisiert )
· R. communicans griseus ( sympathisch / postganglionär → zu allen Spinalnerven / unmyelinisiert )
· R. meningeus ( Rückenmarkshüllen )
Rückenmark ( Blutversorgung )
· A. vertebralis → Aa. spinales (intrakranial) / Rr. spinales (extrakranial)
· Aorta thoracica → Aa. intercostales posterior → Rr. spinales
· Aorta abdominalis → Aa. lumbales → Rr. spinales
· Rr. spinales → Aa. radiculares* ( 6x anterior / 12x posterior )
→ Aa. spinales ( anterior / posterior sin. / posterior dex. )
→ piales Arteriennetz ( Vasocorona / funktionelle Endarterien )
· piales Venennetz → Vv. spinales ( anterior / posterior ) → Vv. radiculares ( anterior / posterior )
→ Plexus vertebralis internus ( epidural ) → Plexus vertebralis externus → Vv. vertebrales / V. (hemi)azygos
*grösste wird A. radicularis magna (ADAMKIEWICZ) genannt und befindet sich zwischen Th8 und L3
Rückenmark ( Cytoarchitektonik )
· Interneurone ( kleiner Zellkörper → kurze Reichweite / gehören zum propriospinalen System )
· inhibitorisch ( GABAerg / glycinerg )
· exzitatorisch ( glutamerg )
· Projektionsneurone ( grosser Zellkörper → lange Reichweite / Axon verlässt graue Substanz )
· Wurzelzellen ( cholinerg / Axon → Radix anterior / Motoneurone + präganglionäre vegetative Neurone )
· Strangzellen ( meistens glutamerg / selten GABAerg )
· Assoziationsneurone ( nicht-kreuzend / gehören zum propriospinalen System )
· kommissurale Neurone ( kreuzend / gehören zum propriospinalen System )
· aufsteigende Bahnen ( glutamerg / zum Teil Bahnen bis ins Gehirn )
· propriospinales System ( Binnenzellen / Neurone deren Axon das Rückenmark nicht verlässt )
· Interneurone + Teil der Projektionsneurone ( Assoziationsneurone + kommissurale Neurone )
· enthält CPG / prämotorische Netzwerke / Reflexzentren / sensorische Verarbeitung ( v.a. Schmerz )
Rückenmark ( graue Substanz )
· Cornu posterius / Columna posterior ( REXED - Laminae I - VI )
· Zona marginalis ( Lamina I / Waldeyer-Zellen → Projektion in den Hirnstamm )
· Substantia gelatinosa* ( Lamina II / inhibitorische Interneurone / spinale Schmerzverarbeitung )
· Ncl. proprius ( Lamina III - VI / Projektionsneurone mit grossen Zellkörpern )
· Pars intermedia / Columna intermedia ( REXED - Laminae VII + X )
· Ncl. thoracicus post. ( Lamina VII / Stilling-Clarke / Projektion ins Cerebellum )
· Ncl. intermediolateralis ( Lamina VII / C8-L2 / präganglionär / sympathisch )
· Ncll. parasympathici sacrales ( Lamina VII / S2-S4 / präganglionär / parasympathisch )
· Substantia gelatinosa centralis ( Lamina X / um Canalis centralis )
· Cornu anterius / Columna anterior ( REXED - Laminae VIII - IX )
· Interneurone ( Lamina VIII )
· Projektionsneurone ( Lamina VIII )
· Motoneurone ( Lamina IX / mediale Gruppe in allen Segmenten / laterale Gruppe nur in den Intumeszenzien )
* enthält nur sehr wenige myelinisierte Fasern → Substantia gelatinosa
Rückenmark ( weisse Substanz )
· longitudinale Fasern
· Fasciculus proprius ( Binnenverbindungen / liegt direkt grauer Substanz an )
· Funiculus anterior / lateralis / posterior ( lange oberflächliche Bahnen )
· Lissauer-Randzone ( auf- und absteigende afferente Fasern vor Eintritt in die graue Substanz )
· transversale Fasern
· Motoneurone ( → Radix anterior )
· präganglionäre vegetative Neurone ( → Radix anterior )
· eintretende Afferenzen
· aufsteigende Bahnen nach Kreuzung in der Commisura alba anterior
Rückenmark ( Dermatome )
· vom Spinalnerv innerviertes Hautareal ( am Rumpf gürtelförmig / an den Extremitäten langgezogen )
· Reizung der Hinterwurzel → Projektionsschmerz auf Dermatom
· Schädigung der Hinterwurzel → Sensibilitätsausfall ( bleibt evt. unbemerkt wegen Überlappung )
· Schädigung der Vorderwurzel → Lähmung / Muskelschwäche
· Ischias-Schmerz ist Projektion von S1
· Gesicht wird vom N. trigeminus innerviert ( V1 - V3 )
Rückenmark ( aufsteigende Bahnsysteme )
· spinocerebelläres System ( Tractus spinocerebellaris anterior + posterior )
· unbewusste Propriozeption ( Ausfall → Ataxie )
· lemniskales System ( Hinterstrangbahn = Fasciculus gracilis + cuneatus )
· Propriozeption + Epikrise ( Tastsinn / Vibration / leichter Druck ) → hohe räumliche Auflösung
· dicke, myelinisierte Fasern
· anterolaterales System ( Vorderseitenstrangbahn = Tracti spinothalamici / spinoreticularis / spinotectalis )
· Prothopathie ( Nozizeption / Temperatur / grober Druck ) → niedrige räumliche Auflösung
· dünne, nicht- / schwach-myelinisierte Fasern
· lemniskales System und anterolaterales System haben beide 3 Neurone in Serie
( 2x Umschaltung an erregender Synapse )
Rückenmark ( aufsteigende Bahnen - lemniskales System )
· 1. Neuron ( Zellkörper im Spinalganglion / Fasern aus C1-Th6 → cunetatus / Th7-S5 → gracilis )
· 2. Neuron ( Ncl. gracilis + Ncl. cuneatus / Kreuzung in der Decussatio lemniscorum → Lemniscus medialis )
· 3. Neuron ( Zellkörper im Thalamus (VPL) / Projektionen in den primär somatosensorischen Kortex S1 )
Rückenmark ( aufsteigende Bahnen - anterolaterales System )
· 1. Neuron ( Zellkörper im Spinalganglion )
· Fasern enden in grauer Substanz
· Interneurone (Lamina II) und absteigende Bahnen modulieren Signale
· 2. Neuron ( Zellkörper im Hinter- oder Seitenhorn )
· Kreuzung in der Commissura alba ( evt. zuerst ipsilateraler Aufstieg → selten kompletter Verlust )
· Aufstieg im Vorder- oder Seitenstrang ( Tractus spinoreticularis / spinomesencephalicus / spinothalamicus )
· 3. Neuron ( Zellkörper im sensorischen Thalamus (VPL) → nur Tractus spinothalamicus anterior + lateralis )
· Projektionen zum primärsomatosensorischen Kortex S1 / limbischen System / anderen Rindenfeldern
· Afferenzen aus inneren Organe werden auf HEAD-Zonen projiziert
Rückenmark ( absteigende Bahnen )
· retikulospinales System ( Bahnen aus Formatio reticularis )
· Modulation spinaler Reizverarbeitung
· Kontrolle präganglionärer vegetativer Neurone
· Steuerung von prämotorischer Netzwerken / Motoneuronen / CPG
· motorische Bahnen
· Tractus vestibulospinalis ( ex Ncll. vestibulares / rumpfnahe Muskulatur / Gleichgewicht + Körperhaltung )
· Tractus tectospinalis ( ex Colliculus superior / Hals- und Nackenmuskulatur + Augenbewegungen )
· Tractus rubrospinalis ( ex Ncl. ruber / rumpfferne Muskulatur )
· Tractus corticospinalis ( Pyramidenbahn / Willkür- und Feinmotorik / Ausfall → spastische Lähmung )
Rückenmark ( absteigende Bahnen - Pyramidenbahn )
· Zellkörper im primär motorischen Kortex ( Gyrus praecentralis / Pyramidenzellen )
· endet an prämotorischen Netzwerken und Motoneuronen
· Cortex → Capsula interna → Pedunculus cerebri → Pons → Pyramis → Medulla oblongata
→ Tr. corticospinalis lat. ( 80% / Kreuzung in Decussatio pyramidum / endet an allen Segmenten )
→ Tr. corticospinalis ant. ( 20% / Kreuzung durch Commissura alba nahe beim Zielsegment / nur bis Th6 )
Somatosensorik ( Somatosensibilität )
· allgemeine Somatosensibilität
· Propriozeption ( Eigenwahrnehmung ) → Kleinhirnstrangbahn ( Tr. spinocerebellares )
· Exterozeption ( Aussenwahrnehmung )
· Epikrise ( Tastsinn / Vibration / feine mechanische Reize ) → Hinterstrangbahn ( Tr. spinobulbaris )
· Protopathie ( Schmerz / Temperatur / grobe mech. Reize ) → Vorderseitenstrangbahn ( Tr. spinothalamici )
· spezielle Sensibilität ( Afferenzen aus den Sinnesorganen )
· speziell somatische Sensibilität ( optisch / akustisch / vestibulär )
· speziell viszerale Sensibilität ( gustatorisch / olfaktorisch )
Somatosensorik ( Nervenfasertypen )
· Nervenfaser v ø Funktion Myelinisierung
· Aα ( I ) 100m/s 15µm Propriozeption stark-myelinisiert
· Aβ ( II ) 50m/s 10µm Epikrise myelinisiert
· Aγ
· Aδ ( III ) 20m/s 5µm Schmerz / Temperatur schwach-myelinisiert
· B
· C ( IV ) 1m/s 1µm Schmerz / Temperatur nicht-myelinisiert
Somatosensorik ( Rezeptortypen )
· SA-Rezeptoren ( Intensitätsdetektoren / Druckempfindung )
· langsam adaptierend
· AP-Frequenz ~ Reizstärke
· RA-Rezeptoren ( Geschwindigkeitsdetektoren / Berührungsempfindung )
· rasch adaptierend
· AP-Frequenz ~ Geschwindigkeit der Reizbewegung
· PC-Rezeptoren ( Beschleunigungsdetektoren / Vibrationsempfindung )
· sehr schnell adaptierend
· AP-Frequenz ~ Beschleunigungsänderung
Somatosensorik ()
·
Somatosensorik ( epikritische Sensibilität )
· in der unbehaarten Haut ( Leistenhaut )
· Merkel-Zellen ( in der basalen Epidermis / SA-I / druckempfindlich )
· Meissner-Körperchen ( in der apikalen Dermis / RA / vibrationsempfindlich ~ 20Hz )
· Ruffini-Körperchen ( im Bindegewebe der Dermis / SA-II / zugempfindlich )
· Vater-Pacini-Körperchen ( in der Subkutis / Mesenterium / PC / vibrationsempfindlich ~ 200Hz )
· in der behaarten Haut ( Felderhaut )
· Merkel-Tastscheiben ( SA )
· Haarfollikelrezeptoren ( RA )
· Ruffini-Körperchen ( im Bindegewebe der Dermis / SA-II / zugempfindlich )
· Vater-Pacini-Körperchen ( in der Subkutis / Mesenterium / PC / vibrationsempfindlich ~ 200Hz )
Somatosensorik ( rezeptitives Feld )
· Hautgebiet aus dem ein Reiz Aktionspotentiale in einer gegebenen afferenten Faser auslöst
· kleine rezeptitive Felder (mm-Bereich): Meissner-Körperchen ( RA ) / Merkel-Zellen ( SA-I / ↕︎ )
· grosse rezeptitive Felder (cm-Bereich): Pacini-Körperchen ( PC ) / Ruffini-Körperchen ( SA-II / ↔︎ )
