M3 Psychologie FUH, 3411.3

Kraft wird in einigen Körperteilen erzeugt und wirkt von da aus auf die Umgebung, die als reactio nach den Gesetzen der Mechanik zurückwirkt und so die Ortsveränderung (Lokomotion) erlaubt

Bewegungen des Körpers, die grundsätzlich willentlich beeinflussbar sind

Aufgrund der Struktur der Muskelzellen wird die Muskulatur dieses Systems als gestreifte Muskulatur bezeichnet

Diese Muskeln sind über Sehnen mit dem Skelett verbunden und bewegen einzelne Knochen, die an Gelenken, meist nur in vorgegebenen Richtungen, gegeneinander bewegt werden können

Daher wird für diesen Teil des Muskelsystems auch der Überbegriff Skelettmuskulatur verwendet

weiteres Bewegungssystem, das sich einer willentlichen Beeinflussung weitestgehend entzieht

handelt sich dabei um Bewegungen, die von den Blutgefäßen oder Magen und Darm ausgeführt werden

Muskelzellen sind glatt und man spricht von der glatten Muskulatur

verschiedene Kraftquellen müssen so in Raum und Zeit koordiniert werden, dass komplexe Bewegungen möglich werden

reibungslose, aufeinander abgestimmte Durchführung von Bewegungen

zahlreiche Körperbewegungen, die nicht der Lokomotion (Ortsveränderung) dienen wie bspw. das Sprechen oder das Schreiben

Einnahme einer stabilen Haltung wie Stehen oder den Kopf aufrecht halten, aber auch das Bewegen der Augen erfordert Kraft

Bei jeder normalen Bewegung ist eine Vielzahl von Muskeln beteiligt, deren Spannung und Kraft in einem zeitlich genau aufeinander abgestimmten Muster variieren muss

zeitliche Koordination von Anfang und Ende des Kontraktionsgrads verschiedener Muskelanteile ist Voraussetzung für jede komplexe Bewegung

Verantwortlich für die motorische Koordination ist das Kleinhirn

so aufgebaut, dass sie ihre Form ändern können

Möglich wird dies durch Aktin- und Myosinfilamente, die sich gegeneinander verschieben können und dabei die Kontraktion eines Muskels erzeugen oder diese lösen

Anhand ihrer Form und Anordnung unterscheidet man die gestreifte und die glatte Muskulatur

werden Kräfte über Sehnen auf unsere Knochen übertragen und damit Bewegung erzeugt

Häufig arbeiten Muskeln antagonistisch, d.h., ein Muskel bewegt einen Knochen in eine, sein Antagonist in die andere Richtung, z.B. Beuger und Strecker des Arms

Skelettmuskel besteht aus einer Reihe von auch mit dem bloßen Auge zu erkennenden Fleischfasern

Diese sind jeweils aus 0,1 bis 0,01 mm breiten Muskelzellen, den Muskelfasern, zusammengesetzt

Innere einer Muskelfaser der quergestreiften Muskulatur besteht größtenteils daraus, die sich wiederum aus Aktin- und Myosinfilamente zusammensetzen

Minimale Verschiebungen der Filamente gegeneinander haben beträchtliche Muskelverkürzungen zur Folge, wie sie bei Skelettmuskeln notwendig sind

Myofibrillen weisen eine charakteristische Bänderung auf, die im Mikroskop zu erkennen ist, und geben der quergestreiften Muskulatur ihren Namen

Die Muskelfasern der quergestreiften Muskulatur werden dadurch innerviert

Die α-Motoneurone sind Motoneurone, deren Axone die Vorderwurzel des Rückenmarks verlassen

Motoneuron kann nur eine, aber auch bis zu 1000 einzelne Muskelfasern versorgen

Synapse des Motoneurons auf der Muskelfaser ist die motorische Endplatte, Transmitter hier ist das Acetylcholin

Jede Muskelfaser wird nur von einem Motoneuron innerviert

Ist ein Motoneuron aktiv, aktiviert es alle Muskelfasern seiner motorischen Einheit, Abstufungen der Intensität werden über die Veränderung in der Zahl der aktiven Motoneurone und die Frequenz deren Entladungen abgebildet.

Gesamtheit aller von einem Motoneuron versorgten Muskelfasern bezeichnet

Je kleiner eine motorische Einheit ist, desto feinere Bewegungen werden damit möglich

z.B.  der Blutgefäße, des Darms oder der Gebärmutter verfügen über Aktin- und Myosinfilamente

einzelnen Muskelzellen kurz und spindelförmig

Im Gegensatz zur faserförmigen Bündelung in der gestreiften Muskulatur ist die Anordnung der Muskelzellen der glatten Muskulatur netzartig

Bei Aktivierrung ziehen sich die aktin- und myosinhaltigen Zellen so zusammen, dass die Muskelzelle insgesamt kontrahiert (und kugelförmiger wird)

Dieser Aufbau lässt weniger starke Muskelverkürzungen zu als bei den Skelettmuskeln; jedoch ist diese Art der Muskulatur mehr auf länger anhaltende Kontraktionen bei geringer Längenveränderung ausgelegt

können lange anhaltend kontrahieren, wodurch sie plastisch formbar werden

Verformungen können über längere Zeit aufrechterhalten bleiben und kehren unter Umständen nicht aktiv zu ihrer Ausgangsform zurück

Auch ohne exogene Reizung weisen glatte Muskelzellen einen eigenständigen Kontraktionsrhythmus auf (myogener Rhythmus oder Eigenrhythmik), d.h. dass viele glatte Muskelzellen spontan depolarisieren

Erregung nimmt von spontan depolarisierenden Schrittmacherzellen ihren Ausgang, um sich innerhalb eines Verbandes von Muskelzellen selbsttätig auszubreiten

Schrittmacherzellen besitzen spezielle Kalziumkanäle, die sich spontan in einem gewissen Rhythmus öffnen und Kalzium einströmen lassen

Bei einer passiven Dehnung des glatten Muskels kann es zu einer reflektorischen Tonuserhöhung kommen

Die glatte Muskulatur ist aber auch über vegetative Nerven aktivierbar (neurogener Tonus)

Elektrochemisch gesehen entsprechen sich die Kontraktionsvorgänge der quergestreiften und der glatten Muskulatur: Ein Ineinandergleiten der Aktin- und Myosinfilamente nach Kalziumeinstrom

Unterschiedlich ist der Aufbau des Muskelgewebes

Der Herzmuskel weist eine Mischung aus quergestreifter und glatter Muskulatur auf.

wichtige Voraussetzung für die Steuerbarkeit des Muskelsystems, also Informationen über den (Dehnungs-)Zustand der Skelettmuskeln und damit über die Haltung des Körpers

Sie werden über zwei Wege vermittelt, die Muskelspindeln und die Golgi-Sehnenorgane

informieren nicht nur über einen Zustand, sondern sie werden auch für die Planung der Bewegung und die Kontrolle der Bewegungsausführung verwendet

Afferenzen, die im Zuge der Bewegungsausführung entstehen – sog. Reafferenz – werden mit den Afferenzen verglichen, die der Bewegungsplanung zugrunde gelegt wurden

handelt es sich um spezielle Muskelfasern, die zwischen den Muskelfasern der gestreiften Muskulatur liegen

reagieren sensibel auf Dehnungen des Muskels und können über die γ-Motoneurone in ihrer Empfindlichkeit gesteuert werden

liegen am Übergang vom Muskel zur Sehne und übermitteln Informationen zum Spannungszustand des Muskels

Funktionsprinzip der Bewegungsablaufkontrolle

Die Bewegungsplanung, die geplanten Efferenzen, und die tatsächliche Bewegungsausführung werden verglichen, da die Ausführung zurückgemeldet (feedback) und mit dem Bewegungsplan (Efferenzkopie) verglichen wird

Differenzen können so erkannt und korrigiert werden oder es kann, falls die Ausführung durch externe Ursachen beeinträchtigt wird, die Planung angepasst werden

einfache Art der motorischen Steuerung auf spinaler Ebene

Dabei wird auf eine bestimmte Reizung hin eine immer gleiche, motorische Antwort gegeben, ohne dass übergeordnete Hirnstrukturen eingebunden werden

Reflex, bei dem das Organ der Reizentstehung auch das Organ der reflektorischen Aktivität ist

Patellarsehnenreflex: Bei Aktivierung der Muskelspindel eines Muskels, z.B. durch Schlag mit dem Reflexhammer auf die Patellarsehne, aktiviert eine Ia-Afferenz über eine direkte synaptische Verschaltung das α-Motoneuron desselben Muskels, der daraufhin kontrahiert

Reiz- und Effektororgan sind nicht identisch, es sind mehrere Neuronen an der Entstehung beteiligt, die sowohl erregende als auch hemmende Impulse weitergeben können

spezifische Prinzipien der Rückenmarksschaltkreise in Bezug auf Motoneuronen

z.B.  bei Fremdreflexen, aber auch bei bewussten Bewegungen werden  dadurch antagonistisch arbeitende Muskeln gesteuert

Bei der Erregung eines Muskels, z.B.  des Muskels, der die Beugung des Beines vollzieht, wird über eine spinale Verschaltung durch ein Interneuron der antagonistisch arbeitende Muskel, in unserem Beispiel der Strecker, gehemmt

Diese Hemmung ist notwendig, damit die Bewegung vollzogen und nicht durch die Antagonistenaktivität verhindert wird

Reziprok bedeutet demnach, dass Synergist und Antagonist bei Bewegungen immer wechselseitig aufeinander bezogen arbeiten

Damit ein Muskel kontrahieren kann, muss sein Gegenspieler gehemmt werden

Hemmende Interneurone wirken in einem Rückkopplungsschaltkreis auf das aktive Motoneuron selber oder auf andere agonistische Motoneuronen hemmend ein

Jedes motorische Axon verzweigt sich kurz vor Verlassen des Rückenmarks in feine Äste (Kollateralen), welche Synapsen mit kleinen inhibitorischen Interneuronen bilden

Diese Interneurone hemmen genau die Motoneurone, von denen sie ihren Input erhalten

Damit wird die Aktivität des Muskels reduziert

Interneurone können weiterhin die Aktivität eines Antagonisten bewirken (über die Hemmung hemmender Interneurone)

Dieser zunächst paradox erscheinende Mechanismus hat seinen Sinn bei der Aufrechterhaltung bestimmter Körperhaltungen, z.B. dem aufrechten Stehen, wo ein ständiger Abgleich antagonistisch arbeitender Muskeln notwendig ist, um Ausgleichsbewegungen, die sich als Zittern bemerkbar machen würden, und damit einen unnötigen Energieverbrauch zu verhindern

Unter der Bezeichnung Motorkortex werden einige Strukturen zusammengefasst, die maßgeblich an der Steuerung einer Bewegung beteiligt sind: der primäre motorische Kortex, der supplementär-motorische Kortex sowie der prämotorische Kortex

Sie sind miteinander und über Fasern auch mit der jeweils gegenüberliegenden Hemisphäre des Gehirns verknüpft

Sie arbeiten parallel und abgestuft

Bereits vor Ausführung einer Bewegung kann in einer Planungsphase eine Aktivierung der motorischen Kortexareale gemessen werden, das sogenannte Bereitschaftspotential

Auch bei der Vorstellung von Bewegungen, der Imagination, zeigt sich in diesen Kortexarealen eine Aktivität

Diese findet sich aber auch dann, wenn Affen bewegungslos bestimmte Bewegungen anderer Artgenossen beobachten, die denen der eigenen Bewegungsausführung ähnlich sind

Informationen erhalten motorischen Rindenareale aus dem sensorischen Kortex; thalamokortikale Projektionen liefern außerdem Informationen aus dem Kleinhirn, den Basalganglien sowie der Körperperipherie

Efferenzen gehen zu den subkortikalen Kernen, dem Rückenmark oder in kortikospinalen Bahnen (Tractus corticospinalis) zu den spinalen Motoneuronen

feuern sowohl, wenn ein Individuum eine motorische Handlung selbst ausführt als auch diese nur beobachtet

Aufgrund dieser Eigenschaften wurden diese Neurone als essentiell für Beobachtungslernen, für das Verstehen von Gesten und schließlich sogar als neuronale Korrelate des Mitfühlens und des „Sich-in-jemanden-anderen-hineinversetzen-Könnens“ (Empathie) vorgeschlagen

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

Willkürlich initiierte Bewegungssequenzen und deren Erinnerung werden vorbereitet

Auch beidhändige Bewegungen werden hier koordiniert

supplementär-motorische Kortex ist für beide Körperhälften zuständig (im Gegensatz zu den anderen Strukturen, die sich jeweils auf eine Körperhälfte beziehen)

(letzterer wird nicht zu motorischen Hirngebieten gezählt)

spielen Rolle in der Startphase einer Bewegung und bei Bewegungen, die durch sensorische Informationen gesteuert werden

Mit großer Wahrscheinlichkeit wird in diesem Bereich auch das Wissen über Objekte mit Bewegungsplänen integriert

erhält Afferenzen aus dem Rückenmark und kann ausgehende Motorikbefehle mit den Konsequenzen, also dem Erfolg der Bewegung abgleichen

Efferenzen des Kleinhirns gehen zu Kerngebieten (Vestibularkerne, Nucleus ruber, Thalamuskerne) und tragen zur Feinabstimmung von Bewegungen bei, erhöhen die Stabilität beim Gehen und Stehen und modulieren Muskeltonus und Bewegungsabläufe

wichtige Rolle übernimmt das Kleinhirn beim Erlernen reflexhaft ablaufender Reaktionen sowie bei der Zeitabstimmung

Letzteres ist notwendig, um Rhythmen zu erkennen und nachzuvollziehen oder auch, um akustische Reize anhand des Zeitunterschieds beim Auftreffen in den beiden Ohren lokalisieren zu können

empfängt Afferenzen aus dem Kleinhirn, wirkt über den Tractus rubrospinalis auf die motorischen Neurone des Rückenmarks ein

Aufgabe, über die Aktivierung der Beugemuskeln und die Hemmung der Strecker Zielbewegungen der Extremitäten fein, ohne Zittern (Tremor), abzustimmen

steuern aufrechte Körperhaltung

erhalten durch den 8. Hirnnerv (Nervus vestibularis) Informationen aus dem Gleichgewichtsorgan und geben diese in das Rückenmark, an die Augenmuskeln sowie zu Thalamus und Kleinhirn weiter

In ihnen werden Muskelreflexe generiert, mit denen der Körper in einer gewünschten ruhigen Körperhaltung gehalten wird (Stehreflexe), mit denen der Körper aus einer ungewöhnlichen Lage in eine normale Körperstellung gebracht wird (Stellreflexe), und solche, die bei Bewegungen für die Erhaltung des Gleichgewichts in Form von Ausgleichsbewegungen sorgen (statokinetische Reflexe)

Reihe von Kerngebieten

erhalten unter anderem Afferenzen vom Kortex und geben Informationen über den Thalamus an diesen zurück

Funktion dieser, hier sehr vereinfacht beschriebenen Feed-Back-Schleife ist die Abstimmung von einzelnen Befehlen zur Bewegungsausführung mit dem Gesamtsystem

Daher wird hier auch die Verbindung von (motorischem) Verhalten mit emotionalen und motivationalen Kontexten angenommen

sind z.B. Bewegungen, die mit Annäherung (im Extrem Aggression, Angriff) oder Vermeidung (im Extrem Flucht) zu tun haben

Hinsichtlich ihrer Plus- und Minus-Charakteristik sind dies Bewegungsarten, die sich unter den Oberbegriff „Trieb“ subsumieren lassen

werden Informationen aus Muskeln und Gelenken, dem Gleichgewichtsorgan sowie den Augen integriert

Absteigende Bahnen (= retikulospinale Bahnen) erreichen die Motoneurone der Rumpfmuskulatur

Über diese Struktur wird die Haltung des Körpers vor allem über Ausgleichsbewegungen und Muskelregulationen des gesamten Körpers reguliert

Bahnen (Trakte), die dafür zuständig sind, Informationen aus dem Gehirn in das Rückenmark weiterzuleiten, von wo aus die Effektororgane angesteuert werden

zieht paarig von der Hirnrinde zum Rückenmark

Ihre Nervenfasern sind sehr lang und können vom Kortex bis zu den spinalen Motoneuronen reichen, die sie, meist über Interneurone, aktivieren

Während ihres Verlaufs durch die Medulla oblongata bildet die Bahn eine pyramidenförmige Wölbung aus

Unterhalb dieser Pyramide kreuzen ungefähr 80% ihrer Fasern auf die jeweils gegenüberliegende Seite und ziehen dann im Seitenstrang des Rückenmarks nach unten

ungekreuzten Fasern laufen auf der Vorderseite des Rückenmarks nach unten

Pyramidenbahn aktiviert die Muskeln der Unterarme und Hände sowie der Unterschenkel und Füße (distale Extremitäten)

Neben der Pyramidenbahn gibt es weitere deszendierende Bahnen aus dem Hirn ins Rückenmark und dort auf Motoneurone

aus dem Nukleus ruber

aktiviert distale Flexoren

für Aufrechthaltung des Gleichgewichts zuständig, gemeinsam mit dem retikulospinalen und tektospinalen Trakt versorgt er die Muskeln des Rumpfs und der proximalen (also nahe am Rumpf gelegenen) Muskeln

Aufgrund ihrer Anordnung im Rückenmark werden bisweilen die im Seitenstrang des Rückenmarks verlaufenden Fasern der Pyramidenbahn sowie der rubrospinale Trakt zum lateralen Bahnsystem und der vestibulospinale, der retikulospinale sowie der tektospinale Trakt zum medialen Bahnsystem zusammengefasst