Der Artikel befasst sich mit der Einteilung des Rückenmarks und der Anatomie des Lemniscus medialis, wobei die Entwicklung des Zentralnervensystems (ZNS), des Neurocraniums und des Viscerocraniums, des Pons und der Medulla oblongata berücksichtigt werden.
Entwicklung des Zentralnervensystems
Die Entwicklung des ZNS, des Neurocraniums und des Viscerocraniums findet nahe dem Clivus des Os occipitale statt. Für die Entwicklung des Gehirns sind mehrere komplexe Entwicklungsschritte notwendig. Während der Gastrulation und Neurulation wird das Neuralrohr gebildet, von dem Neuralleistenzellen auswandern.
Der Hirnstamm: Eine Übersicht
Der Hirnstamm besteht aus der Medulla oblongata, dem Pons und dem Mesencephalon. Er befindet sich zwischen der Medulla spinalis und dem Diencephalon und liegt vor dem Cerebellum. Kranial grenzt er an den Hypothalamus, lateral an den Temporallappen. Der vierte Ventrikel befindet sich posterior zum Hirnstamm, zwischen ihm und dem Cerebellum.
Der Hirnstamm enthält viele Nerven, Bahnen, Reflexzentren und Kerne und dient als wichtige Zwischenstation für sensorische, motorische und autonome Informationen. Die Hirnnerven (mit Ausnahme von I und II) haben ihren Ursprung im Hirnstamm. Der Hirnstamm spielt auch eine entscheidende Rolle bei der Kontrolle der Herz-Kreislauf- und Atemfunktion, des Bewusstseins und des Schlaf-Wach-Rhythmus.
Die Lage des Hirnstamms ist in aufsteigender Reihenfolge von der Medulla an der Basis bis zum Pons in der Mitte, die mit dem Mesencephalon am rostralsten Teil des Hirnstamms endet.
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Hirnnerven im Hirnstamm
Mehrere Hirnnerven haben ihren Ursprung im Hirnstamm und erfüllen spezifische Funktionen. Die Hirnnerven übertragen sensorische, motorische und autonome Informationen zu und von den intrakraniellen und perikraniellen Strukturen und verbinden diese mit dem Rest des Körpers.
Die Ursprungskerne der Hirnnerven sind in Zellsäulen (Kolumnen) angeordnet. Ihre Zahl ist allerdings auf 6 angewachsen. Die Neurone einer bestimmten funktionellen Komponente liegen jeweils an derselben Stelle und bilden somit eine Säule in rostro-kaudaler Ausdehnung des Hirnstamms.
Die Hirnnerven unterscheiden sich in ihrer Faserqualität:
- Ncl. originis n. oculomotorii: Motorisch
- Ncl. salivatorius superior: Viszeromotorisch
- Ncl. n. facialis: Motorisch
- Ncl. n. glossopharyngeus: Sensorisch
- Ncl. dorsalis n. vagi: Viszeromotorisch
- Ncl. n. hypoglossi: Motorisch
Blutversorgung des Hirnstamms
Die Blutversorgung des Hirnstamms erfolgt durch verschiedene Arterien:
- Medulla oblongata: A. spinalis anterior, A. vertebralis und A. cerebellaris posterior inferior (PICA)
- Pons: Äste der A. basilaris und A. cerebellaris superior
- Mesencephalon: Äste der A. cerebri posterior (A. collicularis, Aa. thalamoperforans anterior und A. chorioidea posterior)
Detaillierte Betrachtung der Hirnstammstrukturen
Mesencephalon
Leitstrukturen des Mesencephalons sind die Colliculi superiores, der Ncl. ruber, die Crura cerebri, die Substantia nigra, der N. oculomotorius und sein Kern sowie der Aquaeductus mesencephali.
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Arterielle Versorgung des Mesencephalons:
- A. collicularis (rot)
- Aa. thalamoperforans anterior (grün)
- A. chorioidea posterior (blau)
Alle diese Gefäße sind Äste der A. cerebri posterior aus der A. basilaris.
Pons
Vier Hirnnerven entspringen dem Pons: V, VI, VII und VIII. Alle diese stammen aus dem Tegmentum pontis.
Arterielle Versorgung der Pons:
- Kurze Äste der Arteria basilaris (rot)
- Lange periphere Äste der A. basilaris sowie Äste der A. cerebellaris superior (blau)
- Paramediane Äste der A. basilaris (grün)
Dorsal des Pons befindet sich der 4. Ventrikel. Wichtige Kerne im Pons sind:
- Motorischer Kern (Ncl. n. trigemini)
- Sensorische Kerne (Ncl. n. trigemini)
Medulla Oblongata
In der Medulla oblongata befinden sich die Ursprünge der Hirnnerven IX (N. glossopharyngeus), X (N. vagus), XI (N. accessorius) und XII (N. hypoglossus).
Arterielle Versorgung der Medulla oblongata:
- A. spinalis anterior (medial, rot)
- Aa. vertebrales (blau)
- A. cerebellaris posterior inferior (PICA) (lateral, grün)
Das lemniskale System (Hinterstrangbahn)
Das lemniskale System (Schleifenbahnsystem, Hinterstrangbahn) ist eine funktionelle Untereinheit der Leitungsbahnen für die sensible Wahrnehmung bei Säugetieren. Es vermittelt Kraftsinn, Lagesinn und Bewegungssinn.
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Die Nervenzellkörper (Perikaryen) der sensiblen Neurone liegen in den Spinalganglien. Ihre Axone verlaufen im Hinterstrang (Funiculus posterior) des Rückenmarks. Es gibt zwei Bahnsysteme:
- Fasciculus cuneatus (Burdach): Für die obere Körperhälfte
- Fasciculus gracilis (Goll): Für die untere Körperhälfte
Diese beiden Bahnsysteme enden in jeweils einem Kerngebiet, Nucleus gracilis und Nucleus cuneatus, in der Medulla oblongata kaudal der Rautengrube (Fossa rhomboidea). Hier erfolgt die Umschaltung auf ein zweites Neuron.
Projektionsorte des lemniskalen Systems
- 1. Neuron: Spinalganglion (Fasciculus gracilis und cuneatus)
- 2. Neuron: Ncl. gracilis und Ncl. cuneatus (Medulla oblongata)
- 3. Neuron: Ncl. ventralis posterolateralis thalami
Im Thalamus erfolgt die Umschaltung auf ein drittes Neuron. Diese Drittneurone projizieren zum sensiblen Gebiet der Großhirnrinde im Parietallappen. Durch die Kreuzung der Zweitneurone wird in der jeweiligen Hälfte der Großhirnrinde die Information der gegenüberliegenden Körperseite abgebildet.
Klinische Bedeutung
Durch den gestörten Lage- und Bewegungssinn kann es zu Störungen in den Bewegungsabläufen (spinale Ataxie) kommen.
Tabellarische Übersicht der Projektionsorte
| Bahnsystem | 1. Neuron | 2. Neuron | 3. Neuron |
|---|---|---|---|
| Fasciculus cuneatus (Burdach) | Spinalganglion | Ncl. cuneatus (Medulla oblongata) | Ncl. ventralis posterolateralis thalami |
| Fasciculus gracilis (Goll) | Spinalganglion | Ncl. gracilis (Medulla oblongata) | Ncl. ventralis posterolateralis thalami |
| Trigeminoafferentes System(Ausnahme für den Ncl. mesencephalicus n. trigemini) | Propriozeption | Kontralateraler Ncl. ventralis posteromedialis | Primärer somatosensorischer Kortex, Cerebellum Mesencephalon |
| Lemniscus medialis (2. Neuron) | Feine Mechanosensorik(„epikritische Sensibilität“) | Ipsilateraler Ncl. principalis n. trigemini (Pons) | Kontralateraler Ncl. ventralis posteromedialis Primärer somatosensorischer Kortex Pons |
| Lemniscus medialis (2. Neuron) | Protopathische Sensibilität | Ipsilateraler Ncl. spinalis n. trigemini |
Weitere sensible Bahnen
Neben dem lemniskalen System gibt es noch weitere sensible Bahnen, die Informationen zum Gehirn leiten:
- Anterolaterales System: Tractus spinothalamicus anterior und lateralis (Schmerz, Temperatur, grobe Berührung)
- Kleinhirnbahnen: Tractus cuneocerebellaris, spinocerebellaris posterior und anterior (Propriozeption)
Motorische Bahnen
Die wichtigsten motorischen Bahnen sind:
- Pyramidenbahn: Tractus corticonuclearis und corticospinalis (Willkürmotorik)
- Extrapyramidalmotorisches System: Tractus vestibulospinalis, reticulospinalis und rubrospinalis (Haltung, Gleichgewicht, unwillkürliche Bewegungen)
Funktionelle Anatomie des Hirnstamms
Die anatomische Organisation des Hirnstamms ähnelt in vieler Hinsicht der des Rückenmarks: Auch hier entstehen die sensiblen koordinierenden Kerne aus der Flügelplatte, während die motorischen Kerne Abkömmlinge der Grundplatte sind. Beide Teile sind durch einen Sulcus limitans getrennt.
Spezielle Komponenten der Hirnnerven
Im Hirnstamm müssen sowohl afferente wie efferente Nerven weiter unterteilt werden, weil Strukturen innerviert werden, die es auf der Rückenmarksebene nicht gibt:
- Abkömmlinge des Kiemendarms (Muskeln, die sich nicht wie im Rückenmark aus den Myotomen ableiten, sondern aus den Eingeweiden).
- Sinnesorgane (Innenohr und Geschmacksorgan).
Da diese Komponenten im Rückenmark nicht auftreten, werden sie als speziell für den Hirnstamm bezeichnet, um die Besonderheit gegenüber dem generellen Bauplan zu betonen.
Klinische Bezüge
Chiari-Malformationen
Chiari-Malformationen sind strukturelle Defekte des Gehirns und des Rückenmarks.
Hydrozephalus
Hydrozephalus ist eine Störung des Liquor-Gleichgewichts, die zu einer Zunahme des Flüssigkeitsvolumens in der Schädelhöhle führt. Bei Morbus Alzheimer sind der entorhinale Kortex und der Hippocampus, bei der Wernicke-Enzephalopathie die Corpora mamillaria betroffen. Der Ncl. basalis (Meynert) ist bei neurodegenerativen Erkrankungen häufig mitbetroffen.
Morbus Parkinson
Morbus Parkinson ist eine neurodegenerative Erkrankung, die durch den Verlust dopaminerger Neurone in der Substantia nigra verursacht wird.
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