Einführung
Das menschliche Nervensystem ist ein komplexes Netzwerk, das willkürliche Bewegungen, Muskeltonus, Körperhaltung und Gleichgewicht steuert. Zwei wichtige Komponenten dieses Systems sind das extrapyramidale System und das Kleinhirn. Während die Pyramidenbahn primär für die willkürliche Bewegungskontrolle zuständig ist, spielen das extrapyramidale System und das Kleinhirn eine entscheidende Rolle bei der Feinabstimmung, Koordination und Aufrechterhaltung des Gleichgewichts. Dieser Artikel beleuchtet die Funktionen dieser Systeme, ihr Zusammenspiel und therapeutische Ansätze zur Beeinflussung ihrer Aktivität.
Das Extrapyramidale System
Definition und Bestandteile
Als extrapyramidales System wird eine Reihe von Strukturen des Gehirns bezeichnet, die maßgeblich an der Beeinflussung der Motorik beteiligt sind, jedoch nicht zur Pyramidenbahn gehören. Es ist ein Teil des zentralen Nervensystems, das die unwillkürlichen Muskelbewegungen (z.B. gefühlsbetonte Gestik), aber auch die willkürliche Motorik in gewissem Maße steuert. Das extrapyramidale System besteht aus multisynaptischen Neuronenketten und umfasst verschiedene Kerngebiete unterhalb der Großhirnrinde und im Hirnstamm, insbesondere die Basalganglien.
Funktionen des Extrapyramidalen Systems
Das extrapyramidale System erfüllt mehrere wichtige Funktionen:
- Muskeltonus: Es sorgt für die Muskelgrundspannung (Muskeltonus).
- Körperhaltung: Es korrigiert die Körperhaltung.
- Bewegungskoordination: Es stimmt einzelne Bewegungen harmonisch aufeinander ab und sorgt dafür, dass der Körper auch bei komplexen Bewegungen das Gleichgewicht halten kann.
- Unbewusste Bewegungsabläufe: Es ist an der Steuerung eher unbewusst ausgeführter Bewegungsabläufe beteiligt, wie beispielsweise das Armpendeln beim Gehen und viele andere, lange eingeübte und mechanisch ablaufende Bewegungen.
Verbindungen und Arbeitsweise
Die Ursprungsorte dieser Nervenbahnen, die neben der Pyramidenbahn die Motorik beeinflussen, liegen insbesondere in den Nervenzellkernen tief in der weißen Substanz des Großhirns (Basalganglien). Das extrapyramidale System ist über viele Zwischenstationen, d.h. Neuronen in verschiedenen Kernen des Gehirns, wie Striatum, Thalamus und Substantia nigra, mit dem motorischen Kortex verbunden. Es arbeitet parallelgeschaltet zu den Programmen aus dem Kortex und korrigiert die motorischen Stammhirnkerne bzw. Zentren.
Die Rolle des Hirnstamms
Der Hirnstamm nimmt eine zentrale Rolle im Nervensystem ein, indem er als Bindeglied zwischen Gehirn und Rückenmark fungiert. Er ist verantwortlich für die Übertragung von sensorischen und motorischen Informationen zwischen Körper und Gehirn. Der Hirnstamm spielt auch eine wichtige Rolle bei der Modulation von Schmerzen und der Steuerung von reflexiver Bewegungssteuerung, Haltung und Balance.
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Das Kleinhirn (Cerebellum)
Funktion des Kleinhirns
Das Kleinhirn sichert die Akkuratheit und die Koordination der Bewegung und kann diese, wenn nötig, nachkorrigieren. Dies ist dadurch möglich, dass das Kleinhirn an den kontralateralen Kortex Feedbackschleifen sendet, sodass der Kortex zu jedem Zeitpunkt der Bewegung intervenieren kann.
Zusammenspiel mit dem Kortex und Hirnstamm
Bei der willentlichen Bewegungsausführung sendet der Kortex einen Bewegungsplan an die Zielmuskeln. Die Bewegung führt zur Aktivierung sensorischer Rezeptoren innerhalb der Körperstrukturen (Propriozeption), die ihre Informationen an das ipsilaterale Kleinhirn senden, um die Bewegung auf ihre Effizienz und ihren Ausgangsplan zu überprüfen. Gleichzeitig sendet der Kortex die sensorische Ausgangslage an den darunterliegenden Hirnstamm, der die Körperseite gegensreguliert.
Willentliche und Reflexive Bewegungskontrolle
Unterschiedliche Ansteuerungsmechanismen
Wenn es um die Ansteuerung von Bewegung geht, müssen zwei unterschiedliche Ansteuerungsmechanismen unterschieden werden: Die willentliche und die reflexive Bewegungskontrolle. Beide werden durch verschiedene „Schaltkreise“ im Nervensystem durchgeführt.
Pyramidenbahn und Extrapyramidales System
Die willentliche Bewegungskontrolle erfolgt über die Pyramidenbahn, während die reflexive Bewegungssteuerung über das extrapyramidale System gesteuert wird. Nur durch eine gezielte Absprache beider Ansteuerungsprozesse ist es uns möglich, effiziente Bewegungen auszuführen.
Planung und Ausführung von Bewegungen
Jede Bewegung muss zunächst durch eine Bewegungsidee geplant werden. Will beispielsweise ein Fußballspieler einen Freistoß mit dem rechten Bein schießen, wird diese Bewegungsplanung im linken Kortex vorgenommen. Der linke Kortex sendet anschließend diesen Bewegungsplan an die Zielmuskeln, um die Bewegung auszuführen.
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Therapeutische Ansätze zur Aktivierung des Hirnstamms und des Extrapyramidalen Systems
Bedeutung der Hirnstammaktivierung bei Schmerzen
Da der Hirnstamm eine zentrale Rolle bei der Modulation von Schmerzen spielt, sollte dieser bei bestimmten Erscheinungen von Schmerzäußerungen aktiviert werden. Die große Problematik bei Schmerzinterventionen bezieht sich darauf, dass die meisten Therapien auf die schmerzbetroffene Struktur abzielen. Zunächst muss klargestellt werden, dass der Hirnstamm immer aktiv ist und bei allen Prozessen beteiligt ist.
Aktivierung durch Bewegungsmuster
Dennoch ist es möglich, das Aktivierungsniveau gezielt durch ausgewählte Übungen zu erhöhen. Auf der Grundlage der vorgestellten Bewegungssteuerung ist es demnach möglich, den linken Hirnstamm durch Bewegungsmuster der rechten Körperseite zu aktivieren. Dafür eignen sich vor allem komplexe Mobilisationsübungen aller Gelenke der rechten Körperseite, vor allem die der Extremitäten (Schulter, Ellbogen, Hand- und Fußgelenke, sowie Finger und Zehen). Dabei sollte zunächst darauf geachtet werden, dass die Bewegungsausführung möglichst groß, kontrolliert und langsam ausgeführt wird.
Training der nicht betroffenen Seite
Für ein eventuelles Schmerzmuster, dass durch den Hirnstamm ausgelöst wird, bedeutet dies, dass es sehr hilfreich sein kann, die nicht betroffene Seite zu trainieren. So können ebenfalls komplexe Bewegungsmuster als auch sensorische Stimuli auf der nicht betroffenen Seite ausgeführt und gesetzt werden, um eine Schmerzregulation zu erreichen.
Die Rolle der Hirnnerven
Anhand der anatomischen Struktur des Hirnstamms lässt sich erahnen, dass die Hirnnerven für die Aktivierung des Hirnstamms von zentraler Bedeutung sind. Der Mensch hat 12 Hirnnervenpaare, 10 von diesen ziehen direkt in den Hirnstamm. Diese steuern unterschiedlichste Funktionen der Augen, des Gleichgewichts, des Kopfes, etc.
Aktivierung durch Augenbewegungen
Betrachtet man die Funktionen fällt auf, dass allein drei (HN 3,4 & 6) von den zwölf Hirnnervenpaaren nur der Augenmotorik gewidmet sind. Will man eine Aktivierung des Hirnstamms erreichen, kann dies besonders gut über die Einbindung von Augenbewegungen erfolgen.
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Beispielübung bei Nackenverspannungen
Viele Personen leiden unter Verspannungen und Schmerzen im Nackenbereich. Eine Übung zur Aktivierung des Hirnstamms über die Augenbewegungen kann hier hilfreich sein. Teste deine Schmerzsituation erneut und beobachte, ob sich die Situation verbessert oder verschlechtert hat. Vielen Leuten hilft eine solche Übung. Jedoch kann eine solche Intervention nicht pauschalisiert werden.
Weitere Übungen
- Sprunggelenksmobilisation für das äußere Sprunggelenk.
Die Pyramidenbahn im Überblick
Funktion der Pyramidenbahn
Über diese Nervenbahnen kontrolliert die Großhirnrinde alle unter ihr befindlichen (motorischen) Zentren, die für willkürliche Muskelbewegungen zuständig sind. Die Nervenfasern der Pyramidenbahn entspringen in einem Großhirnrindengebiet des Vorderlappens und in Rindenfeldern des Scheitellappens. Impulse der Pyramidenbahn aktivieren alle Nervenzellen, die Beugemuskeln versorgen und hemmen alle Nervenzellen, die Streckmuskeln versorgen.
Verbindung zum Rückenmark
Bei den absteigenden Rückenmarksbahnen handelt es sich um Trakte, die motorische Befehle aus dem Gehirn zur Körpermuskulatur leiten. Eine Instanz, von der Befehle in die Peripherie gelangen, ist die Großhirnrinde. Von ihr geht die größte motorische Bahn aus - die Pyramidenbahn. Andere Instanzen sind Kerne im Hirnstamm, die ihrerseits etliche Informationen z.B. über viele Zwischenstationen, d.h. Neuronen in verschiedenen Kernen des Gehirns, erhalten. Die Axone der Pyramidenbahn enden z.T. entsprechenden Muskelfasern verbunden sind.
Weitere Nachrichtensysteme des Nervensystems
Weitere Nachrichtensysteme des Nervensystems bestehen aus den Nervenfaserbahnen, die für die Weiterleitung und Verarbeitung von Gefühlsempfindungen (Sensibilität) verantwortlich sind, wie Berührung, Vibration, Stellung der Gelenke sowie Schmerz und Temperatur.
Geschmackserlebnisse
Die verschiedenen Geschmackserlebnisse werden von Zellgruppen auf der Zunge wahrgenommen, die Geschmacksknospen oder auch Chemorezeptoren genannt werden. Diese nehmen in unterschiedlicher Weise die Geschmacksqualitäten "süß", "sauer", "bitter" und "salzig" wahr, welche sie dann über kleine Nervenfasern in drei verschiedenen Hirnnerven (dem V., X. und XI.) ins Rückenmark geleitet werden.
Geruchserlebnisse
Geruchserlebnisse werden über Riechzellen (Riechepithel) wahrgenommen. Darunter versteht man Sinneszellgruppen in der Schleimhaut der oberen Nasenmuschel und der Nasenscheidewand. Die Zellen haben jeweils einen kleinen Stiel (Riechkegel) mit einem dünnen Fortsatz, der mit den Fortsätzen anderer Riechzellen beidseits zum II. Hirnnerv ziehen.
Das Limbische System
Das limbische System wird auch als "emotionales" Gehirn bezeichnet, weil es an vielen emotionalen und auch triebhaften Hirnleistungen (unter anderem Angst, Freude, Wut) beteiligt ist. Zum limbischen System gehören beispielsweise eine spezielle bogenförmige Hirnwindung, der Gyrus cinguli, die Hippocampusformation im Großhirn und die daneben liegende Windung (Gyrus parahippocampalis) sowie andere Nervenzellkerngebiete im Großhirn und im Zwischenhirn. Außerdem bestehen div. System. Rückenmark. Es besteht aus ca. Unterbrechung bis ins Rückenmark verlaufen und z.T. Wirbelsäule abwärts laufen.
Nomenklatur der Rückenmarksbahnen
Die Namensgebung der Trakte folgt einem einfachen Prinzip: Der erste Teil der Bezeichnung richtet sich nach dem Ursprung des Traktes, der zweite nach dem Zielgebiet (Bsp.: Tractus rubrospinalis = vom Ncl. ruber zum Rückenmark).
Fazit
Das extrapyramidale System und das Kleinhirn sind essenzielle Bestandteile des motorischen Systems, die eine entscheidende Rolle bei der Steuerung von Muskeltonus, Körperhaltung, Bewegungskoordination und Gleichgewicht spielen. Durch das Verständnis ihrer Funktionen und ihres Zusammenspiels können gezielte therapeutische Ansätze entwickelt werden, um ihre Aktivität zu beeinflussen und motorische Funktionen zu verbessern. Die Aktivierung des Hirnstamms über Bewegungsmuster und Hirnnervenstimulation, insbesondere durch Augenbewegungen, stellt einen vielversprechenden Ansatz zur Schmerzregulation und Verbesserung der motorischen Kontrolle dar.
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