Einführung
Der motorische Cortex, oft auch als Motorcortex bezeichnet, ist eine essenzielle Struktur des menschlichen Gehirns. Er ist zuständig für die Planung, Steuerung und Ausführung willkürlicher Bewegungen. Als Teil des Frontallappens umfasst der motorische Cortex verschiedene spezialisierte Bereiche, die eng miteinander zusammenarbeiten. Dazu gehören der primär motorische Cortex (M1), der prämotorische Cortex und das supplementär-motorische Areal (SMA).
Definition und Lage des motorischen Cortex
Als motorischen Cortex, abgeleitet vom lateinischen Wort "Cortex" für Rinde, bezeichnet man die Regionen der Großhirnrinde, die primär für die Planung, Kontrolle und Ausführung willkürlicher Bewegungen verantwortlich sind. Er ist Teil des Frontallappens und besteht funktionell aus mehreren Bereichen. Hierzu werden der primäre motorische Cortex (Brodmann-Areal 4), der prämotorische Cortex und das supplementär-motorische Areal (SMA) abgegrenzt. Der Motorcortex befindet sich im Frontallappen und liegt direkt vor dem Sulcus centralis.
Der primär motorische Cortex (M1) im Detail
Der primär motorische Cortex (M1), der etwa mit dem Brodmann Areal 4 gleichzusetzen ist, befindet sich im Gyrus precentralis.
Somatotopische Gliederung und der motorische Homunkulus
Der primäre motorische Cortex ist somatotopisch gegliedert, was durch den motorischen Homunkulus dargestellt wird. Der Homunkulus veranschaulicht modellhaft die somatotopische Gliederung motorischer Efferenzen sowie sensorischer Afferenzen in den jeweiligen Kortexarealen. Hier sind Hände und Gesicht, welche präzise Bewegungen ausführen, überproportional dargestellt. Dies bedeutet, dass Körperteile, die eine feinmotorische Kontrolle erfordern, wie z.B. Hände und Gesicht, im motorischen Cortex größere Areale einnehmen, während weniger präzise kontrollierte Bereiche kleinere Repräsentationen haben.
Funktion des primär motorischen Cortex
Der primär motorische Cortex ist direkt für die Steuerung willkürlicher Bewegungen verantwortlich. Jede Region des primär motorischen Cortex ist mit spezifischen Körperteilen verbunden. Die Stimulation des primären motorischen Cortex führt zur Kontraktion von Muskelgruppen auf der gegenüberliegenden Körperseite.
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Weitere Bereiche des motorischen Cortex
Der prämotorische Cortex
Der prämotorische Cortex liegt vor dem primär motorischen Cortex und nimmt das Brodmann-Areal 6 ein. Er plant Bewegungen und integriert sensorische Informationen, um diese an Bewegungsmuster anzupassen.
Das supplementär-motorische Areal (SMA)
Das supplementär-motorische Areal (SMA) ist ein weiterer wichtiger Bestandteil des motorischen Cortex, der eine Rolle bei der Planung komplexer Bewegungssequenzen spielt.
Histologischer Aufbau des motorischen Cortex
Die motorische Rinde weist den charakteristischen sechsschichtigen Aufbau des Isocortex auf.
Klinische Bedeutung: Auswirkungen von Läsionen des motorischen Cortex
Störungen der motorischen Rinde können nennenswerte Auswirkungen auf die Bewegungsfähigkeit haben und verschiedene neurologische Krankheitsbilder verursachen. Bei Läsionen im M1, wie bei einem Schlaganfall, kann es zu kontralateraler Hemiparese kommen oder auch zur Hemiplegie, welche die Halbseitenlähmung beschreiben.
Untersuchung des motorischen Cortex
Durch bildgebende Verfahren wie der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT) kann die Aktivität des motorischen Cortex untersucht werden.
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Zusammenfassung
Der primär motorische Cortex (M1) ist eine zentrale Struktur im Gehirn, die eine entscheidende Rolle bei der Steuerung willkürlicher Bewegungen spielt. Seine somatotopische Organisation, die durch den motorischen Homunkulus veranschaulicht wird, ermöglicht eine präzise Kontrolle verschiedener Körperteile. Läsionen des M1 können zu erheblichen motorischen Defiziten führen, was die Bedeutung dieser Hirnregion für die normale Bewegungsfunktion unterstreicht. Die Erforschung des motorischen Cortex mithilfe moderner bildgebender Verfahren trägt kontinuierlich zu einem besseren Verständnis seiner komplexen Funktionen bei.
Weitere Aspekte der Großhirnrinde
Zerebraler Kortex (Großhirnrinde)
Der zerebrale Kortex (Großhirnrinde) ist der größte und am weitesten entwickelte Teil des menschlichen Gehirns und ZNS. Der zerebrale Kortex nimmt den oberen Teil der Schädelhöhle ein und besteht aus vier Lappen unterteilt in zwei Hemisphären, die zentral durch das Corpus callosum verbunden sind. Die Rinde enthält erkennbare Gyri, die durch Sulci getrennt sind. Die Großhirnrinde ist essentiell für das bewusste Erleben von Sinnesreizen und der Planung komplexer Aufgaben und Prozesse. Das Großhirn ist der größte Anteil des Gehirns.
Embryonale Entwicklung des Großhirns
Die embryonale Entwicklung des Großhirns: Beachte die Abstammungslinie ausgehend vom Neuralrohr → Prosencephalon → Telencephalon → Großhirn Bild: „Brain Vesicle” von Phil Schatz. Die mediale Oberfläche der linken Großhirnhemisphäre: Beachte die Lage des Sulcus collateralis, der den Gyrus lingualis vom Gyrus fusiformis trennt, des Sulcus calcarinus, der den Cuneus vom Gyrus lingualis trennt, und des Sulcus parieto-occipitalis, der den Parietallappen vom Okzipitallappen trennt. Das Bild zeigt die Lage einiger Schlüsselstrukturen, jedes der vier Lappen, des Gyrus prä- und postcentralis sowie der Sulci centralis, lateralis und parieto-occipitalis. Bild: „Lobes of Cerebral Cortex“ von OpenStax Anatomy and Physiology.
Arterielle Versorgung des Gehirns
Die arterielle Versorgung erfolgt durch die paarigen Aa. carotis internae und Aa. A. A. A. Alle münden in den Zusammenfluss der Sinus sagitallis, Sinus transversus, Sinus sigmoideus und schließlich in die V. Die primäre arterielle Versorgung im gesamten Großhirn: Beachte die Bereiche, die von der A. cerebri anterior (ACA) in Blau, der A. cerebri media (MCA) in Gelb und der A. cerebri posterior (PCA) in Rot bedeckt sind. Die Blutversorgung des Gehirns wird aus 2 Quellen gewonnen: 1) die Aa. carotis internae und 2) das vertebrobasiläre System. Diese Quellen verbinden sich zum Circulus Willisii, der hier abgebildet ist. Der Circulus Willisii besteht aus 5 Komponenten, zu denen die A. communicans anterior, die Aa. cerebri anteriores, die Aa. carotis internae, die A. communicans posterior und die Aa. cerebri posteriores (PCA) gehören.
Die Lappen des Gehirns
Frontallappen
Der Frontallappen ist der Anteil am weitesten anterior/superior des supratentoriellen Gehirns. Lateraler Frontallappen: A. Medialer/superiorer Frontallappen: A. Die Lage des primären motorischen Kortex (die hinterste Struktur des Frontallappens) mit dem überlagerten Homunculus, der die Proportionen des Kortex beschreibt, die der Verarbeitung jeder spezifischen motorischen Funktion gewidmet sind.
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Parietallappen
Der Parietallappen liegt posterior zum Frontallappen und superior zum Okzipitallappens. Er ist an Prozessen der Empfindung und des Sprachverständnisses beteiligt. Medial: A. cerebri media (MCA) und A. Posterior: A. Empfängt kontralateralen somatosensorischen Input vom ventralen Ncl. posteromedialis und dem ventralen Ncl. Der primäre somatosensorische Kortex (dunkelblau markiert) markiert die vorderste Region des Parietallappens.
Okzipitallappen
Der Okzipitallappen ist der am weitesten posterior gelegene Lappen des supratentoriellen Gehirns. Augenuntersuchung (Informationen vom Ncl. Die Lage des primären visuellen Kortex in der hintersten Region des Gehirns im Okzipitallappen.
Temporallappen
Der Temporallappen ist der anteriore/inferiore Anteil des supratentoriellen Gehirns. Äste der Aa. Äste der Aa. Der primäre auditive Kortex, der sich im Temporallappen befindet.
Weitere Gyri im Gehirn
Die verschiedenen Gyri im gesamten Gehirn: Beachte den Gyrus parahippocampalis (grün schattiert). Diese Struktur ist wichtig für die Bildung des Kurzzeitgedächtnisses. Die verschiedenen Gyri im gesamten Gehirn: Beachte den medialen und den inferioren Gyrus temporalis (beide grün schattiert). Diese Strukturen sind wichtig für das Langzeitgedächtnis. Die verschiedenen Gyri im gesamten Gehirn: Beachte den Uncus (grün schattiert). Dieser ist eine wichtige Struktur des olfaktorischen Systems.
Auditive und vestibuläre Bahnen
Auditive und vestibuläre Bahnen: Nervenbahnen, die die Wahrnehmung von Schall ermöglichen. Die Sehbahn und Gesichtsfeldausfälle: das visuelle System, Teil des ZNS.
Weitere Strukturen des Gehirns
Hirnstamm
Hirnstamm.
Kleinhirn (Cerebellum)
Kleinhirn (Cerebellum): befindet sich in der hinteren Schädelgrube, dorsal des Pons und des Mittelhirns. Die Hauptbeteiligung des Kleinhirns besteht in der Koordination der Bewegungen. Kleinhirn (Cerebellum) besteht aus 3 Lappen auf beiden Seiten seiner zwei Hemisphären und ist in der Mitte durch den Vermis verbunden.
Zerebrovaskuläres System
Zerebrovaskuläres System: besteht aus den Gefäßen, die das Gehirn versorgen. Das Gehirn erhält jede Minute etwa 750ml Blut, was ca. 15 % des Herzzeitvolumens entspricht. Die arterielle Versorgung des Gehirns wird in zwei Kategorien eingeteilt: die vordere Zirkulation aus den Aa.
Hypothalamus und Subthalamus
Hypothalamus und dem Subthalamus.
Limbisches System
Limbisches System: besteht aus mehreren Komponenten: dem Hippocampus, dem parahippocampalen Gyrus mit entorhinalem Kortex, dem Gyrus cinguli, der Amygdala und den Corpora mamillae.
Split-Brain-Syndrom
Split-Brain-Syndrom: Folge der Callostomie, einer heutzutage nur noch selten angewandten operativen Methode zur Behandlung schwerer therapieresistenter Epilepsien, bei der das Corpus callosum durchtrennt wird. Trotz der Unterbrechung der Kommunikation beider Hemisphären zeigen die Patient*innen in natürlicher Umgebung meist keine Auffälligkeiten. Experimentell lässt sich die fehlende Verbindung nachweisen, da Betroffene Objekte in der rechten Netzhauthälfte (=linkes Gesichtsfeld) aufgrund der Lokalisation des Sprachzentrums in der linken Hemisphäre nicht benennen können.
Ergänzende Informationen
Motorische Funktionen und Musik
Die Wahrnehmung von Musik aktiviert das motorische Repertoire des Stimmapparates. Musikfeedback kann in der Rehabilitation eingesetzt werden und hat physiologische und kognitive Effekte.
Abgrenzung des motorischen Kortex in der Bildgebung
Die Abgrenzung des motorischen Kortex und des Sulcus centralis erfolgt mittels Dünnschichtbildgebung und wird durch andere Verfahren bestätigt. Die Lokalisation der "Handknopf"-Region ist wichtig, ebenso wie die des R. marginalis des Sulcus cinguli.
Auswirkungen von Verletzungen des SMA
Eine Verletzung des SMA (supplementär-motorisches Areal) kann das sogenannte "supplementär-motorisches Areal Syndrom" bedingen. Dieses Syndrom ist meist transient, falls es überhaupt auftritt.
Konnektivität des prämotorischen Kortex
Die Verbindungen des prämotorischen Kortex werden durch Traktographie dargestellt.
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