Neuroanatomie: Cerebellum und das motorische System (Cl… — Transcript

Das Video erklärt die Rolle des Cerebellums im motorischen System und wie es Bewegungen plant, koordiniert und korrigiert.

Key Takeaways

Das Cerebellum ist essentiell für die Feinabstimmung und Koordination von Bewegungen.
Es verarbeitet kontinuierlich sensorische Informationen zur Körperlage und Bewegungsausführung.
Basalganglien und Cerebellum arbeiten zusammen, um Bewegungsprogramme auszuwählen und zu optimieren.
Ohne funktionierendes Kleinhirn sind präzise Bewegungen stark beeinträchtigt.
Das Cerebellum kann Bewegungen vorhersagen und rechtzeitig korrigieren.

Summary

Wiederholung des motorischen Systems und Einführung der Rolle des Cerebellums.
Erklärung der Gehirnareale: primärmotorischer Cortex, supplementärmotorischer und prämotorischer Cortex.
Bewegungsplanung beginnt im präfrontalen Cortex mit der Idee einer Handlung.
Basalganglien speichern Bewegungsprogramme und helfen bei der automatischen Ausführung.
Das Cerebellum überwacht die aktuelle Körperposition in Echtzeit über sensorische Informationen.
Das Kleinhirn vergleicht Soll- und Ist-Zustand der Bewegung und unterstützt die Auswahl des passenden Bewegungsprogramms.
Es überprüft vor Bewegungsbeginn, ob das richtige Programm aktiviert wurde.
Während der Bewegung korrigiert das Cerebellum anhand sensorischer Rückmeldungen die Ausführung.
Das Cerebellum kann zukünftige Bewegungsverläufe extrapolieren und frühzeitig Korrekturen einleiten.
Patienten mit Kleinhirnschädigung zeigen Koordinationsstörungen und benötigen visuelle Kontrolle zur Bewegungsausführung.

Chapters

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Speaker A

Bevor wir jetzt weiter ins Detail gehen, machen wir noch einmal eine Wiederholung zum motorischen System, damit wir sehen, wo genau passt da jetzt das Cerebellum rein und welche Rolle spielt es. Dazu müssen wir erstmal noch ein bisschen Platz schaffen, weil Cerebellum hat ein

Speaker A

ziemlich großes Tafelbild. Dazu schauen wir uns das Gehirn mal in einem Sagittalschnitt an. Hier ist der Sulcus centralis, Gyrus präzentralis, der primärmotorische Cortex, und hier haben wir den supplementär motorischen Kortex und den premotorischen Kortex. Wie könnt ihr euch merken, was davon ist

Speaker A

supplementär und was davon ist prämotorisch? Supplementär ist superior. Hier ist der primär sensorische Cortex. Und jetzt schauen wir mal, wie führt unser Gehirn überhaupt eine Bewegung aus? Alles sehr vereinfacht natürlich. Sagen wir, ihr seid auf einer Party und wollt einen Schluck aus einer

Speaker A

Flasche Bier trinken. Bevor ihr jetzt die Bewegung dafür durchführen könnt, also Arm ausstrecken, Flasche greifen, zum Mund führen, einen Schluck nehmen, müsst ihr ja erst einmal die Idee dazu haben. Ihr könntet einen Schluck Bier trinken. Wo im Gehirn werden denn Ideen generiert?

Speaker A

Natürlich in verschiedenen Arealen im Gehirn, aber der Einfachheit halber konzentrieren wir uns auf den präfrontalen Cortex, unseren Cortex für Handlungsplanung und noch diverse andere Dinge. Aber Planung ist jetzt schon einmal eine gute Basis, um an unser Bier zu kommen. Also wir haben jetzt die Idee,

Speaker A

einen Schluck Bier zu trinken. Springen wir dann gleich los oder müssen wir, oder besser muss unser Gehirn erst noch ein paar Dinge evaluieren? Nein, es ist ja auch nicht so, dass wenn ihr an eine Pizza denkt, die sofort fertig in der

Speaker A

Küche steht. Da müsst ihr auch erst evaluieren, die Pizza aufbacken oder Pizza bestellen oder Pizza selber machen oder in die Pizzeria gehen und so weiter. Die Idee mit dem Bier muss jetzt also erst einmal durch ein paar Instanzen.

Speaker A

Zuerst geht es in das premotorische und supplementärmotorische Areal. Dann muss unser Gehirn erst einmal die Basalganglien konsultieren. Haben wir schon ein Programm für Biertrinken abgespeichert oder zumindest irgendein Programm für aus einer Flasche trinken? Würde ja schon reichen. Die Basalganglien

Speaker A

schauen dann nach im Archiv, aus Flasche trinken haben wir, haben wir schon als Baby gelernt, ist schon in mehreren Varianten gespeichert, müssen wir nicht erst neu lernen. Erinnert ihr euch, wie schwierig es am Anfang war, als ihr den

Speaker A

Führerschein gemacht habt, alles gleichzeitig auf die Reihe zu bekommen? Gucken, schalten, Gas, Bremse, blinken und so weiter. Da gab es noch kein automatisches Programm dafür in euren Basalganglien. Nach ein paar Wochen allerdings ging alles wie von selbst.

Speaker A

Dann haben eure Basalganglien nämlich einfach das passende Programm ausgespuckt und ihr musstet überhaupt nicht mehr darüber nachdenken. Zurück zu den wichtigen Dingen, Bier trinken. Die Basalganglien schicken jetzt die verschiedenen Varianten des Programms zurück zum prä- und supplementärmotorischen Areal und von da

Speaker A

geht es dann weiter in den primärmotorischen Kortex und auch primär sensorischen Kortex. Die Motoneurone schicken dann den Befehl in die Peripherie. Was war das noch mal für eine Bahn? Tractus corticospinalis oder Pyramidenbahn. Im Rückenmark im Vorderhorn wird dann auf die zweiten

Speaker A

Motoneurone umgeschaltet und die bringen die Information schlussendlich zum Muskel. Aber so einfach ist das Ganze dann nicht. Und jetzt kommt unser Kleinhirn ins Spiel. Wir hatten ja mehrere Varianten, aus denen unser Gehirn wählen konnte. Wie entscheidet es sich

Speaker A

jetzt für genau das richtige Programm, um jetzt nach der Bierflasche auf den Tisch greifen zu können? Müssen wir natürlich wissen, in welcher Position sich unsere Hand dafür am Ende befinden muss. Aber wir müssen auch mit einkalkulieren, wo

Speaker A

befindet sich unsere Hand in diesem Moment überhaupt? Ist sie in der Hosentasche? Lehnt sie gerade an am Türrahmen? Hält sie im Moment noch etwas anderes? In jeder Situation muss ein anderer Bewegungsablauf her. Unser Gehirn weiß jetzt zwar genau, wo

Speaker A

soll die Hand hin, aber woher weiß es, wo unsere Hand überhaupt gerade ist? Es könnte natürlich die Augen benutzen, einfach mal schauen, wo steckt die Hand eigentlich. Aber was, wenn es dunkel ist oder die Augen geschlossen sind? Ihr

Speaker A

könnt ja auch mit geschlossenen Augen eure Fingerspitzen zueinander bringen. Trotzdem muss das Gehirn wissen, wo sind die Finger gerade, um sie an die Position zu bringen, die sich das Gehirn vorstellt. Mit genau dieser Information beschäftigt sich unser Kleinhirn. Es sammelt alle

Speaker A

Informationen von den Muskeln, Gelenken, Bändern und hat diese Information immer in Echtzeit parat. Es weiß immer zu jedem Augenblick, wie ist die exakte Stellung unseres Körpers im Raum. Und das läuft zum Glück unbewusst ab. Stellt euch vor, ihr müsst jedes Mal bewusst drüber

Speaker A

nachdenken, wenn ihr auf einer Tastatur tippt, wo gerade eure zehn Finger sind, um sie von der aktuellen Position zur richtigen Taste zu bewegen. Doktorarbeit würde zehn Leben dauern, bis die fertig geschrieben wäre. Also die Aufgabe des Kleinhirns in der Ausführung einer

Speaker A

Bewegung ist es, beratend zur Seite zu stehen und alle Informationen zu liefern, damit die höheren Zentren wissen, wo sind wir denn gerade. Das heißt, diese Zentren müssen nicht nur die Basalganglien konsultieren, sondern auch das Cerebellum. Auch unser Kleinhirn muss ja

Speaker A

wissen, was haben wir denn überhaupt vor und welche Informationen sind für diese Bewegung relevant. Wenn der Plan und die Körperposition vorliegen, schaut sich das Cerebellum das an, kalkuliert die Differenzen und schickt die Informationen zurück. Und auf dieser Grundlage kann

Speaker A

unser Gehirn entscheiden, welche Variante des Programms aus der Flasche trinken braucht sie genau. In unserem Fall die Variante, Hand steckt initial in der Hosentasche. Aber das Cerebellum legt danach nicht einfach die Füße hoch, sondern schaut über diese Verbindung

Speaker A

hier, wurde denn jetzt auch wirklich das richtige Programm losgeschickt. Das heißt, noch bevor irgendetwas losgeht, wird noch einmal geschaut, ist es wirklich das richtige Programm und nicht aus Versehen das Programm, dem Nachbarn eine runterzuhauen. Dann geht die Bewegung los.

Speaker A

Und selbst hier ruht sich das Kleinhirn nicht aus. Es bekommt jetzt alle Informationen aus den Muskelspindeln, Golgi-Sehnenorganen und so weiter. Wie ist die Position unseres Armes, unserer Hand, unserer Finger? Wird die geplante Bewegung auch wie geplant durchgeführt?

Speaker A

Und nicht nur das. Ich sagte ja, das Kleinhirn ist der weit unterschätzte kleine Bruder des Großhirns. Es nutzt diese Informationen und kann damit sogar in die Zukunft extrapolieren. Wenn diese Bewegung weiter so abläuft, wird dieses und jenes passieren. Zum Beispiel, wenn wir mit

Speaker A

dieser Geschwindigkeit weitermachen, werden wir die Flasche umstoßen. Wenn wir in diese Richtung weitermachen, greifen wir daneben und so weiter. Und wenn das Cerebellum das berechnet, sorgt es dafür, dass die Bewegung korrigiert wird. Und bei Patienten, die eine Kleinhirnlesion

Speaker A

haben und das nicht mehr funktioniert, die stoßen dann tatsächlich die Flasche um oder greifen gleich mehrfach daneben und müssen die Flasche die ganze Zeit mit den Augen fixieren, um sie halbwegs unfallfrei aufnehmen zu können. Ihr könnt auch mal bei YouTube schauen unter

Speaker A

Cerebellar Syndrome, wie so etwas in echt aussieht.

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Frequently Asked Questions

Welche Rolle spielt das Cerebellum im motorischen System?

Das Cerebellum überwacht die Körperposition in Echtzeit, vergleicht Soll- und Ist-Zustand der Bewegung und hilft bei der Auswahl und Korrektur von Bewegungsprogrammen.

Wie arbeitet das Cerebellum mit den Basalganglien zusammen?

Die Basalganglien speichern Bewegungsprogramme und liefern diese an motorische Areale, während das Cerebellum die aktuelle Körperlage und Bewegungsausführung überwacht und korrigiert.

Was passiert bei einer Kleinhirnlesion?

Patienten mit Kleinhirnlesionen haben Schwierigkeiten bei der Koordination, stoßen oft Gegenstände um und müssen ihre Bewegungen visuell kontrollieren, um Fehler zu vermeiden.

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