Neuroanatomie: Mikroskopische Anatomie des Cerebellums … — Transcript

Das Kleinhirn ist ja ähnlich aufgebaut wie das Großhirn. Wir haben einen Cortex, da sitzen die Neurone. Wir haben Nuklei in der Tiefe, darauf gehen wir später genauer ein. Und alles, das hier dazwischen ist, ist weiße Substanz, also Axone, und die graue Substanz umfasst den Cortex und die Nuklei. Und dann gibt es Fasern, die bringen Information zum Kleinhirn. Einige kommen vom Großhirn, einige vom Hirnstamm und einige über das Rückenmark aus der Peripherie. Und alle diese ankommenden Fasern kann man grob in zwei Arten klassifizieren, und dazu

dürfen wir nicht vergessen, noch eine besondere Bahn aus dem Hirnstamm. Also grob zusammengefasst können wir sagen, eine Art von Fasern sind die, die von der unteren Olive kommen, also Nucleus olivaris inferior, und alle anderen Fasern. Das ist zum Lernen schon einmal

sehr praktisch. Die von der Olive kommen, sind die Kletterfasern. Die heißen wirklich so, kann man sich auch super super merken. Diese Fasern klettern am Olivenbaum bis hinauf in die Baumkrone, also bis in die äußerste Kortexschicht. Man kann noch eine andere Information

mit in diesen Merksatz stecken: Spartaner klettern am Olivenbaum in den Cortex. Also Kletterfasern haben ihren Ursprung in der unteren Olive, reichen bis in die äußerste Schicht des Cortex und nutzen als Neurotransmitter Aspartat oder Aspartat. Was machen wir jetzt aber mit

allen anderen Fasern, egal welcher Traktus das jetzt hier ist? Die gehen nicht bis in die äußerste Kortexschicht, bleiben sozusagen am Boden. Und was wächst manchmal am Boden an den Bäumen? Moos. Das sind die Moosfasern. Und ich habe mir das jetzt

wirklich nicht ausgedacht, die heißen wirklich so, und es ist perfekt, um sich das alles zu merken. Ich glaube ja, dass sich die Anatomen gedacht haben: Also irgendwann müssen wir auch mal nett sein, sonst haben wir in der Zukunft keine

Medizinstudenten mehr. Was aber beide Fasertypen gemeinsam haben, ist, dass beide exzitatorisch, also erregend sind. Okay, was passiert jetzt genau im Kleinhirn mit diesen Fasern? Vergrößern wir ein Stück aus dem Kleinhirn hier unten mal. Wir schauen quasi jetzt durch

das Mikroskop. Hier ist außen und hier ist der Bereich in der Tiefe des Zerebellums. Hier sind die Nuclei cerebelli zusammengefasst zu einem Nukleus. Die grünen Fasern hier waren die Kletterfasern, und die roten hier sind die Moosfasern. Und wir stellen uns vor,

dieser Nukleus repräsentiert jetzt ein Neuron aus dem Kleinhirnkern. Und das ist ein ziemlich glückliches Neuron, denn alle Fasern, die vorbeikommen, müssen hier erst einmal hallo sagen. Und wir haben gesagt, alle ankommenden Fasern im Zerebellum sind exzitatorisch, erregen also diese Neurone

hier in den Kleinhirnkernen, indem sie erregende Neurotransmitter freisetzen. Dieser Satz ist jetzt nicht hundertprozentig korrekt, denn es hängt nicht primär vom Neurotransmitter ab, ob dieser erregend oder hemmend wirkt, sondern vom Rezeptor auf der Zelle, ob der Neurotransmitter einen erregenden

oder hemmenden Effekt hat. Aber meistens sind die Neurotransmitter mit entweder exzitatorischen oder inhibitorischen Rezeptoren assoziiert, sodass wir das für unsere Zwecke hier vereinfachen können. Welchen Neurotransmitter nutzen die Kletterfasern? Denkt an die Spartaner: Aspartat. Und die Moosfasern? Was ist noch

so ein typischer erregender Botenstoff? Glutamat. Also Aspartat und Glutamat. Nachdem die Fasern hier hallo gesagt und für gute Laune gesorgt haben, geht es weiter in meinen persönlichen Garten, in die Granulozellschicht bzw. Purkinje-Zellschicht und die Molekularzellschicht, mein persönlicher

Garten oder Stratum granulosum, Stratum purkiniense und Stratum molekulare. Und dann noch am besten mit dem Zusatz Stratum granulosum cortis cerebelli, damit man weiß, welches Stratum granulosum gemeint ist. Wo gibt es denn sonst noch ein Stratum granulosum? In der

Haut. Genau. Die Purkinjezellschicht heißt so komisch, weil dort so interessante Neurone sitzen, die Purkinjezellen, mit ihrem klassischen Aussehen. Das sind so große, runde bis ovale Zellen mit einem wunderschönen Dendritenbaum. Und natürlich haben sie auch ein Axon, wie jede Nervenzelle, die

etwas auf sich hält. Und diese Purkinjezelle ist ein bisschen von der übertriebenen guten Laune der Nuklei da unten genervt und hemmt dir ein wenig. Welcher Neurotransmitter ist vor allem mit Inhibition assoziiert? GABA, Gamma-Aminobuttersäure. Schauen wir aber

jetzt mal, wie es mit den Fasern hier weitergeht. Die Kletterfasern steigen jetzt auf bis in die Molekularzellschicht und suchen sich jetzt eine nette Synapse an einem dieser wunderschönen, an einem dieser wunderschönen Dendritenbäume der Purkinjezelle und stimulieren diese hier

schon ziemlich mies. Die Purkinjezelle wird hier stimuliert, ist aber genervt, wenn andere erregt werden. Aber die Kletterfasern sind auch nicht so ganz sauber. Vorne rum sind sie hier unten nett zu der kleinen Kugel hier, und da oben wird gelästert und dafür gesorgt, dass

die Purkinje hier unten schlechte Stimmung macht. Aber was sehen wir hier noch einmal? Die einzigen ankommenden Fasern sind Kletter- und Moosfasern. Die einzigen Fasern, die das Kleinhirn verlassen, kommen ausschließlich von den Kleinhirnkernen. Also Information rein nur über Kletter- und Moosfasern,

Information raus nur über die Nuklei. Und was hier letztendlich rauskommt, hängt ganz davon ab, was hier drin im Cortex alles passiert. Wir sind ja noch lange nicht fertig, die Party geht ja jetzt erst los. Was machen eigentlich die

Moosfasern? Die wollen mit diesen Intrigen nichts zu tun haben und unterhalten sich lieber mit sympathischeren Gästen im Garten, nämlich mit den Granulozellen im Stratum granulosum. Erinnert ihr euch? Moos wie Moos am Boden. Die steigen nicht bis in die äußerste Molekularschicht auf. Diese

Granulozellen haben viele Dendriten, und die Moosfasern interagieren sehr intensiv über mehrere Synapsen gleich mit ihnen. Und an Stelle der Moosfasern steigen jetzt die Axone der Granulozellen bis in die äußerste Schicht hoch und legen dann in der Molekularzellschicht lange Wege zurück

und überspannen die gesamte Party. Dabei unterhalten sie sich nicht nur mit einer Zelle, sondern mit Millionen. Die schicken ihre Axone dann auch zu den Kleinhirnkernen, aber das wird hier sonst so unübersichtlich. Merkt ihr aber was? Kletterfasern haben nur einen Ursprung,

die untere Olive, und unterhalten sich auch nur mit einer Purkinjezelle. Moosfasern können von überall herkommen und unterhalten sich tatsächlich mit vielen Granulozellen. Kleinhirn ist also eigentlich ziemlich einfach zu lernen. Das heißt, die von hier ist sehr spezifisch, während in dieser Party hier

die Informationen sehr diffus sind. Da quatscht jeder mit jedem, man weiß nicht mehr so genau, wer hat genau was wann gesagt. Jetzt müssen wir nur noch klären, was machen die Granulozellen dann hier an den Synapsen? Sie sitzenieren Glutamat,

sind also auch exzitatorisch. Das wäre jetzt in diesem Aufbau mal so die grobe Verschaltung dieser Fasern und die Integration und Prozessierung der Information im Kleinhirn. Jetzt finde ich aber, dass wir hier zu viel positive Energie auf der Party haben. Die einzigen, die schlechte

Stimmung machen und inhibitorisch sind, sind die Purkinjezellen. Das ist irgendwie nicht fair. Damit die Erregung im Kleinhirn nicht aus dem Ruder läuft, die Nachbarn sollen ja nicht gleich die Polizei rufen, sind lokal in den einzelnen Schichten noch kleine hemmende

Neurone verteilt. In der Granulozellschicht sitzen dafür zum Glück Zellen auch mit G, die Golgi-Zellen. Die werden hier oben von den parallel verlaufenden Fasern der Granulozellen erregt und inhibieren dafür genau diese Granulozellen wieder. Also Granulozellen erregen die Golgi-Zellen,

und die Golgi-Zellen inhibieren wieder die Granulozellen. Dann haben wir in der Molekularzellschicht noch Sternzellen und Korbzellen. Diese werden neben der Purkinjezelle auch noch durch die Golgi-Zelle stimuliert, und diese Stern- und Korbzellen inhibieren die Purkinjezellen in der Umgebung dieser

erregten Purkinjezelle im Zentrum. Also die Granulozellen erregen die Purkinjezellen und erregen auch die Sternzellen und Korbzellen.

erregten purkinzelle im Zentrum also die Granulosazellen erregen die purkinzellen und erregen auch die Sternzellen und korbzellen und diese drei Zellen zusammen sind aber inhibitorisch das heißt die pokiniezelle hemmt hier in der Tiefe den Nukleus und die Korb Zellen und Sternzellen hemm

hier oben in der molekularzellschicht die darunter verteilten porkiniezellen alles ausgelöst durch diese granuloser Zelle oder besser gesagt in dem Fall dieser granulosazelle okay aber wozu jetzt dieses ganze Chaos hier diese ganzen negativen feedback loops dienen einer bestimmten Sache aus diesem

diffusen informations und verarbeitungschaos eine eindeutige Information herauszudestillieren ein Signal sozusagen zu wfen nur die Information die quasi den stärksten Rückenwind hat kommt aus dem kleinenhirn überhaupt raus und man will ja nicht dass alle 15 Millionen bkinzellen auf die kleinhirnkerne einreden dann kommt

hier unten überhaupt nichts mehr raus deshalb wird dafür gesorgt dass in einem Bereich nur eine pokinzelle aktiv ist und nicht die ganze Truppe hier das wäre die Verschaltung im Kleinhirn