Physiologie: Sensorische Integration

Eine Reise durch die Physiologie - Wie der Körper des Menschen funktioniert

Afferenzen von Rückenmark bis Thalamus

Die Zuleitung sensorischer Information zum Thalamus erfolgt teils über das Rückenmark (Somatosensorik), teils über Hirnnerven - Trigeminus (V) für Somatosensibilität im Gesichtsbereich, N. opticus (II) für den Gesichtssinn, N. vestibulocochlearis (VIII) für Gehör und Gleichgewicht. Fast die gesamte aus der sensiblen Peripherie zum Großhirn strömende Information wird im Thalamus bearbeitet (Ausnahme: Geruchssinn).

Die Aufgaben der Thalamuskerne sind teils unspezifisch, polymodal, teils spezifisch:

   -- Visuelle und akustische Sinnesimpulse werden modalitätsspezifisch in den corpora geniculata (Kniehöcker) überprüft, gegebenenfalls modifiziert und an primären visuellen und auditiven Kortex weitergeleitet

   -- Somatosensorische Information wird in ventrobasalen Kernen somatotopisch bearbeitet, Projektionen erfolgen vor allem in die hintere Zentralwindung

   -- Der nucleus ventralis verlangsamt (anterior) oder beschleunigt (lateralis) Willkürbewegungen

   -- Das pulvinar thalami ist ein assoziativer Kern, es arbeitet an sensorischer Integration, Augenbewegungs- und Sprachkontrolle und projiziert in assoziative Hirngebiete sowie den Gyrus cinguli

   -- Intralaminare Kerne (nucl. centromedianus), nucl. mediani und reticularis erhalten Afferenzen aus formatio reticularis und Vorderseitenstrang, und projizieren in die gesamte Großhirnrinde (Weckfunktion).

Rückenmarksebene

Aufsteigende Bahnen

Thalamus

WDR-Neurone

Brown-Séquard-Syndrom

Core messages

Über Nervenfaserbündel des Rückenmarks gelangt afferente (aufsteigende, sensorische) Information zu Hirnstamm und Großhirn, sowie efferente (absteigende. motorische) von Großhirn, Kleinhirn und Hirnstamm zur Muskulatur. Das autonome Nervensystem sendet parasympathische Impulse zu sakralen, das sympathische zu thorakalen und lumbalen Neuronen im Rückenmark. So stellt das Rückenmark die Verbindung zwischen dem Gehirn und der Körperperipherie her - mit Ausnahme der Gebiete und Organe, die über Hirnnerven versorgt werden.

Das Rückenmark leitet und verarbeitet Information und generiert motorische Muster

Über die Generierung spinaler motorischer Muster s. dort

Fasern der Somatosensibilität (von Haut, Muskeln, Gelenken, Sehnen) treten in das Rückenmark über dessen Hinterwurzeln in das Hinterhorn ein (

Abbildung); viele enden hier und schalten segmental auf ein 2. Neuron um. Auf dieser Ebene lassen sich dadurch afferente Impulse früh verwerten (z.B. durch benachbarte Funktionskreise: Reflexmuster) oder durch - z.T. absteigende - Impulse modifizieren (z.B. Schmerzbearbeitung).

Abbildung: Zwei Segmente im Rückenmark
Nach einer Vorlage bei clinicalgate.com

Zwar gibt man numerierte Segmente - entsprechend den Ein- bzw. Austrittszonen der Rückenmarksnerven - an, aber das Rückenmark ist intern nicht scheibenförmig segmentiert: Vielmehr sind die entsprechenden Kerngruppen säulenförmig gruppiert und erstrecken sich über mehrere Segmente

Die oberflächlichen Zonen des Hinterhorns enthalten folgende Neuronengruppen:

Endigungen primär-afferenter Axone aus der Peripherie (die Zellkörper liegen im Spinalganglion, das keiner Umschaltung dient)

Interneurone - ihre Axone verlassen das Rückenmark nicht, bilden aber Verbindungen auch oberhalb und unterhalb der Eintrittsebene

Projektionsneurone, die Impulse in das Gehirn leiten (wie das lemniskale System oder spinozerebelläre Fasern)

Absteigende Axone aus verschiedenen Teilen des Gehirns (die modifizierend auf segmentale Verschaltungen einwirken können)

Abbildung: Repräsentative Querschnitte durch das Rückenmark
Nach einer Vorlage bei clinicalgate.com

Die oberen (kranialen) Abschnitte enthalten wegen der Leitungen (motorisch und sensorisch) zwischen Gehirn und kaudal gelegenen Zonen viel weiße Substanz. Der fasciculus gracilis verbindet die untere Extremität mit dem Gehirn, der fasciculus cuneatus die obere. Die zervikalen und lumbalen Abschnitte sind wegen der relativ aufwändigen neuralen Versorgung der Extremitäten verdickt (intumescentia cervicalis / lumbalis)

Interneurone stellen die größte Neuronengruppe im Hinterhorn dar und lassen sich in zwei Funktionsgruppen unterteilen:

exzitatorische Interneurone - diese sind glutamaterg

inhibitorische Interneurone - diese sind GABAerg oder glycinerg

Afferenzen zum Gehirn: Hinterhornneurone projizieren - nach Seitenkreuzung - mit ihren Axonen, die den lemniscus medialis aufbauen, auf den Thalamus (Projektionsneurone). Dort wird somatosensorische Information in unterschiedlichen Kerngebieten verarbeitet: Oberflächensensibilität von Rumpf und Extremitäten (über lemniscus medialis) im nucl. ventralis posterolateralis (VPL), von Gesicht und Mund im nucl. ventralis posteromedialis (VPM), Propriozeption (Muskeln, Gelenke) im nucl. ventralis posterior superior (VPS). Durch die Unmittelbarkeit der Projektion ist eine hohe Diskriminierungsgenauigkeit möglich.

Die graue (neuronenreiche) Substanz des Rückenmarks - betehend aus Hinter- und Vorderseitenhorn (dreidimensional: Hinter- und Vorderseitensäule) - ist eine Rechenzentrale: Sie beinhaltet zahlreiche synaptische Verschaltungen und ist in mehrere Zellschichten gegliedert, die nach Rexed

als Zonen (laminae) I bis X bezeichnet werden (

Abbildung) und funktionell unterschiedliche Aufgaben haben.

Abbildung: Rexed-Zonen mit ihren hauptsächlichen Inputs (unten links) und Outputs (unten rechts)
Modifiziert nach einer Vorlage bei clinicalgate.com (Warren S, Yezierski RP, Capra NF. The Somatosensory System II: Nociception, Thermal Sense, and Touch)

Die graue Substanz des Rückenmarks läßt sich in Schichten (laminae) und Kerne (Nuclei) gliedern

Das Hinterhorn ist aus den laminae I bis VII aufgebaut (

Abbildung). Ein Teil der sensiblen afferenten Fasern schaltet hier um.

In der lamina I und II liegt die Substantia gelatinosa (Schmerzafferenzen), in lamina III und IV der Nucleus proprius (Tiefen-, auch Oberflächensensibilität). Schmerzafferenzen (Aδ- und C-Fasern) schalten vor allem in den laminae I und II um; von hier wird auch lamina V erreicht.

Das 2. Neuron des hier wurzelnden Vorderseitenstrangs liegt vorwiegend in lamina I und V; auch in den laminae VII, VIII und X entspringen Vorderseitenstrangneurone.

Lamina-I-Neurone reagieren zum Teil auf mechanische Reize (sensual touch), andere auf nichtnoxische Temperaturreize, wieder andere auf Histamin (itch-neurons), die meisten aber auf Schmerz (nozizeptiv-spezifische Neurone).

Lamina-V-Neurone funktionieren hingegen modalitäts-unspezifisch. Sie können durch mechanische, thermische oder Schmerzreize aktiviert werden. Daher bezeichnet man sie als multirezeptiv (WDR-Neurone: Wide dynamic range).

Als WDR-Neurone (wide dynamic range neurons) bezeichnet man Nervenzellen im Hinterhorn des Rückenmarks, die auf erhöhte Reizung (Frequenz afferenter Aktionspoptentiale) mit einer Erhöhung nicht nur der Frequenz, sondern auch der Amplitude ihrer Aktionspotentiale reagieren. Sie reagieren längerfristig auf eine breite Palette ankommender Reize (mechanisch, thermisch, elektrisch). WDR-Neurone beteiligen sich an der Ortung von Schmerzquellen und der Bestimmung der Schmerzintensität.

Über die Gate-control-Theorie s. dort

Laminae V und VI enthalten den Nucleus dorsalis nach Clarke (Tiefensensibilität: Lage der Extremitäten, Stellung des Körpers; Weiterleitung der Information über den tractus spinocerebellaris posterior).

Afferenzen zum Kleinhirn gelangen ungekreuzt über den tractus spinocerebellaris zur Kleinhirnrinde (Abbildung unten).

Das Seitenhorn enthält den Nucleus intermediolateralis (Segmente C8 bis L3) mit sympathischen Neuronen, im Sakralmark finden sich hier die Nuclei parasympathici sacrales. Diese Systeme arbeiten efferent, also viszeromotorisch; viszerosensible Gebiete befinden sich hauptsächlich im Hinterhorn, sind allerdings auch diffus auf das Rückenmark verteilt.

Das Vorderhorn (laminae VIII und IX) verfügt über motorische Vorderhorn- und Begleitzellen (Interneurone). Sie sind somatotopisch angeordnet: Stammnahe Muskeln (z.B. Schulter) werden von medial gelegenen, periphere (z.B. Unterarm) von lateral gelegenen Neuronengruppen innerviert.

Abbildung: Ziele der primären Afferenzen im Hinterhorn
Nach einer Vorlage bei clinicalgate.com

Die Afferenzen in der dorsalen "Empfangszone" des Hinterhorns teilen sich in einen medialen und eine lateralen Zustrom:

Der mediale enthält gut isolierte (raschere) mechanosensible Fasern, die teils aszendierende (die längsten bis zu den Hinterstrangkernen - nucl. gracilis und cuneatus), teils deszendierende Äste sowie teils solche zum Vorderhorn entsenden, und in die laminae II bis VI münden.

Der laterale hat dünne (langsamere) Fasern - Aδ und C -, die nach ihrem Eintritt kurze auf- und absteigende Äste haben (in der Lissauer-Zone, der lamina I außen aufliegend) und hauptsächlich in die laminae I und II (substantia gelatinosa), aber auch III-V projizieren

Über die lamina X sind die Vorderseitenhörner beider Seiten miteinander verbunden; in ihr verläuft der Zentralkanal (er enthält liquor cerebrospinalis), um den herum sich das zentrale Höhlengrau befindet (das für die Schmerzmodifikation eine wichtige Rolle spielt und auch in die Weiterleitung paläo-spinothalamischer Impulse involviert ist, s. folgende

Abbildung).

Aufsteigende Bahnen

Aufsteigende Systeme: Die Zuleitung somatischer Sensibilität von der Körperperipherie in das Gehirn erfolgt über mehrere Systeme. Teils wird sie an das Kleinhirn, teils an die Großhirnrinde (via den Thalamus) geleitet.

Afferenzen zum Kleinhirn

Das spinozerebelläre System (spinocerebellar tracts) übermittelt Propriozeption an das Kleinhirn, wobei Information auf dem thorakolumbalen Niveau (Beine, Stamm) über die Clarke-sche Säule (nucleus dorsalis), solche aus dem zervikalen Bereich (Arme) über den akzessorischen nucleus cuneatus geleitet wird:

Bahn	von..	Region
tractus spinocerebellaris posterior	Muskelspindeln Sehnenspindeln	Beine und Stamm ipsilateral
tractus spinocerebellaris anterior	Sehnenspindeln	Beine und Stamm ipsilateral
tractus cuneocerebellaris	Muskelspindeln Sehnenspindeln	ipsilateraler Arm
tractus spinocerebellaris rostralis	Sehnenspindeln	ipsilateraler Arm

Afferenzen zum Großhirn

Information über die Länge (Dehnung) der Muskeln und der Position der Gelenke (Propriozeption) werden über afferente (aufsteigende) Nervenfasern ebenso übermittelt wie Information über Reize, die auf die Haut einwirken (Exterozeption: Druck, Berührung, Temperatur, Schmerz). Faserdurchmesser und Leitungsgeschwindigkeit können hoch (Gruppe I, ähnlich wie von Pacini- und Golgi-Rezeptoren), mittel (Gruppe II, wie von Ruffini-Körperchen) oder niedrig sein (freie Nervenendigungen). Einige adaptieren vollständig (D-Rezeptoren), die Mehrzahl nur teilweise (PD-Rezeptoren) und sind in der Lage, z.B. den Winkel zu signalisieren, den ein Gelenk einnimmt.

Propriozeption

Signale aus dem Bewegungssystem betreffend Stellung und Bewegung der Extremitäten / Gelenke stammt von Muskel- und Sehnenspindeln (s. dort), von Mechanorezeptoren in Bändern sowie in Gelenkskapseln (Gelenksrezeptoren, joint receptors) informieren über Muskellänge, Bewegung und Geschwindigkeit, Belastung und Gelenksstellung.

"Grobe" (nur ungenau lokalisierbare, protopathische

) Propriozeption wird über das anterolaterale System (Vorderseitenstrang),

genauer lokalisierbare (epikritische

) über das Hinterstrangsystem geleitet.

Exterozeption

Auch kutane Afferenzen der Oberflächensensibilität werden sowohl über

Vorderseiten- (anterolateral - Temperatur- und Schmerzimpulse, grobe Druck- und Berührungsempfindung: protopathische Sensibilität) als auch

Hinterstränge (lemniskal - genaue Druck-, Berührungs-, Vibrationsempfindung: epikritische Sensibilität - Erkennung berührter Gegenstände, sanfte Vibration, Zwei-Punkt-Diskrimination) zum Thalamus und von dort zur parietalen Großhirnrinde geleitet.

Nach der anatomischen Gruppierung dieser Afferenzen aus der Körperperipherie zu Hirnstamm und Großhirn unterscheidet man das anterolaterale System (Vorder-Seiten-Strang) und das Hinterstrangsystem:

Anterolaterales System

Die betreffenden Fasern gehören bereits zum 2. afferenten Neuron (Umschaltung vom 1. Neuron nach dessen Eintritt in das Rückenmark über die Hinterwurzel in der posterioren Säule des Rückenmarks), das noch auf der Höhe des betreffenden Rückenmarksegments hinter dem Zentralkanal in der commissura alba auf die Gegenseite kreuzt und im Vorderseitenstrang - als tractus spinothalamicus anterior und lateralis - bis zur Umschaltung auf das 3. Neuron im Thalamus zieht. Dieses projiziert auf den primären somatosensorischen Kortex (S1) des gyrus postcentralis.

Hinterstrangsystem

Die Hinterstrangfasern leiten präzisere (epikritische) Nachrichten sowohl aus der Extero- als auch der Propriozeption. Die afferenten Fasern des 1. Neurons ziehen direkt nach ihrem Eintritt in das Rückenmark ipsilateral im fasciculus cuneatus (lateral - obere Rumpfhälfte und Arme, d.h. oberhalb von Th6) und gracilis (medial - untere Rumpfhälfte und Beine) bis zu den Hinterstrangkernen (nucleus gracilis / cuneatus) in der medulla oblongata. Von hier zieht das 2. Neuron nach seiner Seitenkreuzung (decussatio lemniscorum) als lemniscus medialis (lemniskales System s.

Abbildung) zum Thalamus (nucleus ventralis posterolateralis). Das 3. Neuron endet im somatosensorischen Kortex (gyrus postcentralis).

Abbildung: Sensorische Afferenzen
Nach einer Vorlage bei Massey / Cunniffe / Noorani, Carpenter's Neurophysiology - A Conceptual Approach, 6th ed. CRC Press Taylor & Francis Group 2022

Gezeigt sind aufsteigende Bahnen über das lemniskale (Hinterstrang-) System mit hoher Seitenkreuzung (links) und über das anterolaterale (Vorder-Seitenstrang-) System mit tiefer Seitenkreuzung (rechts).

Die Systeme bestehen aus mindestens drei nacheinander geschalteten Neuronen: Das 1. Neuron leitet Information aus der Peripherie in das Rückenmark; das 2. Neuron von der ersten Umschaltung zum Thalamus. Das 3. Neuron projiziert von hier auf die Großhirnrinde.

Das anterolaterale System hat zwei Anteile: Den entwicklungsgeschichtlich älteren tractus spinothalamicus lateralis mit kollateralen Verschaltungen im Hirnstamm (Formatio reticularis, periaquäduktales Grau) und den (jüngeren) tractus spinothalamicus anterior.

Das lemniskale System (Lemniscus-medialis-System LMS) leitet Berührungs- und Lokalisationsinformation (epikritische Sensibilität), das Vorder-Seitenstrang-System (anterolaterales System ALS) eher ungenaue Lokalisations-, Berührungs- sowie Schmerz- und Temperaturinformation (protopathische Sensibilität)

Über die Symptomatik bei Halbseitenläsion des Rückenmarks s. unten

Abbildung: Afferente Leistungssysteme (blau) im Rückenmark

Die Hinterstrangbahn (funiculus posterior) gehört zum lemniskalen System (lemniscus medialis von medulla oblongata bis Thalamus, vgl. vorige Abbildung).

Der tractus spinoolivaris sendet sowohl kutane (Oberflächensensibilität) als auch Impulse von Muskel- und Sehnenspindeln (Propriozeption) an den unteren Olivenkern und von dort zu Purkinje-Zellen der Kleinhirnrinde (Kletterfasern s. dort).

C = zervikale, Th = thorakale, L = lumbale, S = sakrale Afferenzen

Der Thalamus verwaltet den Informationsfluss zur Hirnrinde und steuert die Aufmerksamkeit

Abbildung: Spinale und trigeminale Afferenzen
Nach einer Vorlage bei clinicalgate.com (Warren S, Yezierski RP, Capra NF. The Somatosensory System II: Nociception, Thermal Sense, and Touch)

Gezeigt ist der Vorderseitenstrang (rot) sowie Afferenzen des Trigeminus (grün)

Spezifisch sensorisch die corpora geniculata

(mediale und laterale Kniehöcker) für Sehen und Hören sowie die ventrobasalen Kerne für die somatische Sensibilität. Diese Kerne sind entwicklungsgeschichtlich jünger (Entwicklung mit Neokortex), arbeiten modalitätsspezifisch und sind somatotopisch klar geordnet.

Sensomotorisch: Nucleus ventralis anterior (verlangsamt Willkürbewegungen) und lateralis (beschleunigt Willkürbewegungen).

Sensorische Integration: Pulvinar thalami

Abbildung: Schema der Thalamuskerne beim Menschen (vgl. dort)
Nach einer Vorlage in edoctoronline.com

LP, nucleus lateralis posterior

VA, nucleus ventralis anterior

VL, nucleus ventralis lateralis

VPL, nucleus ventralis posterior lateralis

VPM, nucleus ventralis posterior medialis

Kerngebiete, die sensorische Impulse verarbeiten, liegen in der lateralen Kerngruppe und im Pulvinar:

Der Nucleus ventralis posterolateralis (VPL) im ventrobasalen Kernkomplex erhält Information aus Rückenmark (Somatosensorik) und Hirnstamm (lemniscus medialis) und projiziert in den parietalen somatosensorischen Kortex. Sein Aufgabengebiet ist die Detektion von Berührung (Oberflächensensibilität) und der Gliedposition (Propriozeption). Er schaltet auch Geschmacksinformationen um.

Der Nucleus ventralis posteromedialis (VPM) verarbeitet Information aus Gesicht und Mund (Afferenzen über Hirnnerven); Fasern aus VPL und VPM projizieren in die area 3b des somatosensorischen Kortex (Oberflächensensibilität).

Der Nucleus ventralis posterior superior (im Bild nicht gezeigt) empfängt propriozeptive Signale aus Muskeln und Gelenken und projiziert in das Kortexareal 3a (Tiefensensibilität).

Das Corpus geniculatum mediale verarbeitet auditive Information: Es sammelt Signale aus den unteren Vierhügeln (colliculi inferiores) und projiziert in die primäre Hörrinde.

Das Corpus geniculatum laterale befasst sich mit der Verarbeitung visueller Information. Sein Eingang ist der N. opticus (Netzhaut), es projiziert in die primäre Sehrinde.

Das Pulvinar (Pu) erhält Impulse aus den oberen Vierhügeln, dem Prätectum und dem Okzipitallappen; es projiziert in den Parieto-temporo-okzipitalen Assoziationskortex sowie den Gyrus cinguli. Seine Aufgaben sind sensorische Integration, Augenbewegungs- und Sprachkontrolle.

Der Nucleus lateralis posterior* (LP) empfängt Signale aus den colliculi superiores (obere Vierhügel) sowie aus Prätectum und Okzipitallappen; er projiziert in den hinteren Parietalkortex. Er übernimmt Aufgaben der sensorischen Integration.

Unspezifische korrespondieren mit spezifischen Thalamuskernen; sie erhalten Afferenzen aus formatio reticularis, Kleinhirn und Basalganglien und projizieren in die gesamte Großhirnrinde. Vertreter sind die nuclei intralaminares (mit dem nucl. centromedianus), der nucl. reticularis und die nuclei mediani.

Übersicht über die Funktionen des Thalamus

Zur Beteiligung des Thalamus an der Motorik s. dort

Über sinnesphysiologische Leistungen des Okzipital- und Parietalhirns, Temporalhirns und Frontalhirns s. dort

Halbseitenläsion (Brown-Séquard-Syndrom)

Bei - in Reinform selten auftretender - halbseitiger Blockade des Rückenmarks (traumatische Durchtrennung der Leitungsbahnen, druckbedingte Ischämie durch Herniation einer Bandscheibe, Tumor) treten motorische, sensible und vegetative Ausfälle auf:

Abbildung: Symptomatik bei Halbseitenläsion
Modifiziert nach einer Vorlage bei thieme.de/viamedici/ klinik-faecher-neurologie

In diesem Fall ist eine halbseitige spinale Leitungsblockade links angenommen. Im betroffenen Segment (Th10) tritt auf der Seite der Läsion eine schlaffe Lähmung auf, alle sensiblen Fähigkeiten sind blockiert.

Unterhalb des Blocks findet sich ipsilateral (hier links) eine spastische Lähmung und ein Ausfall der bewussten Propriozeption (Vibration, Tiefensensibilität), weil die Hinterstrangbahn unterbrochen ist.

Auf der Gegenseite (hier rechts) ist das Temperatur- und Schmerzempfinden aufgehoben (unterbrochene Vorderseitenstrangbahn)

Motorisch kommt es ipsilateral zu einer Halbseitenlähmung, da die absteigenden Fasern zu den motorischen Vorderhornzellen zum Großteil (70-90%) die Seite (in der decussatio pyramidum) schon gekreuzt haben. Auf der Ebene des betroffenen Segments tritt auf der betreffenden Seite eine schlaffe Parese auf, die Eigenreflexe sind nicht auslösbar (Areflexie); unterhalb (kaudal davon) findet sich eine spastische Parese mit Hyperreflexie und Pyramidenbahnzeichen (Kloni), z.B. Babinski-Reflex (Großzehe hebt sich, Kleinzehen bewegen sich nach unten / außen bei Bestreichen des Außenrandes der Fußsohle von Ferse zu Kleinzehe).

Sensibel tritt eine dissoziierte Empfindungsstörung auf: Unterbrechung der aufsteigenden Neuriten der Hinterstrangbahn unterbricht den Tastsinn ipsilateral (Ausfall der bewussten Propriozeption: Störung der Tiefensensibilität, Verlust der Vibrationsempfindung), Unterbrechung des Vorderseitenstranges blockiert kontralateral das Schmerz- und Temperaturempfinden (Analgesie, Thermanästhesie) und führt zu Minderung der Berührungsempfindlichkeit (Hypästhesie) infolge Läsion der spinothalamischen Fasern nach der Kreuzung in der vorderen Kommissur.

Vegetativ: Vasomotorische Fasern der Seitenstränge - im betroffenen Segment auch Nervenzellkörper - sind mitbetroffen. Das bedingt zunächst Überwärmung und Rötung der Haut, die später in Unterdurchblutung und Zyanose münden kann; manchmal tritt fehlende Schweißsekretion auf.

Hinter- und Vorderseitensäule sind mehrschichtige (lamina I bis X) graue Substanz mit zahlreichen synaptischen Verschaltungen und unterschiedlichen Aufgaben

Das Hinterhorn (lamina I bis VII) enthält Endigungen zerebraler Efferenzen und primär-afferenter Axone aus der Peripherie, Interneurone (exzitatorisch und inhibitorisch) sowie Projektionsneurone (lemniskal, spinozerebellär). Lamina I und II (substantia gelatinosa) enthalten Schmerz- (Aδ- und C-), Lamina-V-Neurone multirezeptive Afferenzen (WDR-Neurone: wide dynamic range). Laminae V und VI vermitteln Tiefensensibilität und projizieren über den tractus spinocerebellaris auf das Kleinhirn

Das Seitenhorn ist viszeromotorisch (von C8 bis L3 sympathisch, im Sakralmark parasympathisch); viszerosensible Gebiete befinden sich hauptsächlich im Hinterhorn

Das Vorderhorn (laminae VIII und IX) vermittelt Motorik; stammnahe Muskeln sind von medialen, periphere von lateralen Neuronen innerviert. Die lamina X verbindet die Vorderseitenhörner beider Seiten miteinander und enthält das zentrale Höhlengrau

Somatische Sensibilität wird dem Gehirn über zwei Systeme zugeleitet: Das Hinterstrangsystem (tractus spinobulbaris) leitet epikritische Sensibilität (Tast-, Stellungs-, Bewegungssinn) zu den Hinterstrangkernen (nucl. gracilis von unterer, nucl. cuneatus von oberer Körperhälfte); der Vorderseitenstrang (anterolaterales System) Schmerz und Temperaturempfinden

Spinothalamische Fasern ziehen aus der lamina I (z.T. modalitätsspezifisch) als tractus spinothalamicus lateralis, aus der lamina V (nicht modalitätsspezifisch) als tractus spinothalamicus ventralis zu ihren Zielkernen. Der nucl. ventralis anterior (verlangsamt Willkürbewegungen) und lateralis (beschleunigt Willkürbewegungen); das Pulvinar dient sensorischer Integration

Halbseitenläsionen (Brown-Séquard) treten in Reinform selten auf. Motorisch kommt es zu ipsilateraler Hemiplegie, sensibel zu dissoziierter Empfindungsstörung, vegetativ zu Rötung (früh) bis Zyanose (spät) und evt. fehlender Schweißsekretion