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

  
Körperhaltung und Motorik
 
  Thalamus und Motorik
© H. Hinghofer-Szalkay
Ballismus: βάλλειν = werfen, schleudern
Chorea: χορεία = Tanz

Dopamin: Dihydroxyphenylalanin
Lemniscus: λημνισκοσ = wollenes Band
Pallidum: pallidus = blass
Pulvinar: Lat. Polster
Putamen: putamen = Schale
Striatum: stria = Streifen
Thalamus: θάλαμος = Kammer


Der Thalamus ist eine Gruppierung zahlreicher spezialisierter Kerngruppen.

Diese werden informiert
 

   -- einerseits aus der Peripherie über den aktuellen Zustand des Körpers,
 
   -- andererseits von Kleinhirn und Basalganglien über motorische Vorbereitungsvorgänge.

Aufgabe des motorischen Thalamus ist eine integrierte Förderung bzw. Hemmung kortikaler Bewegungsprogramme: Glutamaterge Neuronen regen Pyramidenzellen an, GABA-erge Fasern der Basalganglien zügeln die anregende Wirkung.

Die motorischen Programmabläufe stehen unter dem Einfluss der lateralen thalamischen Kerngruppe:
 
   -- Der Nucleus ventralis anterior und lateralis befassen sich mit Bewegungsplanung und -kontrolle,
 
   -- der Nucleus ventralis posterior reguliert die Position der Extremitäten,
 
   -- das Pulvinar kümmert sich um die Kontrolle der Okulomotorik.


Thalamus und motorisches System
Laterale Kerngruppe Neostriatum, direkter und indirekter Pfad

Core messages
   
Für die Motorik zuständige Thalamuskerne stehen unter dem Einfluss von Basalganglien und Kleinhirn
 
Die motorische Kontrolle bedarf thalamischer Mechanismen der Modifikation. Der Thalamus erhält nicht nur Impulse aus der Peripherie; Basalganglien und Kleinhirn stellen wesentliche Elemente der "Augenblicksanalyse" der somatischen Situation bei und beeinflussen die Aktivität motorisch relevanter Thalamuskerne.
  

>Abbildung: Thalamuskerne und ihre Projektionen
Nach einer Vorlage in Deetjen / Speckmann, Physiologie, 3. Aufl. Elsevier

Motorische Aufgaben haben der nucleus ventralis anterior und ventralis lateralis (rot)

 
  A, nucleus anterior    CM, centrum medianum    DM, nucleus dorsomedialis    IL, intralaminare Kerne    LP, nucleus lateralis posterior    PO, nucleus posterior    Pu, pulvinar thalami    VA, nucleus ventralis anterior    VL, nucleus ventralis lateralis    VPL, nucleus ventralis posterior lateralis    VPM, nucleus ventralis posterior medialis



  Externer Link: Thalamic nuclei

Glutamaterge Neuronen regen motorische (Pyramiden-)zellen im Kortex an, gleichzeitig besteht inhibitorische Wirkung aus Basalganglien. Der Thalamus wirkt also bewegungsfördernd, steht aber unter zügelnder Kontrolle der Basalganglien (globus pallidus internus, substantia nigra pars reticulata).
  
Laterale Kerngruppe
 
  Die Beeinflussung von Tonusverteilung und Bewegungsabläufen der Skelettmuskulatur erfolgt durch motorische Thalamuskerne - den nucl. ventralis anterolateralis, ventralis posterior, und das Pulvinar.

  
  Der Nucleus ventralis anterolateralis (Nucleus ventralis anterior und lateralis zusammengefasst) ist die primär mit motorischen Aufgaben betraute Kernregion des Thalamus (>Abbildung: rot). Er verbindet (phylogenetisch ältere) motorische Hirnteile - wie Basalganglien und Kleinhirn - mit motorischen Kortexarealen und reguliert so die Planung, Feinabstimmung und Kontrolle von Bewegungsabläufen. Efferenzen gelangen u.a. zum prämotorischen Kortex, wo dann Bewegungen ausgelöst werden.
 
     Die Aktivität der Kerne der ventralen Gruppe ist die meiste Zeit gehemmt; unkontrollierte Entladung ihrer kortikopetalen Fasern führen zu motorischen Störungen (Chorea , Ballismus u.a.).

        Nucleus ventralis anterior (VA)

  Eingang: Basalganglien (globus pallidus, substantia nigra)    Ausgang: Supplementär-motorischer Kortex, Gyrus cinguli

        Nucleus ventralis lateralis (VL)

  Eingang: Kleinhirn    Ausgang: Prä- und primärmotorischer Kortex
 

<Abbildung: Hirnstamm und Kleinhirn
Nach einer Vorlage bei brainmind.com

Die gezeigten Kerngebiete erfüllen motorische Aufgaben


    Der Nucleus ventralis posterior gehört zu einem System, das Tast-, propriozeptive (Gelenkpositionen), Schmerz- und Temperaturinformation aus Haut, Gelenken und Schleimhäuten einspielt. Der Nucleus ventralis posterolateralis (VPL) erhält Impulse über den tractus spinothalamicus und lemnicsus medialis und bearbeitet Information aus Rumpf und Extremitäten, der Nucleus ventralis posteromedialis (VPM) über den Trigeminus (Gesichtsbereich).

Die motorische Aufgabe des Nucleus ventralis posterior ist die Beeinflussung der Extremitätenposition (z.B. Reaktion auf Schmerzreize). Seine Efferenzen ziehen als oberer Thalamusstiel zum Kortex (insbesondere Gyrus postcentralis).
 
  Eingang: Rückenmark, Hirnstamm (lemniscus medialis ), Trigeminus   Ausgang: Parietaler Kortex

  
  Das Pulvinar  ist mit okzipitalen und parietalen Assoziationsgebieten in der Nachbarschaft visueller, akustischer und somatosensorischer Rindenareale reziprik verbunden. Seine motorische Funktion ist die Beteiligung an der Kontrolle von Augenbewegungen.

  Eingang: Obere Vierhügel, Prätectum, Okzipitallappen    Ausgang: Parieto-temporo-okzipitaler Assoziationskortex, Gyrus cinguli
  
Neostriatum, direkter und indirekter Pfad
 
Das Neostriatum (subkortikaler phylogenetisch jüngerer Teil des Streifenkörpers: nucl. caudatus und Putamen ) ist die Pforte der Großhirnrinde (glutamaterge Afferenzen zum Striatum ) zu den Basalganglien und erhält auch Impulse aus intralaminären Thalamuskernen (>Abbildung: IL).

Das Putamen erhält vor allem Afferenzen aus sensorischen (area 1,2,3) und motorischen Gebieten (area 4,6) der prä- und postzentralen Rinde; der nucl. caudatus hingegen aus dem somästhetischen Assoziationskortex (area 5 und 7) sowie dem dorsolateralen Präfrontalkortex.
  

>Abbildung: Verbindung des Thalamus mit motorischen Systemen
Nach einer Vorlage bei ilovephysiology.com

Direkter / indirekter Weg s. Text


Vom Neostriatum führen zwei parallele Systeme zum Thalamus weiter (>Abbildung):

     Der "direkte" Pfad: Das Neostriatum sendet hemmende (GABA, Substanz P) zum medialen globus pallidus und zur substantia nigra und hemmt dort spontanaktive GABAerge Neurone (diese unterdrücken die motorische Anregung des Thalamus).

Die Bahn enthält zwei hemmende Systeme in Serie; Anregung dieser Bahn bewirkt eine Aktivierung motorischer Thalamuskerne (motorische Disinhibition).

  
  Der "indirekte" Pfad: Das Neostriatum sendet hemmende (GABA, Enkephalin) zum lateralen globus pallidus und hemmt dort spontanaktive GABAerge Neurone, die Neurone im nucl. subthalamicus hemmen. Diese regen glutamaterg den medialen globus pallidus an, dessen spontanaktiven GABAergen Neurone unterdrücken motorische Anregung des Thalamus (siehe direkter Pfad).

Die Bahn enthält drei hemmende Systeme in Serie; das Ergebnis einer Anregung diese Bahn ist eine Hemmung motorischer Thalamuskerne (motorische Inhibition).
 
    Näheres dazu vgl. dort
 

 
     Glutamaterge Neuronen im Thalamus regen im Kortex motorische Pyramidenzellen an, sie wirken bewegungsauslösend
 
     Die laterale Kerngruppe - bestehend aus nucl. ventralis anterolateralis, ventralis posterior, und Pulvinar - beeinflusst Tonusverteilung und Bewegungsabläufe
 
     Der nucl. ventralis anterolateralis ist meist inhibiert und reguliert Planung, Feinabstimmung und Kontrolle von Bewegungsabläufen. Seine Efferenzen aktivieren Bewegungsprogramme im prämotorischen Kortex
 
     Der nucl. ventralis posterior empfängt Tast-, propriozeptive, Schmerz- und Temperaturinformation aus Haut, Gelenken und Schleimhäuten sowohl aus Rumpf, Extremitäten und Gesicht (nucl. ventralis posterolateralis), reagiert auf Positions- und Schmerzmeldungen (nucl. ventralis posterior) und projiziert in den parietalen Kortex
 
     Das Pulvinar korrespondiert mit Assoziationsgebieten (visuell, akustisch, somatosensorisch) und beteiligt sich an der Kontrolle von Augenbewegungen. Es projiziert auch auf den gyrus cinguli
 
     Dar Thalamus empfängt Impulse aus zwei parallelen Systemen der Basalganglien: Disinhibierende ("direkter Weg") und inhibierende ("indirekter Weg")
 

 

Eine Reise durch die Physiologie


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