Basalganglien. Struktur, Lage und Funktionen der Basalganglien

Der Koordinator der koordinierten Arbeit des Körpers ist das Gehirn. Es besteht aus verschiedenen Abteilungen, die jeweils spezifische Funktionen wahrnehmen. Die Funktionsfähigkeit einer Person hängt direkt von diesem System ab. Einer seiner wichtigen Teile sind die Basalganglien des Gehirns.

Bewegung und bestimmte Arten höherer Nervenaktivität sind das Ergebnis ihrer Arbeit.

Was sind die Basalganglien?

Der aus dem Lateinischen übersetzte Begriff „basal“ bedeutet „auf die Basis bezogen“. Es war kein Zufall.

Riesige Bereiche grauer Substanz - subkortikale Kerne Gehirn. Die Besonderheit des Ortes liegt in der Tiefe. Basalganglien, wie sie auch genannt werden, gehören zu den „verborgensten“ Bauwerken überhaupt menschlicher Körper. Das Vorderhirn, in dem sie beobachtet werden, befindet sich oberhalb des Hirnstamms und zwischen den Frontallappen.

Diese Formationen stellen ein Paar dar, dessen Teile symmetrisch zueinander sind. Die Basalganglien vertiefen sich in die weiße Substanz des Telencephalons. Dank dieser Anordnung werden Informationen von einer Abteilung zur anderen übertragen. Interaktion mit anderen Bereichen Nervensystem erfolgt mit speziellen Verfahren.

Basierend auf der Topographie des Gehirnabschnitts ist der anatomische Aufbau der Basalganglien wie folgt:

• Das Striatum, das den Nucleus caudatus des Gehirns umfasst.
• Der Zaun ist eine dünne Platte aus Neuronen. Von anderen Strukturen durch Streifen weißer Substanz getrennt.
• Amygdala. Befindet sich in den Schläfenlappen. Es wird als Teil des limbischen Systems bezeichnet, das das Hormon Dopamin empfängt, das für die Kontrolle von Stimmung und Emotionen sorgt. Es handelt sich um eine Ansammlung von Zellen der grauen Substanz.
• Linsenförmiger Kern. Beinhaltet Globus pallidus und Putamen. Befindet sich in den Frontallappen.

Auch Wissenschaftler haben sich entwickelt funktionale Klassifizierung. Dies ist eine Darstellung der Basalganglien in Form der Kerne des Zwischenhirns, des Mittelhirns und des Striatums. Anatomie impliziert ihre Kombination in zwei große Strukturen.

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Die erste heißt striopallidal. Es umfasst den Nucleus caudatus, den weißen Ball und das Putamen. Der zweite ist extrapyramidal. Neben den Basalganglien umfasst es die Medulla oblongata, das Kleinhirn, die Substantia nigra und Elemente des Vestibularapparates.

Funktionalität der Basalganglien

Der Zweck dieser Struktur hängt von der Interaktion mit angrenzenden Bereichen ab, insbesondere mit den kortikalen Abschnitten und Abschnitten des Rumpfes. Und zusammen mit der Brücke, dem Kleinhirn und dem Rückenmark koordinieren und verbessern die Basalganglien grundlegende Bewegungen.

Ihre Hauptaufgabe besteht darin, die lebenswichtigen Funktionen des Körpers sicherzustellen, Grundfunktionen auszuführen und Prozesse im Nervensystem zu integrieren.

Die wichtigsten sind:

• Der Beginn der Schlafperiode.
• Stoffwechsel im Körper.
• Reaktion der Blutgefäße auf Druckänderungen.
• Sicherstellung der Aktivität von Schutz- und Orientierungsreflexen.
• Wortschatz und Sprache.
• Stereotype, häufig wiederholte Bewegungen.
• Die Haltung beibehalten.
• Muskelentspannung und -spannung, Fein- und Grobmotorik.
• Emotionen zeigen.
• Gesichtsausdrücke.
• Essverhalten.

Symptome einer Funktionsstörung der Basalganglien

Das allgemeine Wohlbefinden eines Menschen hängt direkt vom Zustand der Basalganglien ab. Ursachen für Funktionsstörungen: Infektionen, genetische Erkrankungen, Verletzungen, Stoffwechselversagen, Entwicklungsstörungen. Oftmals bleiben die Symptome längere Zeit unbemerkt und die Patienten nehmen das Unwohlsein nicht wahr.

Charakteristische Merkmale:

• Lethargie, Apathie, schlechter allgemeiner Gesundheitszustand und schlechte Stimmung.
• Zittern in den Gliedmaßen.
• Verminderter oder erhöhter Muskeltonus, Bewegungseinschränkung.
• Schlechter Gesichtsausdruck, Unfähigkeit, Gefühle mit dem Gesicht auszudrücken.
• Stottern, Veränderungen in der Aussprache.
• Zittern in den Gliedmaßen.
• Bewusstseinstrübung.
• Probleme beim Erinnern.
• Verlust der Koordination im Raum.
• Das Auftreten ungewöhnlicher Körperhaltungen für einen Menschen, die ihm zuvor unangenehm waren.

Diese Symptomatik vermittelt ein Verständnis für die Bedeutung der Basalganglien für den Körper. Bisher sind nicht alle Funktionen und Methoden der Interaktion mit anderen Gehirnsystemen geklärt. Einige sind für Wissenschaftler immer noch ein Rätsel.

Pathologische Zustände der Basalganglien

Pathologien dieses Körpersystems äußern sich in einer Reihe von Krankheiten. Auch der Schadensgrad variiert. Das menschliche Leben hängt direkt davon ab.

1. Funktionsmangel. Tritt in einem frühen Alter auf. Sie ist oft eine Folge genetischer Anomalien, die der Vererbung entsprechen. Bei Erwachsenen führt es zur Parkinson-Krankheit oder einer subkortikalen Lähmung.
2. Neubildungen und Zysten. Die Lokalisierung ist vielfältig. Ursachen: Mangelernährung der Neuronen, gestörter Stoffwechsel, Atrophie des Gehirngewebes. Pathologische Prozesse treten in der Gebärmutter auf: Beispielsweise ist das Auftreten einer Zerebralparese mit einer Schädigung der Basalganglien im zweiten und dritten Schwangerschaftstrimester verbunden. Schwierige Geburten, Infektionen und Verletzungen im ersten Lebensjahr eines Kindes können das Wachstum von Zysten hervorrufen. Die Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung ist eine Folge mehrerer Neoplasien bei Säuglingen. Im Erwachsenenalter tritt auch eine Pathologie auf. Gefährliche Konsequenz- Blutung im Gehirn, die häufig zu allgemeiner Lähmung oder zum Tod führt. Aber es gibt asymptomatische Zysten. In diesem Fall ist keine Behandlung erforderlich, sie müssen beobachtet werden.
3. Kortikale Lähmung- eine Definition, die über die Folgen von Veränderungen in der Aktivität des Globus pallidus und des striopallidalen Systems spricht. Es ist durch ein Strecken der Lippen, ein unwillkürliches Zucken des Kopfes und eine Verzerrung des Mundes gekennzeichnet. Es werden Krämpfe und chaotische Bewegungen festgestellt.

Diagnose von Pathologien

Der erste Schritt zur Ursachenklärung ist eine Untersuchung durch einen Neurologen. Seine Aufgabe ist es, die Krankengeschichte zu analysieren, den Allgemeinzustand zu beurteilen und eine Reihe von Untersuchungen anzuordnen.

Am meisten Exponentielle Methode Diagnostik - MRT. Durch das Verfahren wird die Lage des betroffenen Bereichs genau bestimmt.

Computertomographie, Ultraschall, Elektroenzephalographie, Untersuchung der Struktur von Blutgefäßen und der Blutversorgung des Gehirns helfen bei der Erstellung einer genauen Diagnose.

Es ist falsch, vor der Durchführung der oben genannten Maßnahmen über die Verschreibung eines Behandlungsplans und die Prognose zu sprechen. Erst nach Erhalt der Ergebnisse und sorgfältiger Prüfung dieser Ergebnisse gibt der Arzt Empfehlungen an den Patienten.

Folgen von Basalganglienpathologien

Basalganglien (Basalganglien) - Dies ist ein striopallidales System, das aus drei Paaren großer Kerne besteht, die in der weißen Substanz des Telencephalons an der Basis der Großhirnhemisphären eingetaucht sind und die sensorischen und assoziativen Zonen der Großhirnrinde mit der motorischen Großhirnrinde verbinden.

Struktur

Phylogenetisch alter Teil Basalganglien – der Globus pallidus, eine spätere Formation – das Striatum und der jüngste Teil – der Zaun.

Der Globus pallidus besteht aus äußeren und inneren Segmenten; Striatum – aus dem Nucleus caudatus und dem Putamen. Der Zaun befindet sich zwischen dem Putamen und der Inselrinde. Funktionell gehören zu den Basalganglien auch die Nuclei subthalamicus und die Substantia nigra.

Funktionelle Verbindungen der Basalganglien

Erregende afferente Impulse dringen überwiegend aus drei Quellen in das Striatum (Nucleus caudatus) ein:

1) aus allen Bereichen des Kortex direkt und indirekt über den Thalamus;

2) aus unspezifischen Kernen des Thalamus;

3) aus der Substantia nigra.

Unter den efferenten Verbindungen der Basalganglien lassen sich drei Hauptausgänge feststellen:

• Vom Striatum gehen Hemmbahnen direkt und unter Beteiligung des Nucleus subthalamicus zum Globus pallidus; vom Globus pallidus beginnt der wichtigste efferente Weg der Basalganglien, der hauptsächlich zu den ventralen motorischen Kernen des Thalamus führt, von denen der erregende Weg zum motorischen Kortex führt;
• Ein Teil der efferenten Fasern vom Globus pallidus und dem Striatum gelangt zu den Zentren des Hirnstamms (Formatio reticularis, roter Kern und dann zum Rückenmark) sowie durch die untere Olive zum Kleinhirn.
• Vom Striatum aus gelangen Hemmwege zur Substantia nigra und nach der Umschaltung zu den Kernen des Thalamus.

Daher sind die Basalganglien ein Zwischenglied. Sie verbinden den assoziativen und teilweise sensorischen Kortex mit dem motorischen Kortex. Daher gibt es in der Struktur der Basalganglien mehrere parallel funktionierende Funktionsschleifen, die sie mit der Großhirnrinde verbinden.

Abb.1. Diagramm der Funktionsschleifen, die durch die Basalganglien verlaufen:

1 – Skelett-Motor-Schleife; 2 – Okulomotorische Schleife; 3 – komplexe Schleife; DC – motorischer Kortex; PMC – prämotorischer Kortex; SSC – somatosensorischer Kortex; PFC – präfrontaler Assoziationskortex; P8 – Feld des achten Frontalkortex; P7 – Feld des siebten parietalen Kortex; FAC – frontaler Assoziationskortex; VLN – ventrolateraler Kern; MDN – mediodorsaler Kern; PVN – vorderer ventraler Kern; BS – Globus pallidus; SN – schwarze Substanz.

Die Skelett-Motor-Schleife verbindet den prämotorischen, motorischen und somatosensorischen Kortex mit dem Putamen. Der Impuls von dort geht zum Globus pallidus und zur Substantia nigra und kehrt dann durch den motorischen ventrolateralen Kern zum prämotorischen Bereich des Kortex zurück. Es wird angenommen, dass diese Schleife dazu dient, Bewegungsparameter wie Amplitude, Stärke und Richtung zu regulieren.

Die Okulomotorikschleife verbindet die Bereiche des Kortex, die die Blickrichtung steuern, mit dem Nucleus caudatus. Von dort geht der Impuls zum Globus pallidus und zur Substantia nigra, von wo aus er jeweils in die assoziativen mediodorsalen und vorderen Relais-Ventralkerne des Thalamus projiziert wird und von dort zum frontalen okulomotorischen Feld zurückkehrt 8. Diese Schleife ist beteiligt bei der Regulierung sakkadischer Augenbewegungen (Sakkal).

Es wird auch angenommen, dass es komplexe Schleifen gibt, durch die Impulse aus den frontalen Assoziationszonen des Kortex in den Nucleus caudatus, den Globus pallidus und die Substantia nigra gelangen. Anschließend gelangt es über die mediodorsalen und ventralen vorderen Kerne des Thalamus zurück zum assoziativen frontalen Kortex. Es wird angenommen, dass diese Schleifen an der Umsetzung höherer psychophysiologischer Funktionen des Gehirns beteiligt sind: Motivationskontrolle, Vorhersage, kognitive Aktivität.

Funktionen

Funktionen des Striatums

Einfluss des Striatums auf den Globus pallidus. Die Beeinflussung erfolgt vor allem durch den hemmenden Neurotransmitter GABA. Allerdings geben einige Neuronen des Globus pallidus gemischte Antworten, andere nur EPSPs. Das heißt, das Striatum hat eine doppelte Wirkung auf den Globus pallidus: hemmend und erregend, wobei die hemmende Wirkung überwiegt.

Einfluss des Striatums auf die Substantia nigra. Zwischen der Substantia nigra und dem Striatum bestehen bilaterale Verbindungen. Neuronen des Striatums haben eine hemmende Wirkung auf Neuronen der Substantia nigra. Neuronen der Substantia nigra wiederum haben eine modulierende Wirkung auf die Hintergrundaktivität von Neuronen im Striatum. Neben der Beeinflussung des Striatums hat die Substantia nigra eine hemmende Wirkung auf die Neuronen des Thalamus.

Einfluss des Striatums auf den Thalamus. Eine Reizung des Striatums führt zum Auftreten von Rhythmen mit hoher Amplitude im Thalamus, die für die Tiefschlafphase charakteristisch sind. Die Zerstörung des Striatums stört den Schlaf-Wach-Rhythmus, indem die Schlafdauer verkürzt wird.

Einfluss des Striatums auf den motorischen Kortex. Der Nucleus caudatus des Striatums „hemmt“ Bewegungsfreiheitsgrade, die unter gegebenen Bedingungen unnötig sind, und sorgt so für die Ausbildung einer deutlichen motorischen Abwehrreaktion.

Stimulation des Striatums. Die Stimulation des Striatums in seinen verschiedenen Teilen löst unterschiedliche Reaktionen aus: Drehen von Kopf und Rumpf in die entgegengesetzte Richtung zur Stimulation; Verzögerung der Lebensmittelproduktionsaktivität; Unterdrückung des Schmerzempfindens.

Schädigung des Striatums. Eine Schädigung des Nucleus caudatus des Striatum führt zu Hyperkinese (übermäßige Bewegungen) – Chorea und Athetose.

Funktionen des Globus pallidus

Vom Striatum aus erhält der Globus pallidus überwiegend hemmenden und teilweise erregenden Einfluss. Es hat jedoch eine modulierende Wirkung auf den motorischen Kortex, das Kleinhirn, den roten Kern und die Formatio reticularis. Der Globus pallidus hat eine aktivierende Wirkung auf das Hunger- und Sättigungszentrum. Die Zerstörung des Globus pallidus führt zu Adynamie, Schläfrigkeit und emotionaler Trägheit.

Ergebnisse der Aktivität aller Basalganglien:

• Entwicklung komplexer motorischer Handlungen zusammen mit dem Kleinhirn;
• Steuerung der Bewegungsparameter (Kraft, Amplitude, Geschwindigkeit und Richtung);
• Regulierung des Schlaf-Wach-Rhythmus;
• Beteiligung am Mechanismus der Bildung bedingter Reflexe, komplexer Wahrnehmungsformen (z. B. Textverständnis);
• Beteiligung an der Unterdrückung aggressiver Reaktionen.

In dem Artikel werden wir über die Basalganglien sprechen. Was ist das und welche Rolle spielt diese Struktur für die menschliche Gesundheit? Alle Fragen werden im Artikel ausführlich besprochen, danach werden Sie die Bedeutung absolut jedes „Details“ in Ihrem Körper und Kopf verstehen.

Worüber reden wir?

Wir alle wissen sehr gut, dass das menschliche Gehirn eine sehr komplexe, einzigartige Struktur ist, in der absolut alle Elemente durch Millionen neuronaler Verbindungen untrennbar und fest miteinander verbunden sind. Es gibt Grau im Gehirn und das erste ist eine gemeinsame Ansammlung vieler Nervenzellen, und das zweite ist für die Geschwindigkeit der Impulsübertragung zwischen Neuronen verantwortlich. Neben dem Kortex gibt es natürlich noch weitere Strukturen. Es handelt sich um Kerne oder Basalganglien, die aus grauer Substanz bestehen und in weißer Substanz vorkommen. Sie sind in vielerlei Hinsicht für die normale Funktion des Nervensystems verantwortlich.

Basalganglien: Physiologie

Diese Kerne befinden sich in der Nähe der Großhirnhemisphären. Sie haben viele lange Fortsätze, die Axone genannt werden. Dank ihnen werden Informationen, also Nervenimpulse, an verschiedene Strukturen des Gehirns weitergeleitet.

Struktur

Der Aufbau der Basalganglien ist vielfältig. Grundsätzlich werden sie nach dieser Klassifikation in solche eingeteilt, die zum extrapyramidalen und limbischen System gehören. Beide Systeme haben großen Einfluss auf die Funktion des Gehirns und stehen in enger Wechselwirkung mit diesem. Sie betreffen den Thalamus, den Parietal- und den Frontallappen. Das extrapyramidale Netzwerk besteht aus den Basalganglien. Es durchdringt die subkortikalen Teile des Gehirns vollständig und hat einen großen Einfluss auf die Funktion aller Funktionen des menschlichen Körpers. Diese bescheidenen Formationen bleiben sehr oft unterschätzt, und doch ist ihre Arbeit noch nicht vollständig erforscht.

Funktionen

Die Funktionen der Basalganglien sind nicht zahlreich, aber sie sind bedeutsam. Wie wir bereits wissen, sind sie eng mit allen anderen Gehirnstrukturen verbunden. Aus dem Verständnis dieser Aussage ergeben sich tatsächlich die wichtigsten:

1. Kontrolle über die Umsetzung von Integrationsprozessen bei höherer Nervenaktivität.
2. Einfluss auf die Funktion des autonomen Nervensystems.
3. Regulierung menschlicher motorischer Prozesse.

Woran sind sie beteiligt?

Es gibt eine Reihe von Prozessen, an denen Kerne direkt beteiligt sind. Die Basalganglien, deren Struktur, Entwicklung und Funktionen wir betrachten, sind an folgenden Aktionen beteiligt:

• die Geschicklichkeit einer Person beim Umgang mit einer Schere beeinträchtigen;
• Genauigkeit beim Einschlagen der Nägel;
• Reaktionsgeschwindigkeit, Dribbeln des Balls, Genauigkeit beim Schlagen des Korbs und Geschicklichkeit beim Schlagen des Balls beim Basketball, Fußball, Volleyball;
• Kontrolle der Stimme beim Singen;
• Koordinierung der Aktionen beim Graben des Bodens.

Diese Kerne beeinflussen beispielsweise auch komplexe motorische Prozesse Feinmotorik. Dies drückt sich in der Art und Weise aus, wie sich die Hand beim Schreiben oder Zeichnen bewegt. Wenn die Funktion dieser Gehirnstrukturen gestört ist, wird die Handschrift unleserlich, rau und „unsicher“ sein. Mit anderen Worten: Es scheint, als hätte die Person erst kürzlich einen Stift in die Hand genommen.

Neue Untersuchungen haben gezeigt, dass die Basalganglien auch die Art der Bewegung beeinflussen können:

• kontrollierbar oder plötzlich;
• oft wiederholt oder neu, völlig unbekannt;
• einfach einsilbig oder sequentiell und sogar gleichzeitig.

Viele Forscher glauben nicht ohne Grund, dass die Funktion der Basalganglien darin besteht, dass eine Person automatisch handeln kann. Dies deutet darauf hin, dass eine Person viele Aktionen unterwegs ausführt, ohne ihnen Aufmerksamkeit zu schenken besondere Aufmerksamkeit, sind gerade dank der Kernel möglich. Die Physiologie der Basalganglien ist so beschaffen, dass sie die automatischen Aktivitäten des Menschen steuern und regulieren, ohne dem Zentralnervensystem Ressourcen zu entziehen. Das heißt, wir müssen verstehen, dass es diese Strukturen sind, die weitgehend steuern, wie sich ein Mensch unter Stress oder in einer unverständlichen Gefahrensituation verhält.

Im normalen Leben übertragen die Basalganglien lediglich Impulse, die von den Frontallappen ausgehen, an andere Gehirnstrukturen. Ziel ist es, bekannte Handlungen gezielt auszuführen, ohne das Zentralnervensystem zu belasten. In gefährlichen Situationen „schalten“ die Ganglien jedoch und ermöglichen es dem Menschen, automatisch die optimale Entscheidung zu treffen.

Pathologien

Läsionen der Basalganglien können sehr unterschiedlich sein. Schauen wir uns einige davon an. Dabei handelt es sich um degenerative Läsionen des menschlichen Gehirns (z. B. Parkinson-Krankheit oder Chorea Huntington). Hierbei kann es sich um erblich bedingte genetische Erkrankungen handeln, die mit Stoffwechselstörungen einhergehen. Pathologien, die durch Fehlfunktionen von Enzymsystemen gekennzeichnet sind. Krankheiten Schilddrüse kann auch aufgrund von Funktionsstörungen der Kerne auftreten. Mögliche Pathologien infolge einer Manganvergiftung. Hirntumoren können die Funktion der Basalganglien beeinträchtigen, und das ist vielleicht die unangenehmste Situation.

Formen von Pathologien

Forscher identifizieren herkömmlicherweise zwei Hauptformen der Pathologie, die beim Menschen auftreten können:

1. Funktionelle Probleme. Dies kommt häufig bei Kindern vor. Die Ursache liegt in den meisten Fällen in der Genetik. Kann bei Erwachsenen nach einem Schlaganfall, einem schweren Trauma oder einer Blutung auftreten. Im Alter sind es übrigens Störungen im extrapyramidalen System des Menschen, die die Parkinson-Krankheit verursachen.
2. Tumore und Zysten. Diese Pathologie ist sehr gefährlich und erfordert einen sofortigen medizinischen Eingriff. Ein charakteristisches Symptom ist das Vorliegen schwerwiegender und langwieriger neurologischer Erkrankungen.

Erwähnenswert ist auch, dass die Basalganglien des Gehirns die Flexibilität menschlichen Verhaltens beeinflussen können. Das bedeutet, dass die Person beginnt, sich darin zu verlieren verschiedene Situationen Sie können nicht schnell reagieren, sich nicht an Schwierigkeiten anpassen oder einfach nach ihrem gewohnten Algorithmus handeln. Es ist auch schwierig zu verstehen, wie man sich in einer für einen normalen Menschen einfachen Situation logisch verhält.

Eine Schädigung der Basalganglien ist gefährlich, da eine Person praktisch unbelehrbar wird. Das ist logisch, denn Lernen ähnelt einer automatisierten Aufgabe und wie wir wissen, sind diese Kerne für solche Aufgaben verantwortlich. Es ist jedoch behandelbar, wenn auch sehr langsam. In diesem Fall sind die Ergebnisse unbedeutend. Vor diesem Hintergrund verliert der Mensch die Kontrolle über seine Bewegungskoordination. Von außen scheint es, als würde er sich scharf und ungestüm bewegen, als würde er zucken. In diesem Fall kann es tatsächlich zu Zittern der Gliedmaßen oder zu unwillkürlichen Handlungen kommen, über die der Patient keine Kontrolle hat.

Korrektur

Die Behandlung der Störung hängt ganz davon ab, was sie verursacht hat. Die Behandlung wird von einem Neurologen durchgeführt. Sehr oft lässt sich das Problem nur mit Hilfe einer dauerhaften medikamentösen Behandlung lösen. Diese Systeme sind jedoch nicht in der Lage, sich selbstständig zu erholen traditionelle Methoden sind äußerst selten. Das Wichtigste, was von einer Person verlangt wird, ist, rechtzeitig einen Arzt aufzusuchen, denn nur so wird sich die Situation verbessern und sogar sehr unangenehme Symptome vermieden werden. Der Arzt stellt durch Beobachtung des Patienten eine Diagnose. Auch verwendet moderne Methoden Diagnostik wie MRT und CT des Gehirns.

Zusammenfassend möchte ich sagen, dass für das normale Funktionieren des menschlichen Körpers und insbesondere des Gehirns das korrekte Funktionieren aller seiner Strukturen und auch derjenigen, die auf den ersten Blick völlig unbedeutend erscheinen mögen, von entscheidender Bedeutung ist.

Der Teil des Gehirns, der sich unterhalb der Großhirnrinde befindet, besteht, wie bereits erwähnt, hauptsächlich aus weißer Substanz, aus der die mit Myelin bedeckten Nervenfasern bestehen. Direkt über den Ventrikeln – den Hohlräumen des Gehirns – befindet sich beispielsweise der Corpus callosum, der die rechte und linke Gehirnhälfte verbindet.

Nervenfasern, die den Corpus callosum durchqueren, vereinen das Gehirn zu einem einzigen funktionellen Ganzen, aber möglicherweise können die Hemisphären unabhängig voneinander arbeiten.

Zur Verdeutlichung können wir das Beispiel der Augen heranziehen. Wir haben zwei Augen, die normalerweise wie eins zusammenarbeiten. Wenn wir jedoch ein Auge schließen, können wir mit einem Auge ganz gut sehen. Eine einäugige Person sollte niemals als blind betrachtet werden. Ebenso führt die Entfernung einer Hemisphäre von einem Versuchstier nicht dazu, dass es hirnlos wird. Die verbleibende Hemisphäre übernimmt bis zu einem gewissen Grad die Funktionen der entfernten Hemisphäre. Normalerweise ist jede Hemisphäre in erster Linie für „ihre“ Körperhälfte verantwortlich. Wenn das Corpus callosum gekreuzt wird, während beide Hemisphären an Ort und Stelle bleiben, geht die Koordination der Gehirnhälften verloren und beide Körperhälften geraten mehr oder weniger unabhängig unter die Kontrolle der nicht verbundenen Gehirnhälften. IN buchstäblich Das Tier entwickelt zwei Gehirne. Solche Experimente wurden an Affen durchgeführt. (Nachdem das Corpus callosum durchtrennt wurde, wurden einige weitere Fasern der Sehnerven durchtrennt, sodass jedes Auge nur mit einer Gehirnhälfte verbunden war.) Nach dieser Operation konnte jedes Auge separat für die Ausführung unterschiedlicher Aufgaben trainiert werden. Beispielsweise kann einem Affen beigebracht werden, sich auf ein Kreuz in einem Kreis als Markierung für einen Lebensmittelbehälter zu konzentrieren. Bleibt beim Training nur das linke Auge offen, wird auch nur dieses auf die Lösung des Problems trainiert. Schließt man dann das linke Auge des Affen und öffnet das rechte, dann wird er der Aufgabe nicht gewachsen sein und durch Ausprobieren nach Nahrung suchen. Wenn jedes Auge darauf trainiert wird, gegensätzliche Probleme zu lösen, und dann beide Augen geöffnet werden, löst der Affe sie nacheinander und wechselt dabei die Aktivitäten. Es scheint, dass die Gehirnhälften jedes Mal höflich den Staffelstab aneinander weitergeben.

Natürlich besteht in einer solch unklaren Situation, in der die Funktionen des Körpers von zwei unabhängigen Gehirnen gesteuert werden, immer die Gefahr von Verwirrung und Verwirrung. interne Konflikte. Um diese Situation zu vermeiden, wird eine der Hemisphären (beim Menschen fast immer die linke) dominant, also dominant. Der sprachkontrollierende Broca-Bereich, den ich erwähnt habe, befindet sich in der linken Hemisphäre, nicht in der rechten. Linke Hemisphäre kontrolliert die rechte Körperhälfte, und dies erklärt die Tatsache, dass die überwiegende Mehrheit der Menschen auf der Erde Rechtshänder sind. Darüber hinaus ist selbst bei Linkshändern immer noch die linke Hemisphäre die dominierende Hemisphäre. Beidhändige Menschen, die keine eindeutige Dominanz einer Hemisphäre haben, haben in der frühen Kindheit manchmal Schwierigkeiten, Sprache zu entwickeln. Die subkortikalen Bereiche des Gehirns bestehen aus mehr als nur weißer Substanz. Unterhalb der Großhirnrinde befinden sich außerdem kompakte Bereiche grauer Substanz. Diese werden Basalganglien1 genannt.

1 Das Wort „Ganglion“ ist griechischen Ursprungs und bedeutet „Knoten“. Hippokrates und seine Anhänger verwendeten dieses Wort für knötchenartige subkutane Tumoren. Galen, ein römischer Arzt um 200 n. Chr., begann mit dem Begriff, sich auf Ansammlungen von Nervenzellen zu beziehen, die entlang von Nervenstämmen hervorstehen. Dieses Wort wird auch heute noch in diesem Sinne verwendet.

Über den anderen Basalganglien, im Subkortex, befindet sich der Nucleus caudatus. Die graue Substanz des Nucleus caudatus biegt sich nach unten und bildet den Amygdalakern. An der Seite der Amygdala befindet sich der Linsenkern und zwischen ihnen befindet sich eine Schicht aus weißer Substanz innere Kapsel. Die Kerne sind keine völlig homogenen Gebilde; sie enthalten auch weiße Substanz der Bahnen, durch die myelinisierte Nervenfasern verlaufen, was den Basalganglien ein gestreiftes Aussehen verleiht. Aus diesem Grund erhielten beide Kerne den einheitlichen Namen Striatum.

Im Inneren der Kuppel, die aus dem Komplex aus Striatum, Nucleus caudatus und Nucleus lentiformis besteht, befindet sich ein weiterer großer Bereich grauer Substanz, der Thalamus oder Thalamus genannt wird.

Die Basalganglien sind schwer zu untersuchen, da sie tief unter der Großhirnrinde verborgen sind großes Gehirn. Es gibt jedoch Hinweise darauf, dass die subkortikalen Basalganglien eine wichtige Rolle bei der aktiven und passiven Gehirnfunktion spielen. Die weiße Substanz des Striatums kann gewissermaßen als schmaler Engpass betrachtet werden. Alle motorischen Nervenfasern, die von der Großhirnrinde kommen, und alle sensorischen Nervenfasern, die zur Großhirnrinde aufsteigen, müssen diese passieren. Daher führt jede Schädigung dieses Bereichs zu einer weitreichenden Beeinträchtigung der Körperfunktionen. Eine solche Läsion kann beispielsweise die Sensibilität und Fähigkeit zur Bewegung der gesamten Körperhälfte gegenüber der Hemisphäre, in der die Schädigung der subkortikalen Ganglien aufgetreten ist, beeinträchtigen. Eine solche einseitige Läsion wird Heminlegie („Schlaganfall der Körperhälfte“, griechisch) genannt. (Der Verlust der Bewegungsfähigkeit wird mit dem griechischen Begriff „Lähmung“ bezeichnet, was „Entspannung“ bedeutet. Die Muskeln entspannen sich sozusagen. Die Krankheit, die zum plötzlichen Einsetzen der Lähmung führt, wird oft als Schlaganfall oder Schlaganfall bezeichnet, weil der von dieser Krankheit Betroffene fällt plötzlich von den Füßen, als ob er von einem unsichtbaren stumpfen Gegenstand auf den Kopf geschlagen worden wäre.)

Es wurde vermutet, dass eine der Funktionen der Basalganglien darin besteht, die Aktivität des motorischen Kortex der Großhirnhemisphären zu steuern. (Diese Funktion ist dem extrapyramidalen System inhärent, zu dem die Basalganglien gehören.) Die subkortikalen Ganglien verhindern, dass der Kortex zu überstürzt und schnell reagiert. Bei Störungen der Basalganglien beginnen sich die entsprechenden Bereiche der Hirnrinde unkontrolliert zu entladen, was zu krampfartigen unwillkürlichen Muskelkontraktionen führt.

Typischerweise betreffen solche Störungen die Nacken-, Kopf-, Hand- und Fingermuskulatur. Dadurch zittern Kopf und Hände ständig leicht. Dieses Zittern macht sich besonders im Ruhezustand bemerkbar. Es nimmt ab oder verschwindet, wenn eine gezielte Bewegung beginnt. Mit anderen Worten: Das Zittern verschwindet, wenn der Kortex mit echten Aktionen beginnt, und erzeugt keine einzelnen rhythmischen Entladungen.

Die Muskeln anderer Gruppen werden in solchen Fällen ungewöhnlich unbeweglich, obwohl keine wirkliche Lähmung vorliegt. Die Mimik verliert ihre Lebendigkeit, das Gesicht wird maskenhaft, der Gang wird eingeschränkt, die Arme hängen bewegungslos am Körper entlang, ohne die für das Gehen charakteristischen Bewegungen auszuführen. Diese Kombination aus eingeschränkter Beweglichkeit der Schultern, Unterarme und des Gesichts mit erhöhter pathologischer Beweglichkeit des Kopfes und der Hände hat den umstrittenen Namen „Schüttellähmung“ erhalten. Die Schüttelparese wurde erstmals 1817 vom englischen Arzt James Parkinson ausführlich beschrieben und wird seitdem als Parkinson-Krankheit bezeichnet.

Eine gewisse Linderung bringt die absichtliche Schädigung bestimmter Basalganglien, die offenbar die Ursache für „zitternden Hund“ sind. Eine Möglichkeit besteht darin, den betroffenen Bereich mit einer dünnen Sonde zu berühren, wodurch das Zittern (Zittern) und die Steifheit (Steifheit) gestoppt werden. Anschließend wird dieser Bereich mit flüssigem Stickstoff bei einer Temperatur von -50 °C zerstört. Bei erneuten Beschwerden kann der Eingriff wiederholt werden. Offensichtlich ist ein nicht funktionierender Knoten besser als ein schlecht funktionierender.

In einigen Fällen führt eine Schädigung der Basalganglien zu weiterreichenden Störungen, die sich in Form spastischer Kontraktionen äußern große Flächen Muskeln. Es scheint, dass der Patient einen unbeholfenen, krampfhaften Tanz aufführt. Diese Bewegungen werden Chorea („trochea“ – „Tanz“, griechisch) genannt. Chorea kann Kinder nach Rheuma betreffen, wenn der Infektionsprozess die subkortikalen Formationen des Gehirns betrifft. Diese Form der Krankheit wurde erstmals 1686 vom englischen Arzt Thomas Sydenham beschrieben, weshalb sie Sydenham-Chorea genannt wird.

Im Mittelalter kam es sogar zu epidemischen Ausbrüchen des „Tanzwahnsinns“, der zeitweise ganze Regionen und Provinzen erfasste. Dabei handelte es sich wahrscheinlich nicht um echte Chorea-Epidemien; die Wurzeln dieses Phänomens müssen in psychischen Störungen gesucht werden. Man muss annehmen, dass Geisteswahn das Ergebnis der Beobachtung von Fällen echter Chorea war. Einige verfielen durch hysterische Mimikry in denselben Zustand, andere folgten seinen Anweisungen.

Maßnahme, die zu Ausbrüchen führte. Es entstand der Glaube, dass man von dieser Manie geheilt werden könnte, indem man eine Pilgerfahrt zum Grab des Heiligen Vitus unternimmt. Aus diesem Grund wird Sydenhams Chorea auch „Veitstanz“ genannt.

Es gibt auch erblich bedingte Chorea, oft Chorea Huntington genannt, benannt nach dem amerikanischen Arzt George Summer Huntington, der sie 1872 erstmals beschrieb. Dies ist eine schwerwiegendere Krankheit als der Veitstanz, der schließlich spontan heilt. Gentiigtons Chorea tritt erstmals im Erwachsenenalter (zwischen 30 und 50 Jahren) auf. Gleichzeitig kommt es auch zu psychischen Störungen. Der Zustand der Patienten verschlechtert sich allmählich und führt schließlich zum Tod. Wie der Name schon sagt, handelt es sich hierbei um eine Erbkrankheit. Zwei Brüder, die an Chorea Huntington litten, wanderten einst von England in die Vereinigten Staaten aus. Es wird angenommen, dass alle Patienten in den Vereinigten Staaten Nachkommen dieser Brüder sind.

Der Thalamus ist das Zentrum der somatosensorischen Sensibilität – das Zentrum der Wahrnehmung von Berührung, Schmerz, Hitze, Kälte und Muskelgefühl. Das ist sehr wichtig Komponente retikuläre aktivierende Formation, die eingehende sensorische Daten empfängt und siebt. Die stärksten Reize, wie zum Beispiel Schmerzen, sind extrem hoch bzw niedrige Temperatur, werden im Thalamus gefiltert und sanftere Reize in Form von Berührung, Wärme oder Kühle gelangen weiter zur Großhirnrinde. Es entsteht der Eindruck, dass man dem Kortex nur geringfügige Reize anvertrauen kann, die ein gemächliches Nachdenken und ein gemächliches Reagieren ermöglichen. Grobe Reize, die eine sofortige Reaktion erfordern und nicht verzögert werden können, werden im Thalamus schnell verarbeitet, woraufhin eine mehr oder weniger automatische Reaktion erfolgt.

Aus diesem Grund besteht die Tendenz, zwischen dem Kortex, dem Zentrum des kalten Denkens, und dem Thalamus, dem Sitz heißer Emotionen, zu unterscheiden. Tatsächlich ist es der Thalamus, der die Aktivität der Gesichtsmuskeln unter emotionalen Stressbedingungen steuert. Selbst wenn die kortikale Kontrolle derselben Muskeln beeinträchtigt ist und das Gesicht in einem ruhigen Zustand maskenhaft bleibt, kann es plötzlich zu Verzerrungen kommen durch einen Krampf als Reaktion auf starke Emotionen. Darüber hinaus werden Tiere, denen die Rinde entfernt wurde, sehr schnell wütend. Trotz dieser Tatsachen ist die Idee einer solchen Funktionsteilung zwischen Kortex und Thalamus eine inakzeptable Vereinfachung. Emotionen können nicht nur aus einem, sehr kleinen Teil des Gehirns entstehen – das muss klar erkannt werden. Die Entstehung von Emotionen ist ein komplexer integrativer Prozess, der die Aktivität des Kortex des Frontal- und Temporallappens umfasst. Die Entfernung der Schläfenlappen bei Versuchstieren schwächt emotionale Reaktionen, obwohl der Thalamus intakt bleibt.

IN letzten Jahren Besonderes Augenmerk richteten die Forscher auf die evolutionär ältesten Bereiche der subkortikalen Strukturen des alten Riechhirns. Diese Strukturen sind mit Emotionen und Reizen verbunden, die starke Emotionen hervorrufen – sexuelle und Essensgefühle. Diese Region scheint sensorische Eingaben mit körperlichen Bedürfnissen, also viszeralen Bedürfnissen, zu koordinieren. Teile des viszeralen Gehirns wurden Brocas limbische Lappen („Gliedmaße“ ist lateinisch für „Grenze“) genannt, da diese Region das Corpus callosum umgibt und vom Rest des Gehirns abgrenzt. Aus diesem Grund wird das viszerale Gehirn manchmal auch als limbisches System bezeichnet.

Basalganglien ist eine Reihe von drei paarigen Formationen, die sich im Telencephalon an der Basis der Großhirnhemisphären befinden: der phylogenetisch ältere Teil davon – der Globus pallidus, die spätere Formation – das Striatum und die evolutionär jüngste – der Zaun.

Der Globus pallidus besteht aus äußeren und inneren Segmenten. Das Striatum besteht aus dem Nucleus caudatus und dem Putamen. Der Zaun ist eine Formation, die sich zwischen der Schale und der Inselrinde befindet.

Funktionelle Verbindungen der Basalganglien. Erregende afferente Impulse gelangen hauptsächlich aus drei Quellen in das Striatum:

aus allen Bereichen der Großhirnrinde direkt durch den Thalamus;

aus unspezifischen intralaminaren Kernen des Thalamus;

aus der schwarzen Substanz.

Unter den efferenten Verbindungen der Basalganglien lassen sich drei Hauptausgänge unterscheiden:

Vom Striatum gehen Hemmwege direkt und unter Beteiligung des Nucleus subthalamicus zum Globus pallidus. Der wichtigste efferente Weg der Basalganglien beginnt am Globus pallidus und führt hauptsächlich zum Thalamus (nämlich zu seinen ventralen motorischen Kernen), und von dort führt der erregende Weg zum motorischen Kortex;

Ein Teil der efferenten Fasern vom Globus pallidus und dem Striatum gelangt zu den Zentren des Hirnstamms (Formatio reticularis, roter Kern und dann zum Rückenmark) sowie durch die untere Olive zum Kleinhirn.

Vom Striatum aus gelangen Hemmwege zur Substantia nigra und nach dem Umschalten zu den Kernen des Thalamus.

Bei der Beurteilung der Verbindungen der Basalganglien als Ganzes stellen Wissenschaftler fest, dass dies der Fall ist diese Struktur ist eine spezifische Zwischenverbindung (Schaltstation), die den assoziativen und teilweise sensorischen Kortex mit dem motorischen Kortex verbindet.

In der Verbindungsstruktur der Basalganglien gibt es mehrere parallel funktionierende Funktionsschleifen, die die Basalganglien und die Großhirnrinde verbinden.

Skelettmotorische Schleife. Verbindet die prämotorischen, motorischen und somatosensorischen Bereiche des Kortex mit der Hülle der Basalganglien, von denen Impulse zum Globus pallidus und zur Substantia nigra gelangen und dann durch den ventralen motorischen Kern zum prämotorischen Bereich des Kortex zurückkehren. Wissenschaftler gehen davon aus, dass dieser Regelkreis dazu dient, Bewegungsparameter wie Amplitude, Kraft und Richtung zu regulieren.

Okulomotorische Schleife. Verbindet die Bereiche des Kortex, die die Blickrichtung steuern (Feld 8 des frontalen Kortex und Feld 7 des parietalen Kortex) mit dem Nucleus caudatus der Basalganglien. Von dort gelangt der Impuls in den Globus pallidus und die Substantia nigra, von wo aus er jeweils in die assoziativen mediodorsalen und vorderen Relais-Ventralkerne des Thalamus projiziert wird und von dort zum frontalen okulomotorischen Feld 8 zurückkehrt. Diese Schleife nimmt teil die Regulierung beispielsweise sakkadischer Augenbewegungen.

Wissenschaftler vermuten auch die Existenz komplexer Schleifen, durch die Impulse von den frontalen Assoziationszonen des Kortex in die Strukturen der Basalganglien (Nucleus caudatus, Globus pallidus, Substantia nigra) gelangen und durch die mediodorsalen und ventralen vorderen Kerne des Thalamus zum zurückkommen assoziativer frontaler Kortex. Es wird angenommen, dass diese Schleifen an der Umsetzung höherer psychophysiologischer Funktionen des Gehirns beteiligt sind: Motivationskontrolle, Vorhersage der Ergebnisse von Handlungen, kognitive (kognitive) Aktivität.

Neben der Identifizierung der direkten funktionellen Verbindungen der gesamten Basalganglien beleuchten Wissenschaftler auch die Funktionen einzelner Formationen der Basalganglien. Eine dieser Formationen ist, wie oben erwähnt, das Striatum.

Funktionen des Striatums. Die Hauptobjekte des funktionellen Einflusses des Striatums sind der Globus pallidus, die Substantia nigra, der Thalamus und der motorische Kortex.

Einfluss des Striatums auf den Globus pallidus. Es erfolgt hauptsächlich über dünne Hemmfasern. Dabei hat das Striatum vor allem eine hemmende Wirkung auf den Globus pallidus.

Einfluss des Striatums auf die Substantia nigra. Zwischen der Substantia nigra und dem Striatum bestehen bilaterale Verbindungen. Neuronen des Striatums haben eine hemmende Wirkung auf Neuronen der Substantia nigra. Neuronen der Substantia nigra wiederum haben über den Neurotransmitter Dopamin eine modulierende Wirkung auf die Hintergrundaktivität striataler Neuronen. Die Art dieses Einflusses (hemmend, erregend oder beides) ist von Wissenschaftlern noch nicht geklärt. Zusätzlich zur Beeinflussung des Striatums hat die Substantia nigra eine hemmende Wirkung auf Thalamusneuronen und empfängt erregende afferente Inputs vom Nucleus subthalamicus.

Einfluss des Striatums auf den Thalamus. Mitte des 20. Jahrhunderts fanden Wissenschaftler heraus, dass eine Reizung von Bereichen des Thalamus das Auftreten typischer Manifestationen der Tiefschlafphase verursacht. Anschließend wurde nachgewiesen, dass diese Manifestationen nicht nur durch Reizung des Thalamus, sondern auch des Striatums erreicht werden können. Die Zerstörung des Striatums stört den Schlaf-Wach-Zyklus (verkürzt die Schlafzeit in diesem Zyklus).

Einfluss des Striatums auf den motorischen Kortex. Klinische Studien, durchgeführt in den 1980er Jahren. O.S. Andrianov bewies die hemmende Wirkung des Striatalschwanzes auf den motorischen Kortex.

Die direkte Stimulation des Striatums durch die Implantation von Elektroden führt laut Klinikern zu relativ einfachen motorischen Reaktionen: Drehen des Kopfes und Rumpfes in die entgegengesetzte Richtung zur Stimulation, Beugen einer Extremität auf der gegenüberliegenden Seite usw. Die Stimulation einiger Bereiche des Striatums verursacht eine Verzögerung von Verhaltensreaktionen (Anzeige, Nahrungsbeschaffung usw.) sowie Unterdrückung des Schmerzempfindens.

Eine Schädigung des Striatums (insbesondere seines Nucleus caudatus) führt zu übermäßigen Bewegungen. Der Patient scheint nicht in der Lage zu sein, seine Muskeln zu kontrollieren. Experimentelle Studien an Säugetieren haben gezeigt, dass Tiere bei einer Schädigung des Striatums stetig ein Hyperaktivitätssyndrom entwickeln. Die Zahl der ziellosen Bewegungen im Raum erhöht sich um das 5- bis 7-fache.

Eine weitere Formation der Basalganglien ist der Globus pallidus, der ebenfalls seine Funktionen wahrnimmt.

Funktionen des Globus pallidus. Der Globus pallidus erhält überwiegend hemmende Einflüsse vom Striatum und hat eine modulierende Wirkung auf den motorischen Kortex, die Formatio reticularis, das Kleinhirn und den roten Kern. Bei der Stimulation des Globus pallidus bei Tieren überwiegen elementare motorische Reaktionen in Form einer Kontraktion der Gliedmaßen-, Nackenmuskulatur etc. Darüber hinaus wurde der Einfluss des Globus pallidus auf einige Bereiche des Hypothalamus (das Hungerzentrum und den hinteren Hypothalamus) aufgedeckt, was durch die von Wissenschaftlern festgestellte Aktivierung des Essverhaltens belegt wurde. Mit der Zerstörung des Globus pallidus geht eine Abnahme der motorischen Aktivität einher. Es besteht eine Abneigung gegen jegliche Bewegung (Adynamie), Schläfrigkeit, emotionale Trägheit und es wird schwierig, bestehende bedingte Reflexe auszuführen und neue zu entwickeln.

Somit ist die Beteiligung der Basalganglien an der Bewegungsregulation ihre wichtigste, aber nicht ihre einzige Funktion. Die wichtigste motorische Funktion ist (zusammen mit dem Kleinhirn) die Entwicklung komplexer motorischer Programme, die über den motorischen Kortex umgesetzt werden und die motorische Komponente des Verhaltens bereitstellen. Gleichzeitig steuern die Basalganglien Bewegungsparameter wie Kraft, Amplitude, Geschwindigkeit und Richtung. Darüber hinaus sind die Basalganglien an der Regulierung des Schlaf-Wach-Rhythmus, an den Mechanismen der Bildung konditionierter Reflexe und an komplexen Formen der Wahrnehmung (z. B. Textverständnis) beteiligt.

Fragen zur Selbstkontrolle:

Wodurch werden die Basalganglien repräsentiert?

Allgemeine Merkmale funktioneller Verbindungen der Basalganglien.

Merkmale funktioneller Schleifen der Basalganglien.

Funktionen des Striatums.

Funktionen des Globus pallidus.