Basalganglien-Funktion

Das Basalganglien sind eine Gruppe von Neuronen (auch Kerne genannt), die sich tief in den Gehirnhälften des Gehirns befinden. Die Basalganglien bestehen aus dem Corpus Striatum (einer Hauptgruppe von Basalganglienkernen) und verwandten Kernen. Die Basalganglien sind hauptsächlich an der Verarbeitung von bewegungsbezogenen Informationen beteiligt. Sie verarbeiten auch Informationen zu Emotionen, Motivationen und kognitiven Funktionen. Eine Basalgangliendysfunktion ist mit einer Reihe von Störungen verbunden, die die Bewegung beeinflussen, einschließlich Parkinson-Krankheit, Huntington-Krankheit und unkontrollierter oder langsamer Bewegung (Dystonie)..

Basalkernfunktion

Die Basalganglien und verwandte Kerne werden als eine von drei Arten von Kernen charakterisiert. Input-Kerne Empfangen von Signalen aus verschiedenen Quellen im Gehirn. Ausgangskerne Sende Signale von den Basalganglien zum Thalamus. Intrinsische Kerne Weiterleitung von Nervensignalen und Informationen zwischen den Eingangs- und Ausgangskernen. Die Basalganglien erhalten Informationen von der Großhirnrinde und dem Thalamus über Eingangskerne. Nachdem die Informationen verarbeitet wurden, werden sie an die inneren Kerne weitergegeben und an die Ausgangs-Kerne gesendet. Von den Ausgangskernen werden die Informationen an den Thalamus gesendet. Der Thalamus gibt die Informationen an die Großhirnrinde weiter.

Basalganglien Funktion: Corpus Striatum

Das Corpus striatum ist die größte Gruppe von Basalganglienkernen. Es besteht aus dem Schwanzkern, Putamen, Nucleus accumbens und dem Globus pallidus. Der Schwanzkern, das Putamen und der Nucleus accumbens sind Input-Kerne, während der Globus pallidus als Output-Kerne betrachtet wird. Das Corpus Striatum verwendet und speichert den Neurotransmitter Dopamin und ist am Belohnungskreislauf des Gehirns beteiligt.

• Caudate Nucleus: Diese C-förmigen gepaarten Kerne (einer in jeder Hemisphäre) befinden sich hauptsächlich in der Frontallappenregion des Gehirns. Der Schwanz hat einen Kopfbereich, der sich krümmt und ausdehnt und einen länglichen Körper bildet, der sich an seinem Schwanz weiter verjüngt. Der Schwanz des Schwanzes endet im Temporallappen bei einer limbischen Systemstruktur, die als Amygdala bekannt ist. Der Nucleus caudatus ist an der motorischen Bearbeitung und Planung beteiligt. Es ist auch an der Speicherung des Gedächtnisses (unbewusst und langfristig), assoziativem und prozeduralem Lernen, hemmender Kontrolle, Entscheidungsfindung und Planung beteiligt.
• Putamen: Diese großen gerundeten Kerne (einer in jeder Hemisphäre) befinden sich im Vorderhirn und bilden zusammen mit dem Schwanzkern die dorsales Striatum. Das Putamen ist im Kopfbereich des Caudats mit dem Caudatkern verbunden. Das Putamen ist an der freiwilligen und unfreiwilligen motorischen Kontrolle beteiligt.
• Nucleus Accumbens: Diese gepaarten Kerne (einer in jeder Hemisphäre) befinden sich zwischen dem Schwanzkern und Putamen. Der Nucleus accumbens bildet zusammen mit dem olfaktorischen Tuberkel (sensorisches Verarbeitungszentrum in der Riechrinde) die ventrale Region des Striatums. Der Nucleus accumbens ist an der Belohnungsschaltung und der Verhaltensvermittlung des Gehirns beteiligt.
• Globus Pallidus: Diese gepaarten Kerne (einer in jeder Hemisphäre) befinden sich in der Nähe des kaudalen Kerns und Putamens. Der Globus pallidus ist in innere und äußere Segmente unterteilt und fungiert als einer der wichtigsten Ausgangskerne der Basalganglien. Es sendet Informationen von den Basalganglienkernen an den Thalamus. Die inneren Segmente des Pallidus senden den größten Teil des Outputs über den Neurotransmitter Gamma-Aminobuttersäure (GABA) an den Thalamus. GABA hat eine hemmende Wirkung auf die Motorik. Die äußeren Segmente des Pallidus sind intrinsische Kerne, die Informationen zwischen anderen Basalganglienkernen und inneren Segmenten des Pallidus weitergeben. Der Globus Pallidus ist an der Regulierung der freiwilligen Bewegung beteiligt.

Basalganglien Funktion: Verwandte Kerne

• Nucleus subthalamicus: Diese kleinen paarigen Kerne sind ein Bestandteil des Diencephalons, das sich direkt unter dem Thalamus befindet. Subthalamuskerne erhalten exzitatorische Inputs aus der Großhirnrinde und haben exzitatorische Verbindungen zum Globus pallidus und zur Substantia nigra. Subthalamuskerne haben sowohl Eingangs- als auch Ausgangsverbindungen zum Caudatkern, Putamen und zur Substantia nigra. Der Nucleus subthalamicus spielt eine wichtige Rolle bei der freiwilligen und unfreiwilligen Bewegung. Es ist auch an assoziativem Lernen und limbischen Funktionen beteiligt. Subthalamuskerne haben Verbindungen mit dem limbischen System durch Verbindungen mit dem Gyrus cinguli und dem Nucleus accumbens.
• Substantia Nigra: Diese große Masse von Kernen befindet sich im Mittelhirn und ist auch Bestandteil des Hirnstamms. Die Substantia nigra setzt sich zusammen aus pars compacta und die pars reticulata. Das Pars reticulata-Segment bildet einen der Haupthemmungsausgänge der Basalganglien und hilft bei der Regulierung der Augenbewegungen. Das Pars-Compacta-Segment besteht aus intrinsischen Kernen, die Informationen zwischen Eingabe- und Ausgabequellen weitergeben. Es ist hauptsächlich an der Motorsteuerung und -koordination beteiligt. Pars-Compacta-Zellen enthalten pigmentierte Nervenzellen, die Dopamin produzieren. Diese Neuronen der Substantia nigra stehen in Verbindung mit dem dorsalen Striatum (Caudatkern und Putamen), das das Striatum mit Dopamin versorgt. Die Substantia Nigra erfüllt zahlreiche Funktionen, einschließlich der Steuerung der freiwilligen Bewegung, der Regulierung der Stimmung, des Lernens und der Aktivität im Zusammenhang mit dem Belohnungskreislauf des Gehirns.

Basalganglienstörungen

Eine Funktionsstörung der Basalganglienstrukturen führt zu mehreren Bewegungsstörungen. Beispiele für diese Störungen sind Morbus Parkinson, Morbus Huntington, Dystonie (unwillkürliche Muskelkontraktionen), Tourette-Syndrom und multiple Systematrophie (neurodegenerative Störung). Erkrankungen der Basalganglien sind häufig das Ergebnis einer Schädigung der tiefen Hirnstrukturen der Basalganglien. Dieser Schaden kann durch Faktoren wie Kopfverletzung, Überdosierung, Kohlenmonoxidvergiftung, Tumoren, Schwermetallvergiftung, Schlaganfall oder Lebererkrankungen verursacht werden.

Personen mit Basalgangliendysfunktion können Schwierigkeiten beim Gehen mit unkontrollierten oder langsamen Bewegungen haben. Sie können auch Zittern, Probleme bei der Kontrolle der Sprache, Muskelkrämpfe und einen erhöhten Muskeltonus aufweisen. Die Behandlung ist spezifisch für die Ursache der Störung. Tiefenhirnstimulation, Die elektrische Stimulation von Zielhirnregionen wurde bei der Behandlung der Parkinson-Krankheit, der Dystonie und des Tourette-Syndroms eingesetzt.

Quellen

• Lanciego, José L. et al. "Funktionelle Neuroanatomie der Basalganglien." Cold Spring Harbor Perspektiven in der Medizin, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Dezember 2012.
• Parr-Brownlie, Louise C. und John N. J. Reynolds. "Basalganglien." Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 19. Juni 2016.
• Wichmann, Thomas und Mahlon R. DeLong. "Deep-Brain-Stimulation für Basalganglienerkrankungen." Basalganglien, US National Library of Medicine, 1. Juli 2011.