Wesentliche Strukturen des Mittelhirns und ihre Funktionen
Das Mittelhirn umfasst mehrere kritisch wichtige Kerngebiete, von denen jedes spezifische Aufgaben erfüllt:
- Schwarze Substanz (Substantia nigra). Besteht aus dopaminergen Neuronen. Sie ist verantwortlich für die Organisation emotionalen Verhaltens und die Regulation der Feinmotorik (z. B. Fingerbewegungen). Zudem ist diese Struktur an der Gewährleistung der Sequenz komplexer Akte wie Kauen und Schlucken beteiligt.
- Periaquäduktales Grau (Periaqueductal gray). Erfüllt eine einzigartige Rezeptorfunktion in Bezug auf den Liquor cerebrospinalis. Seine Hauptaufgabe ist die Aufrechterhaltung der Homöostase und der Konstanz des inneren Milieus des Organismus.
- Noradrenerges System. Wird durch Neurone des Locus coeruleus (Locus coeruleus) und angrenzender Bereiche der ventrolateralen Formatio reticularis repräsentiert. Die Axone dieser Zellen strahlen breit in den Hirnstamm, das Kleinhirn, den Hypothalamus, den Hippocampus, die Amygdala sowie in den Gyrus cinguli und den entorhinalen Kortex aus.
Nuclei rubri und Muskeltonus
Im Gegensatz zu einem spinalen Tier ist ein sogenanntes „mesencephales Tier“ (bei dem das Vorderhirn durch einen Schnitt auf Höhe der vorderen Vierhügel vom Mittelhirn getrennt ist) in der Lage, die Körperhaltung im Raum selbstständig aufrechtzuerhalten, und bewahrt einen adäquaten Muskeltonus. Bei einem solchen Präparat fehlt die Dezerebrationsrigidität, da das Mittelhirn und seine roten Kerne (Nucleus ruber) erhalten sind.
Die roten Kerne üben einen konstanten hemmenden Einfluss auf die Deiters-Kerne (Nuclei vestibulares laterales) aus, die in der Medulla oblongata liegen. Die Deiters-Kerne ihrerseits erhalten erregende Afferenzen von Muskelpropriozeptoren und den Labyrinthen über den Tractus vestibulospinalis.
Werden die roten Kerne zerstört, hört die Hemmung der Deiters-Kerne auf. Infolgedessen steigt auf der Ebene des Hinterhirns die Aktivität der Extensoren selektiv und drastisch an — es entwickelt sich eine Dezerebrationsrigidität. Diese Rigidität hat einen reflexartigen Charakter: Sie wird durch einen konstanten Strom von Impulsen aus den Propriozeptoren und dem Gleichgewichtsorgan aufrechtzuerhalten. Der Beweis dafür ist die Tatsache, dass die Durchtrennung der Nervi vestibulares oder der hinteren Rückenmarkswurzeln den Muskelkrampf vollständig beseitigt.
Leitungs- und Reflexfunktionen
Die Funktionen des Mittelhirns lassen sich global in eigene (reflexartige) und transitorische (Leitungs-)Funktionen unterteilen.
1. Leitungsfunktion. Wird über die Strukturen der Pedunculi cerebri vermittelt, in denen wichtigste Bahnen verlaufen:
- Aufsteigende (afferente) Bahnen: Tractus spinothalamicus und Lemniscus medialis.
- Absteigende (efferente) Bahnen: Pyramidenbahn und Tractus corticospinalis/corticopontinus.
2. Reflexfunktion. Das Mittelhirn ist für die Haltungsregulation mithilfe des Systems tonischer Reflexe verantwortlich, deren Klassifikation von R. Magnus und A. de Kleijn entwickelt wurde. Diese Reflexe unterteilen sich in:
- Statische Reflexe: umfassen Haltungsreflexe und Stellreflexe, die die Wiederherstellung einer normalen Körperhaltung bei deren Störung ermöglichen.
- Statokinetische Reflexe: gewährleisten kompensatorische Reaktionen bei Bewegungen des Körpers im Raum unter Beschleunigung.
Kurz gefasst: Antworten auf Fragen zum Thema
Welche Hirnnerven entspringen den Kernen des Mittelhirns?
Den Kernen des Mittelhirns entspringen das dritte und vierte Paar der Hirnnerven.
- Nervus oculomotorius (n. oculomotorius, III. Paar) — sein motorischer und vegetativer parasympathischer Kern liegen in den oberen Vierhügeln des Mittelhirndachs.
- Nervus trochlearis (n. trochlearis, IV. Paar) — sein einziger motorischer Kern ist in den unteren Vierhügeln des Mittelhirndachs lokalisiert.
Welche Funktionen erfüllen die oberen und unteren Vierhügel?
Die oberen und unteren Vierhügel fungieren als Zentren der primären Verarbeitung sensorischer Informationen und vermitteln unbewusste Orientierungsreflexe.
- Obere Hügel — primäre Sehzentren, verarbeiten visuelle Informationen.
- Untere Hügel — primäre Hörzentren, verarbeiten akustische Informationen.
Die Neurone der Vierhügelplatte realisieren visuelle und akustische Startle-Releflexten über den Tractus tectospinalis. Komponenten dieser Reaktionen umfassen das Hinhören, die Bewegung der Augäpfel, die Regulation der Pupillenweite und das Drehen der Ohrmuscheln bei Tieren.
Welche Strukturen bilden das Dach des Mittelhirns (Tectum mesencephali)?
Das Dach des Mittelhirns wird durch die Vierhügelplatte (Lamina tecti) gebildet, die vier Erhebungen auf der dorsalen Oberfläche des Gehirns vereint. Ihre Struktur umfasst:
- Obere Hügel — zwei große Erhebungen.
- Untere Hügel — zwei kleinere Erhebungen.
Topographisch wird das Mittelhirndach durch eine imaginäre horizontale Ebene begrenzt, die durch den Aqueductus mesencephali verläuft. Zudem befindet sich auf der Vierhügelplatte die Zirbeldrüse (Epiphysis cerebri).
„Rote Bremse, schwarze Motorik“: Die Nuclei rubri hemmen die Extensoren (und verhindern so eine Rigidität), während die Substantia nigra die Feinmotorik und komplexe Handlungen auslöst.
Fragen aus Vorlesungen und Prüfungen
Worin besteht der Unterschied zwischen einem mesencephalen und einem spinalen Tier?
Das mesencephale Tier behält die Fähigkeit bei, den normalen Muskeltonus und die Körperhaltung im Raum aufrechtzuerhalten, während diese Funktionen beim spinalen Tier verloren gegangen sind.
Welcher Mechanismus liegt der Entstehung der Dezerebrationsrigidität zugrunde?
Sie entsteht bei der Zerstörung der Nuclei rubri des Mittelhirns. Normalerweise hemmen diese die Deiters-Kerne; ohne diese Hemmung kommt es zu einer Überaktivierung der Streckmuskeln.
Wie lässt sich der reflexartige Charakter der Dezerebrationsrigidität nachweisen?
Es reicht aus, die hinteren Rückenmarkswurzeln oder die Nn. vestibulares zu durchtrennen — dies unterbricht die afferente Impulseinstrom, und die Rigidität verschwindet.
Welche Funktion erfüllt das periaquäduktale Grau?
Es erfüllt eine Rezeptorfunktion in Bezug auf den Liquor und ist an der Aufrechterhaltung der Konstanz des inneren Milieus (Homöostase) beteiligt.
Was es zum Thema noch zu wiederholen gibt
- Mechanismen statischer und statokinetischer Reflexe nach Magnus und de Kleijn
- Verbindungen und Funktionen der dopaminergen Neurone der Substantia nigra
- Organisation des Tractus vestibulospinalis und der Deiters-Kerne
- Ausstrahlung der Bahnen des Locus coeruleus in den Kortex und das limbische System
Arbeiten Sie das Thema komplett im Kurs «Physiologie» durch
Hier ist die Zusammenfassung. Im Kurs finden Sie alles, was in Vorlesung und Prüfung gefragt wird.
- Vollständiger Leitfaden zum Thema „Physiologie des Mittelhirns“ und weitere 4.128 Seiten des Fachgebiets
- Aufgaben und Tests nach jedem Thema – wie beim Kolloquium
- Der KI-Tutor beantwortet Ihre Fragen zum Thema jederzeit
- 114 Videolektionen zum Fach
Weitere Themen des Bereichs „Spezielle Physiologie des ZNS“
Kostenlose Video-Tutorials: PhysiologieKurze Lektionen mit Zusammenfassungen — ohne Registrierung.
Das Material wurde von Dozenten von WhiteCoat Pro nach dem Lehrplan medizinischer Hochschulen erstellt. Es hat Bildungscharakter.