PBC Neuro: Somatosensorik

0:41 Also das heißt, du willst mir sagen, dass ich zunächst mal die Blindenschrift einfach so die Aufzugtür ablecken sollte? Ich glaube, da hättest du eher ein hygienisches Problem an der Stelle, aber es wäre tatsächlich die sensitivste und Methode, ja?

1:08 Hallo und herzlich willkommen zu Siedes Universus, der Vorklinik Podcast. Schön, dass ihr wieder da seid zur zweiten Folge des großen Excellence-Finale de Biochemie et Physique oder so. Ich kann kein Französisch, war das okay?

1:22 Diese hervorragende französische Stimme, die ihr gerade gehört habt, das ist Leo.

1:26 Und mit mir im Studio heute sind Fabian und Tim. Genau. Hallo. Hi. Wir könnten, oder ihr könnt uns nur hören. Ich kann Fabian und Tim auch sehen. Und was hat das alles. Ich kann Tim sogar fühlen. Oh, hallo Tim. So, was hat das alles mit der heutigen Folge zu tun? Es geht weiter mit dem Nervensystem und heute beschäftigen wir uns mit der Wahrnehmung von Reizen.

1:51 Und dabei besprechen.

1:55 Oh mein Gott, was war das? Leo? Das waren Schmerzreize. Oder Kitzelreiz, je nachdem.

2:01 Leo, ich hab auf jeden Fall gehört, die Fasern sind für die Schmerzweiterleitung richtig. Sonst geht's. Alter, Delta?

2:06 Oh, gut. Ja gut, ich muss dazu sagen, wir hatten Schmerzklasure erst vor kurzem, deswegen musste man. Was war das denn jetzt? Ich geh zu HR, Alter. Was war das los?

2:15 Das war ein Test. Leo wurde hier gerade ein bisschen attackiert, aber damit es euch in der Prüfung besser geht als Leo gerade, gehen wir heute nämlich intensiv auf die Wahrnehmung von Reizen wahr. Von Feingefühl bis Temperatur und Schmerz. Und wir starten bei den peripheren Sensoren und arbeiten uns über das Rückmark zur zentralen Verarbeitung im Gehirn vor.

2:33 Und starten würden wir mit den Sensoren.

2:37 Ich würde einmal noch ganz kurz sagen, dass das war jetzt sehr, sehr hinterhältig, weil die zwei Jungs haben mir eine Einleitung geschrieben und ich einfach kurz davor, die mit tiefster Innenbruns vorzulesen, bevor ich hier attackiert wurde. Aber scheinbar waren meine Sensoren nicht scharf gestellt. Sensoren Juhu Physik, aber was sind Sensoren überhaupt und wie können wir die einteilen?

3:01 Ganz kurze Werbung.

3:02 Ich benutze eigentlich Zeitsemester 2 ein Programm namens Anki. Da kann man so mit digitalen Karteikarten lernen, was das Lernen einfach viel effizienter macht. Für das Physikum gibt es da zum Beispiel auch vorbereitete Decks. Und das Coole ist, dass man Anki selbst nochmal erweitern kann. Und zwar mit sogenannten Add-ons.

3:20 Und da gibt es ein neues von Meditrix, was wir im Team vorab testen durften. Da werden euch dann zum Beispiel im Physikumsdeck von AnkiFhil zusätzlich Merkilfen und Esisbrücken von Meditrix angezeigt, sodass das Lernen nochmal viel abwechslungsreicher wird und mehr Sinne anspricht.

3:35 Wenn ihr Lust bekommen habt, Meditrix mal auszuprobieren, da klickt euch jetzt mit dem exklusiven Code SIDUSINVES15 15% Rabatt auf euer nächstes Meditricks-Abo. Sidosinversus15. Jetzt sichern. Das war's schon.

3:51 An dieser Stelle wollen wir ja einen Reiz, der ankommt, irgendwie in ein neuronales Signal übersetzen. Und das funktioniert so, dass zunächst mal der Reiz in ein elektrisches Rezeptorpotenzial übersetzt wird. Der Prozess heißt Transduktion. Nachdem das abgeschlossen ist, wird der Reiz ja weitergeleitet und dafür braucht man Aktionspotenziale.

4:16 Nur um das schon mal kurz anzuteasern, der Prozess heißt Transformation. Bei der Transduktion wird die Dauer und die Amplitude dieses Rezeptorpotenzials, die korreliert jetzt mit der Dauer und der Stärke des Reizes. Also je mehr ihr reizt, desto größer wird auch eure Amplitude. Und das Potenzial, was ihr auslöst, ist also dem Reiz analog.

4:41 So, und diese ganzen Signale und elektrischen Rezeptorpotenziale werden jetzt am Axonhügel eures Neurons quasi integriert und jetzt, wenn sie ausreichen und den Schwellenwert überschreiten, dann in ein Aktionspotenzial umgesetzt. Das ist dann die Transformation. Und die funktioniert nach alles oder nichts-Prinzip.

5:00 Und wird hier eben so codiert, dass die Stärke des Rezeptorpotenzials in Frequenz von Aktionspotenzialen übersetzt wird. Das ist der große Unterschied, weil die Amplitude des Aktionspotenzials per se ja immer gleich bleibt. Genau. Und was gibt es jetzt eigentlich für unterschiedliche Rezeptortypen, Tim?

5:23 Da gibt es also, da gibt es so grob, können wir sagen, zwei Sensortypen, nämlich einmal Proportionalsensoren und einmal Differentialsensoren. Der große Unterschied ist letztendlich, was sie messen. Proportionalsensoren machen eher so eine absolute Messung, während Differentialsensoren Änderungen messen.

5:41 Kann man sich so vorstellen, Proportionalsensor, da ist die Messung proportional zum Reiz-zu-Reizstärke. Zum Beispiel, wenn ich einen Thermometer in die Behanewanne lege, dann gibt es mir ja einfach eine absolute Temperatur. Oder ein Beispiel am menschlichen Körper wäre, wenn man relativ stark auf die Haut drückt an irgendeiner Stelle, dann merkt man auch nach einer Minute den Druck noch.

6:07 Kennt es zum Beispiel, wenn man so zu enge Schuhe anhat oder so. Da, damit das möglich ist, müssen sich die Sensoren sehr langsam an den Reiz gewöhnen. Man nennt es so, dass die eine langsame Adaptation haben oder auf Englisch sind die slowly adapting und werden deshalb als SA-Sensoren bezeichnet. Auf der anderen Seite gibt es die Differentialsensoren, die eine Reizänderung registrieren, zum Beispiel also Vibration oder Beschleunigung oder sowas.

6:34 Und die adaptieren sich sehr schnell an den Reiz. Das bedeutet, sobald zum Beispiel im Zug die Geschwindigkeit wieder gleich ist, merke ich die Änderung ja nicht mehr. Genauso auch im Auto eben. Das Spannende ja auch an der Achterbahn oder so, sind diese Beschleunigungen und das Bremsen, aber nicht das gleichmäßig weiterfahren.

6:55 Und diese Differentialsensoren passen sich eben sehr schnell zum Beispiel dann der Geschwindigkeit an und verändern ihre Signale dann erst wieder, wenn sich die Geschwindigkeit wieder ändert. Das heißt, sie sind schnell adaptierend, rapidly adapting oder kurz RA-Sensoren. Es gibt auch noch Mischformen, die nennt man dann proportional Differentialsensoren, die können also sowohl Reizstärke als auch Geschwindigkeit der Reizänderung messen.

7:24 Ein wichtiger Begriff bei den Sensoren ist das rezeptive Feld. Ihr müsst euch quasi vorstellen, die Hautoberfläche ist bestückt mit euren Rezeptoren und die sind aber verbunden, zum Teil mit einem Neuron, wo mehrere Rezeptoren drauf verschalten. Das heißt jetzt also, ein rezeptives Feld ist die Fläche an Rezeptoren, die die Aktivität von einem Neuron, wo die alle drauf verschaltet sind, bestimmen.

7:55 Und das heißt, es ist egal sozusagen, an welcher Stelle von dieser Fläche der Reiz kommt. Wenn der Reiz ausreicht, wird immer dasselbe Neuron aktiviert und es wird auch an derselben Stelle der Reiz lokalisiert.

8:09 Da kann man quasi nicht mehr unterscheiden, wo exakt der Herkam im rezeptiven Feld.

8:13 Genau. Und je größer dieses rezeptive Feld, desto ungenauer ist natürlich auch die Wahrnehmung. Also stellt euch mal zum Beispiel vor, der komplette Rumpf vom Leo wäre ein rezeptives Feld mit Rezeptoren, die alle auf ein Neuron verschalten wäre.

8:26 Das heißt egal.

8:27 Dann wäre dem Leo quasi herzlich egal, ob jetzt der Tim von der einen Seite ihn piekst oder ich von der komplett anderen Seite, weil immer nur dasselbe Neuron stimuliert wird. Wenn der Rumpf jetzt aber aus zwei separaten Rezeptiven, also Wahrnehmungsfeldern quasi bestünde, dann würden zwei unterschiedliche Neuronen aktiviert und man könnte den Reiz trennen.

8:47 Das ist also sozusagen das Auflösungsvermögen, das der Körper an der Stelle für die Reize, die auf ihn einprasseln an der Stelle hat.

9:01 Und das ist ein bisschen so wie bei Fernsehern, wenn ihr so ein 40-Zoll-Fernseher habt, je kleiner die Pixel sind, desto mehr Details, desto mehr Info pro Fläche kann dargestellt werden. Was auch noch interessant ist, sind Faserqualitäten. Es gibt nämlich verschiedene Typen Nervenfasern. Und letztendlich werden die einfach bestimmt durch den Durchmesser und die Leitungsgeschwindigkeit.

9:25 Das ist ein eigentlich ein ganz intuitives System, aber das Problem ist, es gibt verschiedene Nomenklaturen. Es gibt zwei Einteilungen, die sich nicht so richtig perfekt in Einklang bringen lassen. Es gibt einmal eine Einteilung der Nervenfaser nach Erlanger und Gasse, das ist so ein Buchstabencode. Und dann gibt es noch eine nach Lloyd und Hunt, das ist ein Zahlencode.

9:45 Wenn wir also zum Beispiel von C-Fasern, was die langsamen Schmerzfasern sind, sprechen, könnten wir auch von vier Fasern sprechen. Wir bemühen uns jetzt eher Erlanger-Gasse zu verwenden, also den Buchstabencode, der bei uns ziemlich geläufig war, aber da müsst ihr ein bisschen danach gehen, was für euch relevanter ist.

10:04 Einen wichtigen Trend können wir aber zumindest festhalten, je höher die Zahl, beziehungsweise je weiter hinten der Buchstabe im Alphabet ist, desto langsamer leitet die entsprechende Faser im Verhältnis zu den anderen Fasern. Bedeutet, A-Fasern sind relativ schnell und zum Beispiel für Reflexe wichtig, während C-Fasern eher langsam sind und zum Beispiel eine spätere verzögerte Schmerzempfindung vermitteln.

10:31 So, jetzt haben wir uns bis jetzt sehr auf molekularzellulärer Ebene bewegt, auf den Sensoren. Jetzt zoomen wir ein Stück raus und schauen uns mal verschiedene Systeme der Sinneswahrnehmung an, was es also für verschiedene Modalitäten gibt, die eben unter anderem auch durch die Sensoren bedingt sind.

10:46 Genau, das sind jetzt einfach so ein paar Begriffe, die wir jetzt mal durchgehen, die quasi unterschiedliche Teile dieser Sinneswahrnehmung beschreiben. Also ein Begriff, der da immer wieder fällt, ist die Somatosensorik. Da geht es einfach so um die Körperwahrnehmung. Also man kann sagen, es gibt sehr spezifische Sinne, also zum Beispiel den Sehsinn, Hören, Geruchs- oder Geschmackssinn.

11:07 Und die sind ja auch alle über die Hirnnerven im Kopf lokalisiert. Und jetzt bei uns in der Folge geht es aber vor allem um die somatische Sensibilität und die ist ja über den gesamten Körper verteilt. Und auch da gibt es wieder verschiedene Teile sozusagen und das kann man ungefähr sagen, ist eher die Außenwahrnehmung im Körper.

11:28 Dann gibt es aber noch die viszerale Sensibilität und da geht es mehr um die Wahrnehmung von, es muss meistens schon eine Störung vorliegen, weil normalerweise spürt ihr jetzt euren Darm nicht oder eure inneren Organe, sondern da muss schon irgendwas los sein, aber dann spürt ihr eben über die viszerale Sensibilität auch, was in den viszeralen Organen los ist.

11:53 Aber auch da, wie gesagt, kein Fokus heute. Heute geht es wirklich um die, sag ich mal, ja, eher Außenwahrnehmung, die somatische Sensibilität.

12:02 Und wir beschäftigen uns heute vor allem mit drei Modalitäten von Somatosensibilität, die man eben bewusst wahrnimmt. Das ist erstens mal die feine Tastwahrnehmung bzw. Mechanosensibilität. Die nennt man auch epikritische Sensibilität. Also jemand, der besonders kritisch ist, ist ja auch eher oft eher eine feinere Wahrnehmung.

13:36 Epikritik ist aber so ein bisschen ein angestaubter Begriff. Und bei dieser feinen Tastwahrnehmung bzw. Mechanosensibilität kann man nochmal weiter unterscheiden zwischen Druck, Berührung und Vibration als Submodalität. Dann gibt es das eher wahrscheinlich auch evolutionär ältere oder zumindest gröbere, die Temperatur- und Schmerzwahrnehmung als zweiten Punkt.

14:03 Da geht es also um eher grobe Dinge, auch grobes Mechanisches empfinden. Und veraltet wird es auch als protopathische Wahrnehmung bezeichnet. Also eher so ein Prototypen-Ding. Und auch da gibt es Submodalitäten, eben Wärme, Kälte, es gibt eher stechend oder dumpf. Es gibt Jucken, Druck und Spannung auf Bänder oder Kapselebene beispielsweise.

14:27 Das gehört alles so in dieselbe Kategorie. Wir haben also eher die epikritische Wahrnehmung, diese protopathische Wahrnehmung und jetzt letztens noch die Propriozeption. Wird auch als Tiefensensibilität bezeichnet, auch wenn der Begriff auch irgendwie nicht ganz so intuitiv ist. Da geht es letztendlich vor allem um die Stellung von Gelenken im Raum, um Bewegung und Kraft, die die Muskeln ausüben.

14:52 Und die Propriozeption ist vor allem dafür wichtig, wie wir uns bewegen, wie das Kleinhirnbewegung koordinieren kann und so weiter.

15:01 Genau, soweit der Service-Überblick über die Grundlagen der Sensorik. Wir werden ein bisschen konkreter. Wir haben jetzt gerade sehr in allgemeinen Zusammenfassungen gesprochen. Jetzt laufen wir mal die wichtigsten peripheren Sensoren durch. Euch erwarten hier einmal die Mechanosensorik, Temperatur und Schmerz und zuletzt die Propriozeption.

15:24 Es ist ja an der Stelle sehr sinnvoll, dass diese peripheren Rezeptoren auch in unserer äußersten Schicht am Körper eingebracht sind. Und das sind die Hautschichten. Deswegen an der Stelle nochmal ganz kurzer Reminder. Ganz außenliegend haben wir die Schicht der Kutis, also die Oberhaut. Und da haben wir zwei Unterschichten, nämlich die Epidermis ganz oben und darunter liegend die Dermis.

15:48 Die Dermis wird dann nochmal unterteilt in das Stratum papillare, das aus lockerem Bindegewebe besteht. Und dann noch einmal darunter liegen das Stratum retikulare, was aus straffen Bindegewebe besteht. So, und das wäre die Kutis. Und darunter haben wir dann noch die Unterhaut. Das ist dann die Subkutis.

16:09 Und das ist jetzt gleich relevant, weil die Sensoren alle so unterschiedlich verteilt sind in verschiedenen Hautschichten. Fangen wir einmal an mit der ersten Wahrnehmungsmodalität, Mechanosensibilität, beziehungsweise dem Tastsinn oder auch feinen Tastsinn. Da gibt es, wie gesagt, die Submodalitäten Druck, Berührung und Vibration.

16:30 Und dafür gibt es jeweils eigene Mechanosensoren in der Haut. Fangen wir an mit dem Druck. Druck, wie gesagt, hatte ich ja vorhin schon gesagt, wenn ich so länger irgendwo drauf drücke oder so einen engen Schuh an habe, das merke ich relativ lang. Das heißt, das müssen langsam adaptierende Sensoren sein, also Proportionalsensoren.

16:49 Und der Druck wird wahrgenommen einerseits über Merkel-Zellen und andererseits über Ruffini-Körperchen. Die Merkel-Zellen, die liegen in der unbeharten Haut, in der Basalschicht der Epidermis, also unbeharrte Haut zum Beispiel die Innenflächen der Hände, und in der behaarten Haut als sogenannte Merkel-Tastscheiben im Stratum papillare der Dermis.

17:11 Merkel-Zellen sind letztendlich so umgewandelte Epithelzellen, die mit ihrer affarenten Nervenendigung verbunden sind im sogenannten Merkel-Zell-Axon-Komplex. Das ist ganz cool. Also da ist quasi wirklich diese Merkel-Zelle mit so einem Fortsatz der Nervenzelle verknüpft. Wie gesagt, langsame Adaptation, deshalb sind das SA für Slowly Adapting SA1-Sensoren.

17:38 Die Merkel-Zellen nehmen die Stärke von länger da unten und auch eher leichten Druckreizen wahr, weil für die schweren Druckreize kommt gleich noch was anderes. Genau genommen sind die Merkel-Zellen auch ein bisschen differenzial. Also bei Länge an der Augen Reiz nimmt die Feuerrate ab. Da merkt man zum Beispiel, keine Ahnung, wenn man einen Helm auf hat, irgendwann merkt man den jetzt auch nicht mehr so stark auf dem Kopf.

18:02 Genau genommen. Merkel-Zellen haben die höchste räumliche Auflösung von den Mechanosensoren. Und es gibt noch eine vielleicht hilfreiche Merkhilfe.

18:12 Ja, da fällt einem eine Politikerin ein und wir haben ja die Qualitäten von konstanten Druckreizen, die immer wieder auf diese Merkel-Zellen wirken. Und deswegen könnt ihr euch merken, Merkel war sehr lange konstant Kanzlerin und stand außerdem häufig unter politischem Druck. Deswegen die Merkel-Zellen an der Stelle über die Kanzlerin Merkel.

18:36 Genau, die können konstante Druckreize wahrnehmen.

18:39 Genau. Und dann hat Tim ja gerade schon angeteasert die Rufini-Körperchen. Das sind Slowly Adapting-Sensoren, also auch wieder langsam adaptieren und zwar noch langsamer als Merkel-Zellen. Und zwar können die zum Typ 2. Man nennt sie einfach Slowly Adapting 2-Sensoren. Und auch die sind als funktionelle Proportionalsensoren zu sehen und sehen aus wie so Kolben mit einer Kapsel aus Perineuralzellen, die um diesen Kolben herum liegen.

19:10 Und die Rufini-Körperchen sind in den tiefen Schichten der Dermis zu finden. Und wie man sich jetzt vielleicht schon denken kann, so ganz als äußere Drucksensoren sind die da gar nicht so geeignet, sondern die reagieren vor allem auf die Dehnung der Haut.

19:26 Und da braucht es ein bisschen mehr sozusagen. Das ist ja die Merkel-Zellen. Die sind ein bisschen feinfühliger, die Merkel-Zellen, die Rufinikörperchen nicht so sehr.

19:34 Aber trotzdem sind sie halt an der Stelle sozusagen sehr sensibel und brauchen lange, bis sie sich an diesen Druck gewöhnen. Und auch das physiologisch sinnvoll, weil wenn du da einen Dehnungsreiz hast, das ist was, was der Körper auf jeden Fall an das Gehirn melden will, weil da oft dann halt ein längerfristiges physiologisches Problem, also irgendeine Verletzung oder so vorliegt.

19:55 Wenn die Haut halt so stark gedehnt wird, dann werden Ruffini-Körperchen aktiviert. Und wie merkt ihr euch jetzt die?

20:01 Genau, da kann man sich so ein bisschen merken, die sind eher rough, ja, also wie Ruffini, rough. Und die werden erst bei ordentlicher Dehnung der Haut aktiviert und adaptieren sich, wie gesagt, noch langsamer. Okay, erste Modalität Druck haben wir abgearbeitet. Die Mechanosensibilität hat ja auch noch Berührung und Vibration.

20:19 Berührung wird wahrgenommen durch eher schnell adaptierende Sensoren, also rapidly adapting, Differentialsensoren. Und die nehmen mehr oder weniger die Geschwindigkeit der Hautverformung wahr. Da gibt es einmal die Meißnerkörperchen und einmal die Hafolik-Rezeptoren. Die Meißnerkörperchen, die gibt es in der unbehaarten Haut, also zum Beispiel an den Innenflächen der Hände.

20:43 Die liegen im Stratum papillare der Dermis, aber sehr, sehr nah an der Epidermis dran und die sind auch mit der Basallamina von der Epidermis verbunden. Und dadurch funktioniert wahrscheinlich die mechanische Übertragung sehr, sehr gut, wodurch dann auch feine Reiz wahrgenommen werden können.

20:57 Genau, und die sind also sehr sensibel. Die sind hochempfindlich, genau wie Porzellan. Und da gibt es ja das bekannte Meißnerpotenzial. Das heißt, ihr habt hochempfindlich, vor allem auf Bewegung, nicht runterwerfen. Meißner Porzellan ist genauso hochempfindlich wie die Meißner Körperchen in eurer unbeharten Haut.

21:19 Und dann gibt es noch die Haarfolikelrezeptoren.

21:22 Genau, Überraschungen, die gibt es nur in der behaarten Haut. Die reagieren auf die Bewegung der Haare, ja, zum Beispiel, wenn man einen Windstoß spürt.

21:30 So, die Merkhilfe, also direkt im Namen. Dann kommen wir zur nächsten Submodalität innerhalb unserer Mechanosensorik, nämlich der Vibration. Dafür zuständig sind die Fata-Pacchini-Körperchen. Die sind jetzt in unserer untersten Hautschicht zu finden, nämlich im subkutanen Gewebe. Die ist so schichtenartig aufgebaut, ein bisschen wie so eine Zwiebel.

21:52 Und diese Schichten werden von Schwannzellen und Perineuralzellen gebildet. Das sieht eigentlich wirklich sehr schön aus, dass um diese Körperchen ist quasi die Nervenfaser so drum gewickelt und darum liegen dann halt noch zum Beispiel die Perineuralzellen. Und auch an der Stelle bei Vibrationen ist es ja sinnvoll, dass das Differentialsensoren sind.

22:13 Das heißt, die nehmen eben die Vibration, das heißt die Änderung des Drucks pro Zeit eben wahr. Und die haben auch ein Empfindungsoptimum und es liegt so zwischen 100 und 400 Hertz. Also aus irgendeinem Grund ist das der Reiz, wo unser Körper gesagt hat, hier, dafür brauchst du einen sehr guten Sensor in Form eurer Fata Pacini-Körperchen.

22:35 Und aus irgendeinem Grund ist es auch wichtig, in Klausuren zu wissen. Das heißt, merkt euch, das Empfindungsoptimum zwischen 100 und 400 Hertz in diesem Frequenzbereich können wir Vibration sehr gut nachdenken. Und da Tim, als nicht nur unsere Neuromaus bzw. Neurotiger auch ein legendärer Operngänger ist, hat er dafür eine tolle Merkhilfe.

22:59 Ist eigentlich dreist gelogen, aber ich muss ja immer ein bisschen an Puccini denken. Der hat so Opern wie. Kennt ihr Tohan Dot? Ich glaube, Carmen ist ein bisschen berühmter, oder? Ja, vielleicht. Aber Tuan Dot hat dieses, also keine Ahnung, hört es euch mal an, gibt es mal auf eurer Lieblingsmusik-App ein.

23:15 Ist geil. Und ich stelle mir bei Fata Pacini-Körperchen, um mir die zu merken, stelle ich mir immer so eine Opernsängerin vor, die so einen langen Ton in einem schönen, breiten Vibrator hält, bis ein Glas vor lauter Vibration zerspringt. Ja, ich hoffe, damit könnt ihr euch die Fata Pacini-Körperchen mit der Vibration jetzt auch merken.

23:34 Es passt eigentlich zu unserem gesungenen Intro heute.

23:37 Außer dass hier hoffentlich noch alles heil ist.

23:39 Übrigens, das Ding ist, Leo macht das immer so hinterhältig. Also wir reden noch miteinander, machen hier so ein bisschen Spieße und Leo nimmt das alles auf und schneidet das dann rein.

23:48 Ich glaube auch, Leo guckt dann immer so, als würde er Ganz aufmerksam zuschauen und so mit einem Arm irgendwo hinten rausdrückt er dann auf jeden Fall.

24:00 Krass, Leber.

24:01 Leo, erzähl uns doch lieber mal was über Blindenschriften noch.

24:04 Ja, das ist nämlich ein sehr gutes Beispiel, warum Mechanosensibilität für manche Menschen also lebensentscheidend sein kann. Und zwar die Blindenstift. Wie sagt man das eigentlich? Sagt man Breile? Brei, glaube ich, oder? Oder Brei. Fahr das unser hauseiges. Franzera ist das kein Fonse.

24:19 Ich glaube, man sagt Breie.

24:21 Okay, alles klar. Und zwar hat das ja jeder gesehen, es ist ja glücklicherweise schon irgendwie relativ weit verbreitet in öffentlichen Gebäuden, dass oft zum Beispiel auf so einem Aufzugknopf neben der Eins auch so ein paar erhobene Punkte sind. Und das ist ja genauso das Konzept dahinter, dass auf Papier oder auf sonstigen Schildern, die man sonst mit seinen Augen lesen würde, für blinde Menschen eben diese so ein Punktmuster eingeprägt ist, über das man drüber streichen kann.

24:47 Und wenn man halt eben weiß, wie die Punkte angeordnet sind, was es für ein Buchstabe, was das für eine Zahl ist, dann kann man eben wissen, was man da hätte sehen können. Und deswegen jetzt mal kurz mal unterbrechen. Überlegt mal, welche Sensoren denn jetzt von den gerade eben genannten für die Wahrnehmung von diesen Punkten wohl am wichtigsten ist.

25:05 Ich kann Pause machen, wenn ihr wollt. Ansonsten gibt es jetzt die Antwort. Und zwar wurde 1990 das Ganze mal untersucht, und da geht es tatsächlich vor allem, äh, das ist ja eine politische Sache, ne? Um Merkel-Zellen, weil die eben eine sehr hohe räumliche Auflösung haben. Man hat halt durch das Streichen auch eine Veränderung des Reizes, der von den Meißnerkörperchen als Differentialsensoren wahrgenommen wird, aber Merkel-Zellen haben da durch die hohe räumliche Auflösung eben den größten Impact.

25:39 Dabei kommt es natürlich eben auch sehr auf die Rezeptordichte an. Nochmal Thema rezeptives Feld, wie man das Ganze dann eben auch entsprechend wahrnehmen kann.

25:49 Und warum liest man Brei jetzt mit den Fingern und nicht mit dem Unterarm? Ich finde die Vorstellung übrigens sehr gut, dass man das mit dem Ellenbogen also drüber geht. Aber da geht es, wie gesagt, um die Rezeptordichte. Genauer gesagt um die Dichte an Tastpunkten, also an Hautstellen, die tastempfindlich sind.

26:06 Und je mehr Tastpunkte an einem bestimmten Hautfeld vorhanden sind, desto näher können zwei verschiedene Punkte aneinander sein und trotzdem noch getrennt wahrgenommen werden. Je näher die nämlich zusammenrücken, desto weniger kann ich zwei Punkte getrennt wahrnehmen. Und dieses Phänomen der Wahrnehmung von zwei unterschiedlichen Punkten, die auseinander sind, nennt man zwei Punkte Diskrimination oder Raumschwelle in dem Fall.

26:33 Und diese Raumschwelle ist zum Beispiel an der Zungenspitze ein Millimeter. Das heißt, wenn zwei Punkte ein Millimeter entfernt sind, kann ich die auch unterschiedlich wahrnehmen. Am Finger sind es zwei Millimeter und am Rücken schlappe 54 Millimeter.

26:45 Also das heißt, du willst mir sagen, dass ich das nächste Mal die Blindenschrift einfach so die Aufzugtür ablecken sollte?

26:50 Ich glaube, da hättest du eher ein hygienisches Problem an der Stelle, aber es wäre tatsächlich die sensativste und Methode, ja.

26:57 Zum Glück sind ja Finger auch sehr sensibel. Aber deshalb fällt es, glaube ich, Leuten auch so unfassbar schwer, wenn man so Sachen auf den Rücken malt, das irgendwie sinnvoll wahrzunehmen. Ich finde das auch echt hart. Also nächstes Mal größer zeichnen.

27:13 Wir hatten vorhin auch Faserqualitäten erwähnt. Glücklicherweise werden alle diese Tastempfindungen, die wir gerade besprochen haben, über die A-Beta-Fasern weitergeleitet. Also brauchen wir uns da mal nicht viel merken.

27:24 So, und jetzt kommen wir auch schon zur nächsten großen Sinnesmodalität, die über unsere Sensoren wahrgenommen wird. Und das ist Temperatur und Schmerz. Starten wir mal kurz mit der Temperatur an der Stelle, aber wir werden auch gleich sehen, wie die vielleicht noch zusammenhängen. Ist trotzdem ein sehr spannender Mechanismus und natürlich für uns sehr relevant, weil wir das natürlich ständig irgendwie wahrnehmen, wie warm oder kalt es um uns herum ist.

27:48 Ja, wenn ihr in den Raum kommt, dann steigt die Temperatur immer direkt. Lecker, lecker. Den Witz machen wir aber auch in jeder Folge schon aus.

27:58 Irgendwie, die Leute glauben, die denken wirklich, glaube ich, wir haben hier drin irgendwie ein Lüftungs- oder ein Heizungsproblem oder alles zusammen oder hot.

28:07 Ich glaube, die denken, hier sind irgendwelche Gase, die hier irgendwie die Wahrnehmung verändern. Wollen wir nochmal neu machen. Das war jetzt gerade schon ein bisschen unangenehm.

28:17 Wir machen weiter. Temperatur. Ganz kurzes Cooldown im Sinne der Temperatur. Und die wird nämlich wahrgenommen durch freie Nervenendigungen, an denen Wärme- und Kälterezeptoren sitzen. Kleiner Sidefact an der Stelle ist übrigens, dass wir mehr Kaltsensoren als Warmsensoren im Körper haben. Und diese Sensoren liegen auch vor allem im Gesichtsbereich, weil wir da ja auch viel Wärme verlieren können, potenziell.

28:51 Zum Thema Wirkungsbereich kann man sagen, dass diese Rezeptoren eine sogenannte Indifferenztemperatur haben. Die liegt so zwischen 31 und 36 Grad. Das ist sozusagen die Wohlfühltemperatur dieser beiden Rezeptortypen, Wärme und Kälte. Und in diesem Temperaturspektrum sind beide Rezeptortypen nämlich aktiv.

29:11 Aber wir haben keine aktive Wahrnehmung der Temperatur, solange sie sich nicht ändert. Und das liegt nämlich an ihrer Faserqualität oder Sensorqualität. Das sind nämlich proportional Differentialsensoren. Das heißt, die haben quasi beide Wahrnehmungsmöglichkeiten. Die haben also ein Grundlevel an absoluter Temperaturwahrnehmung.

29:33 Und dann, wenn sich die Temperatur ändert, dann können sie auch noch feuern und werden da an der Stelle aktiv, um uns quasi zu melden, hey, es ist gerade zu kalt oder zu warm. Bei Kaltsensoren liegt das sogenannte Wirkmaximum, also da wo sie am aktivsten werden, zwischen 20 und 30 Grad.

29:52 Also es ist ja gar nicht zu kalt.

29:54 Stimmt, ja. Genau, aber da geht es ja auch noch. Wir nehmen zwar wahr, dass es kalt ist, aber es liegt sozusagen noch nicht im Schmerzbereich. Das tritt dann erst auf, wenn wir unter 15 Grad rutschen von der Temperatur her, weil dann werden zusätzlich zu den Kaltrezeptoren auch noch Schmerzfasern aktiviert.

30:12 Die bilden eine eigene Kategorie und können durch Temperatur auch aktiviert werden. Und eben, das kennt jeder Mensch, der schon mal an eine vereiste Laterne gefasst hat oder auch die Spezialisten, die da mit der Zunge rangehen und dann merken... Da gibt es noch mehr Probleme, wenn du mit der Zunge kleben bist.

30:30 Aber selbst Blindenschrift drauf, Alter.

30:32 Ja, was ist denn? Auf dem Eis, ja. Aber die haben auf jeden Fall gemerkt, dass es erstens kalt ist und zweitens wehtut. Und dann haben wir noch die Warmsensoren, die feuern besonders gut zwischen 38 und 43 Grad. Also das ist auch ganz schön heiß eigentlich.

30:49 Genermaßen dann schon relativ warm. Ist krass. Also die sind irgendwie besser gelegt.

30:53 Irgendwie so Klimawandel vorausgegriffen von der Evolution oder irgendwie so. Das ist crazy. Auf jeden Fall über 45 Grad ist dann sozusagen die Schmerzgrenze und da werden dann zusätzlich noch Schmerzfasern aktiviert durch die Hitze.

31:07 Und der molekulare Mechanismus, der dahinter steht, ist, dass da so freie Nervenfasern sind, die Kanäle haben, nämlich also Temperaturwahrnehmung suggeriert ja, es sind temperatursensitive Ionenkanäle, die sogenannten TRP-Kanäle. Und da gibt es ganz viele verschiedene, so eine ganze Reihe. Und zwei wichtige Beispiele sind der TRP-M8-Kanal für Kälte.

31:33 Spannenderweise nimmt er, glaube ich, auch Menthol wahr, deshalb gibt es ja so Kaugummis, die dann so ein angenehm kaltes Gefühl im Mund machen. Und dann gibt es auch noch den TRPV1-Kanal für Wärme. Der kann übrigens auch durch Capsaicin aktiviert werden. Und das ist ein Stoff in Chilis. Ich glaube, mehr muss ich dazu nicht sagen.

31:52 Dann gibt es noch ein interessantes Phänomen, was ihr vielleicht auch kennt. Das ist die sogenannte paradoxe Kälteempfindung. Kennt ihr das? Also ihr fasst in so sehr, sehr warmes Wasser und es überkommt euch erstmal kurz eher so eine Kältewelle. Kennt ihr das?

32:09 Ja, ja, es fühlt sich erst komisch kalt an.

32:12 So viel zu heiß eingelassenes Spülwasser. Und dann greift man da so rein und dann denkt man, oh, aber dann ist so eine schmerzige Kälte irgendwie. Ja, genau. Und das liegt auf jeden Fall daran, dass eben bei hoher Temperatur auch einige der Kälterezeptoren wieder aktiviert werden. Irgendwie interessanter Mechanismus.

32:28 Gut, jetzt hatten wir Temperatur zu der gleichen Submodalität gehört, aber auch noch Schmerz.

32:35 So, und dieser Schmerz wird nicht nur einfach bei übermäßig starker Aktivierung von den Mechane oder Thermorezeptoren quasi angeschaltet, sondern ist auch eine ganz eigene Sinnesmodalität, die jeder Mensch kennt. Und man sagt, Schmerz ist eigentlich mehr so ein subjektives Phänomen, also die, sage ich mal, subjektive Wahrnehmung dieser Schmerzen und dieser körperlichen Schädigung.

32:58 Der objektive Vorgang auf physiologischer Ebene, der wird als Notizeption bezeichnet. Und Nozizeption kann durch mechanische, also zum Beispiel durch Druck, durch thermische, Hitze-Kälte oder auch durch chemische Reize, wie zum Beispiel irgendwelche Noxen und Säuren entstehen. Und zur Wahrnehmung haben wir die sogenannten Nozizeptoren.

33:20 Nozizeptoren reagieren entweder nur auf einen Reiztyp, zum Beispiel mechanischen Reiz oder Temperatur, oder auf verschiedene Reize und da nennt man die polymodal. Letztendlich sind es einfach freie Nervenendigungen, die ganz viele Rezeptoren auf sich tragen, zum Beispiel Thermorezeptoren, vermutlich auch mechanosensible Ionenkanäle, aber auch metabotrope Rezeptoren, die dann über intrazelluläre Signalwege wirken, zum Beispiel so einen G-Protein-gekoppelten Pradekinin-Rezeptor.

33:50 Und das heißt, über lokale Botenstoffe können letztendlich auch die Erzwahrnehmung quasi direkt an der freien Nerveneinigung schon moduliert werden. Wir müssen jetzt nicht genauer drauf eingehen, aber kann in der Pharmakologie nochmal interessant werden. Man unterscheidet übrigens auch zwischen frühem schnellen Schmerz und spätem verzögerten Schmerz.

34:10 Das kennt man eigentlich auch. Es gibt so diesen frühen Schmerz, der wird vor allem über hochschwellige Mechanorezeptoren erfasst. Der hat sehr schnell weitergeleitet über Adelta-Fasern, die sind etwas myelinisiert, dadurch halbwegs schnell. Dieser frühe Schmerz ist oft auch gut lokalisierbar und er dient vor allem der Ausführung von Schutzreflexen, also zum Beispiel dem Wegziehen der Hand von der Herdplatte.

34:36 Das kennt man ja eigentlich. Und dann gibt es aber noch den späten Schmerz. Und der ist vor allem vermittelt von polymodalen Schmerzrezeptoren und wird eher langsam weitergeleitet, deshalb auch später Schmerz. Der wird langsam weitergeleitet über nicht myelinisierte C-Fasern. Ohne Myelin haben wir ja nicht diese saltatorische Erregungsleitung, dauert also alles länger.

34:55 Der späte Schmerz ist auch schlecht lokalisierbar. Und das Ziel, oder die evolutionäre Idee, die wir dem zuordnen, ist eher eine Schonung eines verletzten Bereichs. So ein später Schmerz hat auch oft eher den Bronden-Charakter als den stechenden.

35:12 Okay, wow, ganz kurz durchatmen. Wir haben jetzt schon die Mechanosensibilität, wir haben schon Temperatur und Schmerz durch. Und jetzt kommen wir noch zum krönenden Abschluss an dieser Stelle, nämlich zur Propriozeption unserer dritten Sinnesmodalität. Wir haben es am Anfang schon mal kurz angeteasert, deswegen überlegt an der Stelle nochmal ganz kurz, was man unter Propriozeption eigentlich versteht.

35:36 Yes. Stellung, Bewegung und Kraft sind die Submodalitäten unserer Propriozeption. Zwei Dinge dazu: Die Stellung und Lage der Gelenke im Raum wird durch Muskelspindeln in den Muskeln vermittelt. Die Kraft, die ihr dabei aufwendet, wird vor allem durch das Golgi-Sähnenorgan gemessen.

35:56 Fangen wir an mit den Muskelspindeln. Muskelspindeln liegen letztendlich in jedem Muskel parallel zu den Muskelfasern und sind auch mehr oder weniger umgebaute Muskelfasern. Das sind so spindelförmige Komplexe aus circa zehn intrafusalen, also in der Spindel befindlichen Muskelfasern, mit spiralig drumherum gewickelten Nervenfasern und drumherum noch eine Perineuralkapsel.

36:21 Und diese Muskelspindeln können zwei verschiedene Afferenzen weiterleiten, also zwei unterschiedliche Informationen. Nämlich einerseits die primären Muskelspindelafferenzen und dann gibt es noch sekundäre. Die primären werden geleitet durch A-Alpha-Fasern oder auch 1A-Fasern nach der anderen Nomenklatur.

36:41 Und diese Muskelspindeln messen die Größe und Geschwindigkeit der Längenänderung von Muskeln. Also sind klassische Proportional-Differentialsensoren. Sekundäre Muskelspindelafferenzen werden weitergeleitet durch A-Beta-Fasern, also einen Ticken, langsamer oder auch 2, also Typ II-Fasern. Und die messen die statische Muskellänge, also sind proportionalsensoren.

37:08 Genau, und in der Regel haben die Muskelspindeln quasi beide und zum Tragen kommt das Ganze zum Beispiel beim Muskeldehnungsreflex. So, das typische Beispiel, was man als erstes kennenlernt dafür, ist der Patellarsenreflex. Das ist, wenn der Neurologe quasi mit so einem Hämmerchen knapp unterhalb der Pateller auf die Quadrizepsähne schlägt, dann erschreckt sich das Bein.

37:32 Und warum passiert das? Das ist ein sogenannter monosynaptischer Reflex. Das heißt, der Sensor und der Effektor liegen im selben Organ. Das heißt, der Sensor, die Muskelschwindel, liegt genauso im Muskel wie der Effektor. Der Muskel liegt ja auch im Muskel. Komisch ausgedrückt, aber monosynaptisch. Wie funktioniert die Reflexbahn und die genaue Verschaltung?

37:56 Das ist so, die Muskelspindel wird gedehnt, wenn ich mit dem Hämmerchen draufhaue. Wird also dadurch aktiviert. Das führt dazu, dass das zugehörige afferente Neuron erregt wird. Dann kommt die Weiterleitung der Erregung über die A-Alpha-Faser direkt zum Alpha-Motoneuron. Das liegt im Vorderhorn des Rückenmarks, kommen wir in der nächsten Folge drauf.

38:17 Dieses Alpha-Motoneuron wird aktiviert und sendet sein Axon wieder aus zum Muskel und sorgt für die Muskelkontraktion des Quatrizeps. Dadurch schnellt dann der Unterschenkel nach vorn. Dadurch wird natürlich auch die Muskelspindel erschlafft, weil sie ja vorher gedehnt. Jetzt, sobald sich der Quatrizeps kontrahiert, ist die Muskelspindel auch nicht mehr gedehnt.

38:41 Und dadurch wird das Signal beendet. Zusätzlich gibt es übrigens noch Mechanismen, um zu verhindern, dass die Spannung auf Muskel und Sehne allgemein zu groß wird. Da gibt es nämlich einmal Ranchot-Zellen. Das sind hemmende Interneuronen, die vom Alpha-Motorneuron einfach mit aktiviert werden, wenn es selbst aktiviert wird, und das Alpha-Motoneuron selbst hemmen, sogenannte rekurrente Hemmung.

39:05 Und andererseits gibt es noch den Golgi-Reflex, um zu verhindern, dass die Spannung auf Muskeln und Sehne zu groß wird. Auf den gehen wir aber gleich nochmal ein.

39:12 Und jetzt noch ein spannender Mechanismus, der verhindert, dass diese Muskelspindel erschläfft. Weil, um was zu messen, muss sie ja gespannt sein. Wir haben jetzt folgendes Problem, weil wenn sich der Muskel um die Muskelspindel herum zusammenzieht, dann erschlafft ja diese Muskelspindel, beziehungsweise die Phase der Muskelspindel.

39:35 Das müsst ihr euch so vorstellen, wie so ein Bogen, der sich zusammen, den du zusammendrückst und dann hängt die Sehne zwischendrin durch. Und wenn sie durchhängt, kann sie keine Spannung mehr messen, beziehungsweise keine Längenveränderung. Und das heißt, diese intrafusalen Fasern müssen vorgedehnt sein.

39:54 Und dafür sind die Gamma-Motoneuren zuständig, die speziell nur diese intrafusalen Muskelspindelfasern aktivieren. Alles drumherum im Muskel wird durch Alphaneuren aktiviert. Und wenn diese Alpha-Motoneuren feuern und den Muskel damit kontrahieren, werden gleichzeitig die Gamma-Motoneuren aktiviert und damit die Muskelspindeln.

40:19 Das nennt man Alpha-Gamma-Koaktivierung.

40:21 Jetzt haben wir uns mit den Muskelspindeln beschäftigt. Jetzt reden wir als nächstes noch über die Golchi-Senorgane. Die messen, wie gesagt, eher die Kraft. Und zwar sitzen die am Übergang zwischen Muskeln und Sehnen und leiten vor allem eine Info über die Muskeldehnung bzw. eigentlich genauer noch über die Sehnenspannung weiter.

40:41 Der Golchi-Reflex dient der Kalibrierung der Muskelspannung und vor allem auch dem Schutz der Sehne vor einer viel zu starken Belastung. Stellt euch folgendes Szenario vor, ihr seid übermotiviert in Stream geradet. Holt euch dort die größte Kurzhandel, die ihr finden könnt, um Bizeps-Curs zu machen, also so ein bisschen Bizeps-Bolger.

41:03 Ihr beugt also massiv motiviert den Arm, es tut kurz weh und gleichzeitig lasst ihr die Handel fahren. Was ist passiert? Folgendermaßen. Durch das sehr hohe Gewicht wird die Sehne sehr stark gedehnt und die Golchi-Senorgane feuern über eins B-Fasern, die zum Rückmarkt ziehen. Und dort werden die dann verschaltet auf zwei Interneurone.

41:25 Das erste Interneuron ist ein inhibitorisches Interneuron und hemmt das Alpha-Motoneuron des Agonisten, also in dem Fall des Bizeps. Dadurch erschlaft der Bizeps. Das trägt schon mal zum Fallenlassen bei. Aber das andere ist noch, es gibt ein zweites Interneuron, was auch aktiviert wird. Das ist excitatorisch und es aktiviert den antagonistischen Muskel, also in dem Fall den Trizeps, der dann kontrahiert.

41:47 Das heißt, wir haben jetzt die Bizepshene quasi geschützt vor Überlastung. Beim Golgi-Reflex passiert also so ein bisschen das Gegenteil im Vergleich zum Muskeldehnungsreflex. Außerdem ist der Golgi-Reflex polysynaptisch. Es sind nämlich mehr als zwei Neuronen daran beteiligt. Das habt ihr auch gerade an der Verschaltung schon gemerkt.

42:07 Und damit auch mehr als eine Synapse. Deshalb nicht monosynaptisch, sondern polysynaptisch.

42:16 Soweit die wichtigsten peripheren Sensoren. Wie es im Namen steckt, sind die in der Peripherie und wir müssen jetzt noch irgendwie nach oben in die Birne kommen. Deswegen ist jetzt noch die nächste und letzte Frage der Folge. Wie kommen wir denn jetzt von der Merkel-Zelle am dicken Onkel irgendwie in unsere Großhirnrinde?

42:38 Ich denke, Onkel ist der Großzieher, oder was? Ja, was denn sonst? Auf jeden Fall schauen wir uns jetzt diesen Weg nochmal an. Es geht letztendlich aus der Peripherie über das Rückenmark zum Thalamus, der so ein bisschen der Gatekeeper ist zum Bewusstsein, und dann eben in den sensorischen Kontext. So komplex, wie es gleich wirken wird, ist es eigentlich gar nicht.

43:02 Der allgemeine Aufbau von sensorischen Waren ist immer gleich. Es gibt in der Regel drei Neuronen. Das erste Neuron liegt in der Regel ein bipolares Neuron, dessen Soma liegt eigentlich immer in einem Ganglion. Meistens im Spinalganglion. Es gibt ganz, ganz kleine Ausnahmen. Aber in der Regel liegt das erste Neuron im Spinalganglion.

43:22 Das zweite Neuron liegt meistens irgendwo im Rückenmark oder in der Methole und Lomate. Und das dritte Neuron liegt in der Regel im Thalamus.

43:36 Und was wir uns an der Stelle jetzt zunutze machen können, ist die Einteilung von vorhin in unsere Sinnesmodalitäten. Also wir hatten ja die Mechanosensibilität, die Temperatur und das Schmerz empfinden im sogenannten protopathischen System und die Propriozeption. Weil jede von diesen drei Qualitäten hat nämlich seine eigene oder ihre eigene Bahn ins Rückenmark und darüber ins Gehirn.

44:08 Wenn wir uns jetzt vorstellen, wir schneiden das Rückenmark einmal transversal durch und schauen dann von Kranial drauf, dann sehen wir innen die graue Substanz und außen drumherum liegt dann die weiße Substanz. Und dieses ganze Gebilde sieht so ein bisschen schmetterlingartig aus und wird unterteilt in das Vorderhorn, also so ein bisschen die Flügel vorne von diesem Schmetterling.

44:34 Dann haben wir ein Seitenhorn, was an den Seiten orientiert ist, und Richtung posterior das Hinterhorn. Und in diesen drei Bereichen liegen die Zellkörper unserer verschiedenen Neurone zu allen drei Modalitäten. Wie schon gesagt, die weiße Substanz umgibt die graue Substanz und wird aufgeteilt in die aufsteigenden, also wo die afferenten Fasern durchlaufen und damit die Sensorik.

45:03 Und dann gibt es auch noch absteigende Bahnen, die also in die Peripherie führen und das sind logischerweise dann efferente oder motorische Bahnen. Die relevanten im nächsten Teil sind die aufsteigenden Bahnen und da gibt es drei Stück, nämlich den Hinterstrang. Der setzt sich zusammen aus dem Fasciculus gracilis und cuneatus, das sind die Bahnen, die da laufen.

45:26 Dann gibt es den Vorderseitenstrang, der wird gebildet aus dem Tractus spinothalamicus anterior und lateralis. Und dann gibt es Richtung Posterior auch noch den Kleinhirnseitenstrang. Der wird gebildet aus dem Tractus spinocerebellaris anterior und posterior. Und um euch das jetzt so ein bisschen besser zu merken, könnt ihr euch überlegen, der Thalamus liegt ja auch anatomisch anterior.

45:51 Also Richtung Nase vor dem Cerebellum. Und genauso liegen die Bahnen des Vorderstrangs auch eher Richtung Anterior im Vergleich zum Seitenstrang. Deswegen gehören die Bahnen des Spino Talamikus auch zum Vorderseitenstrang und die Bahn des Spinocerebellaris zum kleinen Seitenstrang. Und jetzt gehen wir diese Bahnen einmal noch im Detail durch.

46:18 Genau, fangen wir an mit dem Hinterstrangsystem. Das ist für die Weiterleitung der epikritischen Sensibilität wichtig, also für den feinen Tastsinn und übrigens zusätzlich auch für die bewusst wahrgenommene Propriozeption. Zusammen mit dem Vorderseitenstrang vermittelt das Hinterstrangsystem wirklich was, was man sehr aktiv wahrnimmt.

46:38 Und wir schauen uns jetzt einmal an, wie das verläuft. Das erste Neuron des Hinterstangsystems bekommt seine Afferenz, also die zugeleiteten Potentiale, entweder aus der Haut, wenn es eben um die Mechanosensibilität geht, oder aus Muskelschwindeln, wenn es um die Propriozeption geht. Das Soma von diesem ersten Neuron, also der Zellkörper, der liegt, wie gesagt, fast immer im Spinalganglion.

47:04 Das Spinalganglion ist einfach so eine Sammlung aus ganz vielen Nervenzellen, deren Axone dann weiter ins Rückenmark reinziehen. Und diese Axone, die da weiterziehen, also die Efferenzen von diesem ersten Neuron, die ziehen erstmal ipsilateral, also weiterhin auf der gleichen Seite, wo das Signal herkam, im Fasciculus gracius für die untere Extremität, oder weiter oben dann im Fasciculus coniatus für die obere Extremität.

47:28 Kann man sich auch so vorstellen, von unten kommt, lagert sich dann der Fasciculus Crazius für die untere Extremität quasi mittig an, medial. Und der Fasciculus cunatus, der dann oben dazukommt, lagert sich dann außen am Fasciculus Cratillus an. Und das Ganze zieht dann bis in die Medola oblongata hoch, wo das zweite Neuron liegt, nämlich im Nucleus carcilis bzw.

47:53 Cunitus in der Medola oblongata. Von diesem zweiten Neuron ausgehend wird wieder ein Axon ausgesendet, also die Efferenz vom zweiten Neuron. Und das ist wichtig, die kreuzt jetzt auf die gegenüberliegende kontralaterale Seite. Also das Axon auf quasi einmal quer durchs Rückmark, sodass am Ende das Signal, was zum Beispiel aus dem linken Bein kommt, ab der Mendola oblongata auf der rechten Körperseite verläuft.

48:21 Läuft also kontralateral. Und zwar im sogenannten Lemniscus medialis. Das ist einfach so eine Nervenbahn. Und das dritte Neuron, wie gesagt, liegt im Thalamus und zwar beim Hinterstrangsystem ist das im Nucleus ventralis posterolateralis, kurz VPL. Erinnerung nochmal, Thalamus ist quasi wie so ein Filter um das Tor zum Bewusstsein.

48:42 Und von dort zieht das Axon des Neurons dann weiter über die Capsula interne zum primären somatosensorischen Cortex im Gyrus postzentralis.

48:53 Damit kommen wir auch schon zum Vorderseitenstrang und der leitet die grobe Druckempfindung über den Tractus spinothalamicus anterior und dann unsere zweite große Modalität, nämlich die Thermo und die Nocizeption, über den Tractus spinotalamicus lateralis. Wie verläuft jetzt dieser Strang? Und zwar kommt das erste Neuron natürlich mit Afferenzen aus der Haut an.

49:21 Das Soma dieses Neurons liegt dann im Spinalganglion und dann läuft das Axon ipsilateral in der Wirbelsäule Richtung aufwärts. Beim Spinothalamicus anterior verläuft dieses Neuron ein bis zwei Segmente im Hinterstrang nach oben und kreuzt dann erst auf die gegenüberliegende Seite. Beim Tractus Spinotalamicus lateralis erfolgt die Kreuzung direkt schon auf Segmenthöhe, also da, wo dieses Axon eintritt ins Rückenmark und kreuzt dann auf die andere Seite rüber.

49:56 Das zweite Neuron liegt jetzt im Hinterhorn unseres Rückenmarks. Und da verläuft das Axon weiterhin kontralateral, also auf der anderen Seite im Vergleich zum Eintritt hoch zum Thalamus. Das dritte Neuron verläuft jetzt in den Nucleus venteroposterolateralis im Thalamus. Und dann über die Capsula interna zum primären somatosensorischen Kortex.

50:27 Also es ist quasi ab da auch wieder gleich, wie bei der Hinterstrangbahn. Was wichtig ist, ist vor allem, dass die Axone vom ersten Neuron zum Teil erst drüber oder drunter kreuzen. Also vor allem eher drüber über dem eigentlichen Segment. Und das ist bei Ausfällen relevant, weil je nachdem, wo quasi zum Beispiel das Rückenmark beschädigt ist, können dann Ausfälle an einer anderen Stelle auftreten, als es eigentlich zu diesem Segment passen würde, eben weil diese Kreuzung anderswo stattfindet.

51:04 Ergibt es Sinn?

51:05 Ja, es ist schon echt komplex mit diesen Segmenthöhen und wann was wo kreuzt.

51:11 Ja, das ist Neurologie auch so komplex. Aber das ist ja halt, wie gesagt, es ist einfach, ich glaube, es lohnt sich auch nochmal auf einem Bild anzuschauen. Es ist einfach sehr relevant, wenn das Rückenmarkt zum Beispiel auf der rechten Seite in Höhe der Brustwirbelsäule verletzt wird. Nochmal beim Hinterstangensystem, da laufen ja die Bahnen kontralateral, dann würde ich zum Beispiel das linke Bein nicht mehr spüren.

51:36 Genau, weil es schon gekreuzt ist. Weil es schon gekreuzt ist, genau. Und jetzt bei dem Vorderseitenstrang ist aber ein bisschen komplizierter. Dann ist die Frage, ist es schon gekreuzt oder ist es noch nicht gekreuzt? Und je nachdem habe ich den Ausfall auf der Seite oder vielleicht auf der anderen Seite in dem Segment.

51:53 Und beim einen ist eben der anteriore Spinothalamicus betroffen, beim anderen der laterale. Also es geht quasi, unterschiedliche Sinnesmodalitäten wären bei einem Ausfall auf der gleichen Segmenthöhe in der Wirbelsäule betroffen. Weil diese zwei spackigen Bahnen auf unterschiedlichen Höhen des Rückenmarks kreuzen.

52:14 Und jetzt wisst ihr, warum Neurologie so als das Denkerfach gilt auch. So, aber machen wir mal weiter mit den dritten Bahnsystemen, nämlich mit dem Kleinhirnseitenstrang. Das sind genau genommen ist es nicht ein Strang, sondern auch wieder mehrere Bündel, nämlich vier Bündel. Wir haben zwei Paare, einmal für die obere Extremität und einmal für die untere Extremität.

52:37 Für die untere Extremität bestehen die Kleinhirn-Seitenstrangbahnen aus dem Tractus spinocerebrillaris anterior. Der liefert Infos über die Aktivität von inhibitorischen Interneuronen. Und andererseits gibt es noch den Tractus spinocerebrillaris posterior, posterior wie Propriozeption. Der liefert nämlich Infos über unbewusste Propriozeption.

52:57 Wir haben ja vorhin schon gesagt, Kleinhirn-Seitenstrang ist im Vergleich zu den anderen beiden eher der Stange, der eher unterbewusste Informationen weiterleitet, die fürs Kleineheirn relevant sind, um Bewegung, Gleichgewicht, was weiß ich, zu koordinieren. Für die obere Extremität gibt es auch zwei Anteile.

53:18 Nämlich heißt das hier dann Tractus spinocerebellaris superior, Achtung, superior und nicht anterior. Der Superior liefert Infos über die Interneuronenaktivität wieder. Und dann gibt es noch den Tractus Cuniocerebularis, der Infos über die unbewusste Propriozeption aus der oberen Extremität liefert. Und da kann man sich so ein bisschen merken, dieses Cuniocerebularis passt wieder zu dem, wie auch die Hinterstrangbahnen benannt sind.

53:44 Da ist ja auch der Fasciculus, der für die obere Extremität da ist, Fasciculus cuneatus. Und bei den kleinen Seitenstrangbaren heißt das dann eben Tractus cuniocerebularis. Wir hatten jetzt immer unterschieden zwischen den Infos, die eher von den inhibitorischen Interneuronen kommen und den Infos über, also die man allgemein eher als unbewusste Propriozeption bezeichnen kann, die also eher von den Muskelspindeln zum Beispiel direkt kommen.

54:13 Und die werden auch unterschiedlich verschaltet. Bei den Interneuronen ist es ja ganz praktisch, man hat ja irgendwie schon Neuronen, deshalb gibt es im weiteren Verlauf nur noch zwei statt sonst immer drei Neuronen. Das erste Neuron von diesen zwei Neuronen liegt einfach im Hinterhorn des Rückenmarks, dessen Axon, also das, was ausgesendet wird, kreuzt dann direkt nach Kontralateral und zieht dann also kontralateral im Tractus spinocerebellaris anterior nach oben.

54:41 Dann durch den Pedunculus cerebellaris superior, also was anterior ist, kommt dann auch superior rein. Dann kreuzt es im Kleinhirn mehr oder weniger nochmal, liegt dann also wieder ipsilateral. Das ist interessant, weil das zweite Neuron liegt dann im Cerebellum ipsilateral zum Reiz quasi. Also wenn der Reiz aus dem rechten Bein kommt, wird die Information im Kleinhirn auch im rechten Teil des Kleinhirns dargestellt.

55:11 Und das ist nämlich genau gegengesetzt dazu, wie sonst die anderen Wahrnehmungen im Großhirn, im Kortex dargestellt werden. Da sind nämlich eigentlich immer kontralateral zu ihrem Ursprung. Und da ist nur die Frage, ab wann sind sie kontralateral, aber sie enden immer kontralateral. Das ist bei diesen Fasern genau anders.

55:30 Und dann, wie gesagt, gibt es nicht nur die Interneuronen, die Fasern weiterleiten, sondern es gibt auch die Fasern für unbewusste Propriozeptionen, den Tractuspinus cerebularis posterior bzw. oben den Cunio cerebellaris. Da liegt das erste Neuron, bekommt die Afferens in der Regel zum Beispiel von der Muskelspindel.

55:50 Und das erste Neuron liegt wie so ein normales erstes Neuron im Spinalgang. Die Afferenz, also das Axon, was davon ausgeht, zieht dann über den Fasciculus grazius einige Segmente nach oben. Achtung, ist ja eigentlich Hinterstangbahn. Aber dann geht es zum zweiten Neuron. Und das zweite Neuron liegt dann ipsilateral im Hinterhorn.

56:12 Hier gibt es keine Kreuzung im Rückenmark, sondern das Axon von dem zweiten Neuron läuft dann weiter ipsilateral nach oben. Dann durch den Pedunculus cerebularis inferior. Also das, was hinten war, kommt dann inferior rein. Und es endet im Kleinhirn als sogenannte Moosfaser. Hinweis auf die Histologie nochmal, da gibt es mehr dazu.

56:33 Und das dritte Neuron liegt dann im Kleinhirn wieder ipsilateral. Das bedeutet, also, nochmal grob zusammengefasst, für die inhibitorischen Interneurone, die ihre Infos weiterleiten, gibt es den Spinocerebularis anterior und den Spinocerebularis superior. Die Kreuzen in ihrem verlaufen Rückenmark, landen aber am Ende wieder ipsilateral im Kleinhirn, während die der Tractus spinocerebularis posterior und der Tractus Cuniocerebularis, die für unbewusste Propriozeption sind, die ganze Zeit ipsilateral bleiben und dementsprechend auch ipsilateral im Kleinhirn landen.

57:11 Da habe ich die ganze Zeit vor allem den Verlauf von den unteren Bahnen beschrieben. Der Verlauf ist aber für die obere Extremität quasi gleich, nur dass hier das Axon vom ersten Neuron durch den Fasciculus carcilis und nicht im Coniatus nach oben zieht und das zweite Neuron in der Medola Oplongata liegt.

57:27 Eine weitere Ausnahme des Ganzen ist, wenn wir quasi überhalb des Kindes sind, im Kopfbereich, ist hier der Nervustrigeminus tendenziell für diese Modalitäten relevant und für die Weiterleitung. Das ist ein ganz kleines bisschen anders verschalte. Deswegen schaut euch das bei Interesse nochmal an, aber das würde den Rahmen jetzt sprengen.

57:46 Wir sind jetzt quasi in der Birne angekommen. Was machen wir jetzt damit?

57:52 Also bevor ich jetzt gleich der Schädel platzt, gucken wir uns mal an, was da eigentlich mit den Reizen passiert, die jetzt über diesen langen Weg da oben angekommen sind. Und wir hatten ja schon im Rückenmark so eine grobe Ordnung nach dem Motto, wo der Reiz herkommt. Danach ist auch geordnet, wo er im Rückenmark verläuft.

58:14 Das war das, was ich vorhin gemeint habe mit die Bahnen aus der unteren Extremität kommen quasi erstmal in der Mitte rein, hinten beim Fasciculus carcilus. Und alles, was von außen immer noch dazukommt, je weiter wir nach oben gehen, was weiter oben ist oder eben an den Arm, lagert sich dann immer weiter außen an.

58:30 Wir haben also eine Zuordnung von dem Verlauf und dem Ursprung des Reizes.

58:36 Und dieses Prinzip heißt Somatotopie. Und so eine Ordnung finden wir auch im Gehirn selber dann. Da ist es ja so, dass die Infos ankommen durch den Thalamus und dann in unseren primären somatosensorischen Kortex. Der liegt anatomisch im Gyrus postzentralis des Großhirns. Und da sind auch wieder, kann man quasi den Ort im Großhirn zuordnen zu der Region anatomisch, wo dieser Reiz herkommt.

59:08 Also auch wieder eine somatotope Ordnung. Und da kennt ihr sicherlich dieses Bild vom Homunculus, wo quasi die menschlichen Körperregionen, die Peripheren, so drüber gelegt sind über das Gehirn, weil man halt relativ klar sagen kann, dieser Teil des Gehirns, da kommen Reize aus der Körperregion an.

59:28 Schauen Sie sich an und das Material für Albträume und es ist genauso geordnet, wie es am Körper geordnet ist. Das ist halt das Interessante. Irgendwie was weiter oben am Rücken ist, zum Beispiel ist dann eben näher an der Mitte vom Kortex, beziehungsweise an der medianlinie und was weiter unten oder kauder ist, dann eher weiter außen.

59:48 Genau, aber die einzelnen Bereiche sind durchaus unterschiedlich groß. Also zum Beispiel sind die Lippen oder der Genitalbereich deutlich überproportional repräsentiert. Und das ist ja auch wieder logisch, weil da eben.

1:00:01 Zum Beispiel haben wir kleinere rezeptive Felder, genau, viel feinere Wahrnehmung.

1:00:04 Viel feinere Wahrnehmung, also größeres Wahrnehmungsfeld im Gehirn.

1:00:10 Deswegen sieht dieser Mensch so seltsam aus.

1:00:12 Ja, so kann man sagen. Und die Reize aus unserem primären somatosensorischen Kortex werden dann in den sekundären somatosensorischen Kortex weitergegeben, der übrigens posterior vom primären Kortex liegt. Und dort findet dann sozusagen die weitere Interpretation, Wiedererkennung und sozusagen die höheren kognitiven Funktionen bezüglich dieses Reizes statt.

1:00:37 Ja, und aus diesem so sekundären somatosensorischen Kortex werden dann wiederum auch Efferenzen abgegeben, zum Beispiel in andere Hirnregionen wie die Amygdala, die ja für Emotionen zuständig ist, oder dem Hippocampus, wo das Gedächtnis hergestellt wird.

1:00:54 Und damit wollen wir euch auch schon mal ein bisschen eine Vorahnung geben auf den grünen Abschluss der Neuroreihe, wo es um Emotionen und Gedächtnis gehen wird. Wird also auch super spannend. Als nächstes geht es aber dann erstmal in die Motorik. Und ich glaube, wir haben heute schon mal eine gute Grundlage gelegt, damit wir da dann auch die Faserbasen vielleicht noch ein bisschen einfacher verstehen können.

1:01:17 Genau, also es ist mega schwer, das im Podcast-Format zu erklären, aber nehmt euch einfach nochmal ein Blatt Papier und zeichnet euch das auf, damit ihr es einmal visuell vor euch liegen habt.

1:01:28 Ja, was haben wir denn heute alles gelernt? Beim Rezeptorpotenzial gibt es im Gegensatz zum Aktionspotential kein Alles- oder Nichts-Prinzip. Je stärker der Reiz, desto höher die Amplitude. Ein rezeptives Feld ist der Bereich der Rezeptoroberfläche, der die Aktivität von genau einer Sensorzelle bestimmt.

1:01:47 Thema Faserqualitäten, je höher die Zahl und je später der Buchstabe im Alphabet, desto langsamer die Reizweiterleitung. Zu den relevanten Mechanosensoren zählt auf der Druckebene Merkel-Zellen und Rufini-Körperchen, für Berührung Meißner Körperchen und Hapfolikelrezeptoren und für Vibrationen Fata Paccini-Körperchen.

1:02:10 Temperatur- und Schmerzsensoren sind hier bei freien Nervenendigungen. Für die Propriozeption sind in unserem Körper Muskelspinden und Muskelspindeln und Golgi Säorgane verbaut. Und zuletzt das zweite Neuron des Kleinhirn-Seitenstrangs kreuzt im Rückenrücken mag, nicht auf die andere Seite.

1:02:30 Und eine Ad-Hoc-Take-Home-Message. Die Sachen, die im Kleinhirn ankommen, sind ipsilateral. Und die Sachen, die im Kortex ankommen, sind kontralateral zu ihrem Ursprung.

1:02:40 Dann hoffen wir mal, dass alle Informationen der heutigen Folge auch in eurem Kortex angekommen sind, dass eure Sensoren alle wunderbar funktioniert haben. Wir danken fürs Zuhören. Wenn ihr noch weitere Fragen, Anmerkungen habt, schreibt uns gerne mal auf at Vorklinik Podcast auf Instagram. Lasst mal ein paar Sternchen und ein Abos auf Spotify Apple Podcast etc.

1:03:00 Das würden wir uns sehr, sehr freuen. Und ansonsten freuen wir uns, euch wieder zu hören in der nächsten Folge. Aber bis zum nächsten Mal.

1:03:27 Für die Inhalte in diesem Podcast übernehmen wir keine Gewähren. Der Podcast kann den Besuch von Vorlesungen nicht ersetzen. Wir empfehlen das Studium von einstiegiger Fachliteratur über den Inhalt des Podcasts hinaus.

1:03:37 Für Risiken und Nebenwirkungen fragen Sie an Arzt und Apotheker.