Dystonie und Gehirn

Willkürmotorik - also erwünschte und gewollte Bewegung - entsteht in der Tiefe unseres Gehirns.

Bewegung ist, im wahrsten Wortsinn,

mehr Kopfsache, als Du denkst!

Bei Dystonie handelt es sich höchstüberwiegend um eine organische Bewegungsstörung, die von Gehirn ausgeht. Ausgangspunkt ist grundsätzlich das Tiefe Hirn, in dessen Basalganglien, also dem Zentrum für Bewegungssteuerung, das Verhältnis von aktivierenden und hemmenden Signalen aus dem Gleichgewicht geraten ist. Diese Fehlfunktion führt wiederum zu einer Überaktivität eines Teils oder der gesamten Bewegungsmuskulatur, die sich in Zittern, Zucken und/oder Krampfen äußern kann.

Wie auch immer: Unser Zentrales Nervensystem, kurz ZNS, setzt sich aus zwei Grundkomponenten zusammen: dem Gehirn und dem Rückenmark. Diese sind über eine Vielzahl von Nervensträngen miteinander verbunden.

Beim Gehirn handelt es sich um unsere Schaltzentrale, über welche sämtliche unserer Fähigkeiten und Fertigkeiten "bioelektrisch" gesteuert werden. So auch die Motorik, also alles, was mit unwillkürlicher und willkürlicher Körperspannung, Körperhaltung und Körperbewegung zu tun hat.

Beim Rückenmark handelt es sich um das unmittelbar mit dem Gehirn verbundene Nervenleitsystem, das innerhalb der Wirbelsäule, genau genommen im Spinalkanal, verläuft.

Das ZNS mündet dort, wo die Spinalnerven aus der Wirbelsäule austreten, in das Periphere Nervensystem (PNS). Die peripheren Nerven verbinden sodann die Sinnes- und alle übrigen Organe sowie Muskeln, Blutgefäße und Drüsen mit dem unserem Gehirn.

Die Motorik, also jedwede Bewegung (und auch Körperhaltung) eines Menschen ist demgemäß das Ergebnis einer bioelektrisch wechselwirkenden  Stimulation unserer Muskeln, die sich sozusagen aus einer "neuronalen Dauerinteraktion" zwischen unserem Zentralen Nervensystem (Gehirn und Rückenmark) sowie Peripheren Nervensystem ergibt.

Wird unsere Skelettmuskulatur vom Gehirn ausgehend mit einem Zuviel an aktivierenden Signalen versorgt, vermag dies sodann in einer Dystonie zu münden.

Erwünschte und gewollte Bewegung wird als "Willkürbewegung" bezeichnet.

Der Motorkortex ist die Kommandozentrale

 für unsere bewusste Bewegung

Der motorische Kortex ist jener Bereich unseres Gehirns, der sich in der Großhirnrinde befindet. In ihm werden Bewegungen auf neuronaler Ebene - im Abgleich auch mit dem Seh- und Hörsinn - geplant, initiiert und kontrolliert. Es handelt sich, im übertragenen Sinn, um unsere Kommandozentrale für Willkürbewegung.

Der motorische Kortex besteht aus verschiedenen Arealen, die jeweils unterschiedliche Funktionen übernehmen. Für dystone Bewegungsstörungen sind folgende Bereiche besonders bedeutsam:

Der präfrontale Kortex, dem im Wesentlichen die Planung beabsichtigter Bewegung obliegt.

Der prämotorische Kortex dient der Koordinierung von Körperhaltung und Bewegung bzw. Bewegungsabläufen.

Vom motorischen Kortex werden sodann jene Nervensignale über die Basalganglien und das Rückenmark an die Muskeln gesendet, die dort  Willkürbewegung auslösen.

Insbesondere bei tätigkeitsbezogenen fokalen Dystonien geht Mediziner:innen mittlerweile davon aus, dass Fehlfunktionen auch im Motorkortex dafür maßgeblich sind.

Unser Antrieb ist bioelektrisch.

Oder: Wir funktionieren öko!

Unsere Nervenzellen kommunizieren unter anderem vermittels Strom, nämlich dann, wenn elektrische Impulse von einer auf die nächste Nervenzelle übertragen werden.

Diese elektrische Kommunikation funktioniert ganz ohne Stromanschluss. Sie ist sozusagen "bio", da sie das Ergebnis der biochemischen Zusammensetzung der Nervenzelle ist, die in ihrem Inneren sowie Äußeren unter anderem elektrisch positiv geladene Natrium- und negative geladene Calcium-Ionen enthält. Die Ladungsdifferenzen zwischen jeweils einem Zellkernen und den dazugehörigen  synaptischen Spalten erzeugen elektrische Spannung und elektrische Spannung ist nichts anderes als Strom in Form elektrischer Impulse.

"Nervenstrom" bzw. elektrische Nervenimpulse werden in Millivolt (mV) gemessen.Oder: Minimaler Strom, jedoch mit maximaler Wirkung!

Gleich, was wir tun, wir sind stets,

 im wahrsten Wortsinn, genervt!

Die Nervenzellen, fachsprachlich Neuronen, sind jene winzige Organellen in unserem Zentralen sowie Peripheren Nervensystem, über welche - im Hinblick auf Bewegung - Muskeln innerviert, also über Nerven aktiviert oder gehemmt werden.

Die Grundbausteine der Nervenzellen sind ein Kern, Dendriten sowie Axone. Im Kern befinden sich u.a. Erbinformation und Energie. Die Dendriten sind Fühler zu benachbarten Neuronen. Axone sind Zellfortsätze, die Nervenzellen miteinander verbinden.

Es gibt, je nach Aufbau und Funktion, vier Arten an Nervenzellen:

• Unipolare Nervenzellen mit nur einem kurzen Zellfortsatz; Vorkommen: primäre Sinneszellen, z.B. in der Netzhaut des Auges.

• Bipolare Nervenzellen mit zwei Zellfortsätzen, jeweils einem Dendrit und einem Axon; Vorkommen u.a. im Geruchs- und Sehsinn).

• Multipolare Nervenzellen mit vielen Dendriten und einem Axon; motorische Nervenzelle im Rückenmark.

• Pseudounipolare Nervenzellen bei der Axon und Dendrit als gemeinsamer Fortsatz aus dem Zellkörper wachsen und sich danach aufspalten; Vorkommen Tastsinneszelle.

Wie auch immer: Nervenzellen sind Einbahnstraßen. Sie können elektrische Signale nur in eine Richtung leiten; entweder von außen nach innen (afferent) oder von innen nach außen (efferent).

Hinzu kommt, dass die Nervenzellen nicht unmittelbar miteinander verbunden sind. Vielmehr liegen sogenannte Synaptische Spalte zwischen ihnen, die von elektrischen Signalen - elektrisch oder chemisch, letzteres mit Hilfe von Botenstoffen (Neurotransmittern) - überwunden werden müssen.

Hemisphären und "Hemidystonien" sind, im übertragenen Wortsinn, halbe Sachen.

Gleich aussehen, dennoch teilweise

unterschiedlich funktionieren!

Das menschliche Gehirn besteht aus einer linken und einer rechten Hälfte, den sogenannten Hemisphären.

Sämtliche Körperfunktionen werden von beiden Gehirnhälften gesteuert. Bezogen auf Bewegung werden dabei grundsätzlich die Muskeln der linken Körperhälfte von der rechten Gehirnhälfte aktiviert und jene der rechten Körperhälfte von der linken Hemisphäre. Eine Ausnahme stellt der Kopf bzw. die dortigen Körperfunktionen dar. Da die Kreuzung der Nervenbahnen unterhalb erfolgt, liegt eine derart strikte seitenbezogene Steuerungstrennung dort nicht vor.

Diese Spiegelverkehrtheit, fachsprachlich Kontralateralität, ist darauf zurückzuführen, dass sich der Hauptnervenstrang der rechten und linken Hirnhälfte vor dem Übergang in die Wirbelsäule, auf Höhe des Kleinhirns, kreuzen. Warum dies so ist, wurde wissenschaftlich noch nicht abschließend verstanden.

Wie auch immer: Die linke und rechte Hirnhälfte sind vom Grunde her gleich aufgebaut. Davon unbenommen unterscheiden sich ihre Funktionen zumindest teilweise. Verbunden werden sie vom Corpus callosum, einem "bogenförmiger Balken", der aus 200 Millionen Nervenzellen besteht und die Hirnhälften unterhalb der gefalteten Großhirnrinde miteinander verbindet.

Das zuvor Dargelegte ist dann interessant, wenn es um das Grundverständnis von Hemidystonie geht, also jene Dystonien, die lediglich eine Körperseite betreffen. Bei ihnen liegt die Fehlfunktion der Basalganglien nämlich lediglich in einer der beiden Hirnhälften vor, genau genommen auf jener Seite, die der von dystonen Symptomen betroffenen Körperhälfte gegenüber liegt.

Dystonie und unsere Basalganglien im Einzelnen

Unser zentraler Steuerungsapparat

auch für Bewegung!

Das menschliche Gehirn verfügt über einen Hirnkernkomplex, auch Tiefes Hirn genannten. Bei diesem "Hirnkerngebiet", handelt es sich um eine Ansammlung kleinerer Hirnkere jeweils in Form dichtgepackter Nervenzellen. Den verschiedenen Hirnkernen fallen jeweils unterschiedliche Funktionen zu, wobei sie allesamt unmittelbar oder mittelbar miteinander verbunden sind.

Bei den Basalganglien handelt es sich um eine subkortikale, will heißen unter der Großhirnrinde liegende Gruppe Hirnkerne, die, im Vorderhirn liegend, unter anderem an der Motorik, also Bewegung des Menschen, grundlegend zentral steuernd beteiligt sind.

Die Basalganglien setzen sich aus dem Striatum (Nucleus caudatus und Putamen), dem Pallidum, dem Nucleus subthalamicus und der Substantia nigra zusammen. Die Zugehörigkeit des Thalamus ist unter Neurowissenschaftler:innen umstritten. Wie auch immer, nachfolgende Hirnkernbereiche haben folgende Grundfunktionen:

• Striatum

Eingang zu den Basalganglien, Hemmung hemmender Hirnkernteile, "Hemmungsverstärker"

• Nucleus caudatus

Zentrum für das Lernen von Bewegung(Mustern) sowie bewussten Unterdrückung von Reflexen

• Putamen

Zentrum für die Kontrolle komplexer Bewegungsabläufe

• Pallidum

Zentrum für die Kontrolle von bewusster und unbewusster Willkürmotorik

• Nucleus subthalamicus

Zentrum für die Auswahl einer bestimmten Bewegung sowie Unterdrückung anderer

• Substantia nigra

Zentrum für Bewegungsinitiierung

Die Basalganglien bzw. ihre unterschiedlichen Kerngebiete weisen dabei drei Kerntypen auf:

• Eingangskerne

Empfangen Signale aus unterschiedlichen Hirnbereichen.

• Ausgangskerne

Senden Signale an unterschiedliche Hirnbereiche.

• Intrinsische Kerne

Tauschen Signale zwischen Eingangs- und Ausgangskernen aus.

Wie auch immer: Bezogen auch auf Motorik bzw. Bewegung erhalten die Basalganglien ihre Informationen über die Eingangskerne, sowohl von der Großhirnrinde als auch dem Thalamus, also jenem unter den Basalganglien liegenden Hirnareal, das - mit Ausnahme des Geruchs - der Verarbeitung aller Sinneseindrücke dient.

Nachdem die Informationen dort grundlegend  verarbeitet wurden, werden sie einerseits steuernd an intrinsische Kerne weitergeleitet und andererseits steuernd an Ausgangskerne gesendet. Von den Ausgangskernen gelangen die Informationen sodann über den Thalamus. Der Thalamus gibt die Informationen zum einen an die Großhirnrinde und zum anderen über das Rückenmark an die Motorneuronen weiter.

So herrscht in den Basalganglien eine unglaubliche Signalvielfalt, die - will sich ein Mensch etwa gezielt bewegen - einer im Wesentlichen auf Raum und Zeit abgestimmten Sortierung bedarf. Diese Prozesse erfolgen automatisch. Eine bewusste Einflussnahme ist unmöglich! Je nach dem, wie sich ein Mensch bewegen möchte, werden im Ergebnis Impulse unterdrückt, andere wiederum verstärkt.

Die Basalganglien sind, im wahrsten Wortsinn unter anderem Kernbestandteil unseres motorischen  Systems und sowohl grundlegend am Muskeltonus sowie an der Stütz- und Haltemotorik als auch an der Willkürmotorik beteiligt.

Globus pallidus (Quelle: wikipedia.org)

Gut geplant und angebahnt

ist halb bewegt!

Beim Motorkortex handelt sich um jenen Teil der gefalteten Großhirnrinde und des darunter liegenden Großhirns, von dem aus die Willkürmotorik angebahnt wird. Es sind demgemäß jene Hirnareale, über welche bewusste und unbewusste willentliche bzw. zielgerichtete Bewegungen geplant und veranlasst werden.

Abbildung: Gedankenwelt.de

Abbildung: Deuschl/Oertel/Poewe (Hrsg.): Parkinson-Syndrome und andere Bewegungsstörungen. Thieme 2020, S. 29.

Ohne "Kleinhirn an Großhirn", und umgekehrt,

geht Bewegung gar nicht!

Das Kleinhirn, fachsprachlich Cerebellum, ist jener Teil Gehirns nahe des Rückenmarks, von dem folgende erworbene Funktionen ausgehen:

• Erlernte unwillkürliche Reflexe
• Erlernte unwillkürliche Bewegungsabläufe

Zudem ist es für flüssige Bewegungsabläufe verantwortlich ist, in dem Belange der Koordination, des  Gleichgewichtes und der Aufrechterhaltung des Muskeltonus auch von dort erfolgen.

Quelle: aerzteblatt.de

Ohne (Hirnstamm) wäre alles nichts!

Der Hirnstamm bildet die Schnittstelle zwischen dem  Gehirn und dem Rückenmark. Er ist für die wesentlichen Lebensfunktionen zuständig. Zu diesen zählen die Steuerung der Herzfrequenz, den Blutdruck und die Atmung.

Zudem ist der Hirnstamm das Zentrum angeborener Reflexe, z.B. des Lidschluss-, Schluck- und Husten-Reflexes, also jener unwillkürlichen, raschen und stets gleichartige Reaktionen unseres Körpers auf einen bestimmten Reiz.