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Das somatosensorische System - Coggle Diagram
Das somatosensorische System
Somatosensorik = Körperwahrnehmung
Zuständig für Wahrnehmung von
Berührung
Schmerz
Temperatur
Verarbeitet Informationen aus
Haut
Muskeln
Gelenken
Ermöglicht komplexe Leistungen wie
Stereognosie (Erkennen von Objekten durch Tasten)
Wichtig für
Kinästhesie (Bewegungsempfindung)
Propriozeption (Körperlage im Raum)
Eng verbunden mit dem motorischen System → sensomotorisches System
Drei Teilsysteme
Exterozeptives System
Reize von außen (über Haut)
Wahrnehmung von
Berührung
Temperatur
Schmerz
Propriozeptives System
Informationen aus
Muskeln
Gelenken
Gleichgewichtsorganen
Interozeptives System
Informationen über innere Körperzustände
Mechanorezeptoren (Teil des exterozeptiven Systems)
Allgemeines
Reagieren auf mechanische Reize
Besonders empfindliche Körperstellen
Hände (Innenflächen)
Lippen
Zunge
Wahrnehmungsqualitäten
Druck
Berührung
Vibration
Kitzeln (keine klare Schwelle)
Reizschwellen
Berührung: bereits bei 0,01 mm Eindellung
Vibration: 150–300 Hz, ca. 1 μm Amplitude
Räumliches Auflösungsvermögen
Gemessen durch Zweipunktschwelle
Gibt an, wann zwei Reize als getrennt wahrgenommen werden
Besonders gut bei
Zungenspitze
Lippen
Fingerkuppen
Wichtige Rezeptortypen
Freie Nervenendigungen
Einfachste Form
Reagieren auf
Schmerz
Temperatur
Pacini-Körperchen
Groß, tief in der Haut
Schnell adaptierend
Funktion
Wahrnehmung von Vibration
Beschleunigungsdetektoren
Merkel-Zellen & Ruffini-Körperchen
Langsam adaptierend
Reagieren auf
Druck
Dehnung
Erfassen Reizintensität
Haarfollikel & Meissner-Körperchen
Berührungssensoren
Auch: Geschwindigkeitsdetektoren
Reagieren mittelschnell auf konstanten Druck
Rezeptive Felder
Klein
Merkel-Zellen
Meissner-Körperchen
Groß
Ruffini-Körperchen
Pacini-Körperchen
Adaptation der Rezeptoren
Bei Druck
Alle Rezeptoren feuern zuerst stark
Nach kurzer Zeit
nur noch langsam adaptierende Rezeptoren aktiv
→ Veränderung der Wahrnehmungsqualität
Funktionsweise der Rezeptoren
Reiz → chemische Veränderung im Rezeptor
→ Änderung der Membranpermeabilität für Ionen
→ Entstehung eines neuronalen Signals
Wichtiger Begriff
Stereognosie = Erkennen von Objekten durch Tasten allein
Thermorezeptoren (Temperatursinn)
Grundprinzip
Zwei Qualitäten
Warmsinn
Kaltsinn
Vermittelt durch
Warmrezeptoren
Kaltrezeptoren (in der Haut)
Funktionen
Temperaturwahrnehmung
Thermoregulation (unterstützt durch den Hypothalamus)
Eigenschaften der Temperaturwahrnehmung
Große Raumschwellen → geringe räumliche Auflösung
Empfindlichster Bereich
Gesicht
Adaptation & Indifferenzzone
Bei konstanter Temperatur
Wahrnehmung nimmt ab (Adaptation)
Zone der Indifferenztemperatur
Keine dauerhafte Wärme- oder Kälteempfindung
vollständige Anpassung möglich
Außerhalb dieser Zone
anhaltende Wärme- oder Kälteempfindung
kann zu Schmerz werden
Schmerzschwellen
Hitze: ab ca. 43 °C
Kälte: ab ca. ≤ 17 °C Hauttemperatur
Einflussfaktoren auf Temperaturempfinden
Ausgangstemperatur der Haut
gleiche Temperatur kann als warm oder kalt empfunden werden
Geschwindigkeit der Temperaturänderung
Größe des gereizten Hautareals
Aufbau & Funktionsweise
Wahrscheinlich
freie Nervenendigungen
Lage
Kaltsensoren → oberflächlich
Warmsensoren → tiefer
Nervenfasern & Reaktionsgeschwindigkeit
Kaltsensoren
Aδ-Fasern (myelinisiert)
→ schnellere Reaktion
Warmsensoren
C-Fasern (nicht myelinisiert)
→ langsamere Reaktion
Aktivität der Sensoren
Maximale Aktivität
Kalt: ca. 25 °C
Warm: ca. 43 °C
Bei konstanter Temperatur
Entladungsrate ∝ Temperatur
Bei Temperaturänderung
dynamische Antwort
→ Thermorezeptoren = Proportional-Differenzial-Sensoren
Somatosensorische Bahnen (Reizleitung zum Gehirn)
Grundprinzip
Zwei Hauptbahnen
Hinterstrang-Lemniscus-medialis-System
Anterolaterales System (= Vorderseitenstrangsystem)
Funktionen der Bahnen
Hinterstrang-System
Berührung
Propriozeption
Anterolaterales System
Schmerz
Temperatur
Hinterstrang-Lemniscus-medialis-System
Verlauf
Eintritt über dorsale Wurzeln ins Rückenmark
Ipsilateraler Aufstieg im Hinterstrang
Umschaltung in
Hinterstrangkernen (Medulla oblongata)
Kreuzung auf Gegenseite
Aufstieg über
Lemniscus medialis
Ziel
Nucleus ventralis posterior (Thalamus)
Weiterleitung an
primären somatosensorischen Cortex
sekundären somatosensorischen Cortex
posterioren Parietalcortex
Besonderheit (Gesicht)
Trigeminusnerv
leitet Informationen aus dem kontralateralen Gesicht
ebenfalls zum Thalamus
Anterolaterales System
Verlauf
Eintritt ins Rückenmark
frühe Umschaltung (Synapse)
Mehrheit der Axone
kreuzt sofort auf Gegenseite
Aufstieg im
kontralateralen anterolateralen Strang
Drei Bahnen
Tractus spinothalamicus
→ Thalamus (Nucleus ventralis posterior)
Tractus spinoreticularis
→ Formatio reticularis
→ Nuclei intralaminares (Thalamus)
Tractus spinotectalis
→ Tectum (Mittelhirn)
Gesichtsinformationen
Über Trigeminusnerv
Projektion zu
gleichen Thalamusgebieten wie Körperinformationen
Weiterverarbeitung
Vom Thalamus zu
primärem somatosensorischen Cortex
sekundärem somatosensorischen Cortex
posterioren Parietalcortex
weiteren Hirnarealen
Klinische Bedeutung
Durchtrennung beider Bahnen
→ keine Körperempfindungen unterhalb der Läsion
Kortikale Areale der Somatosensorik
Entdeckung & Methode
Wilder Penfield und Edwin Boldrey (1937)
Kartierung des primären somatosensorischen Cortex
Methode
elektrische Stimulation während Operationen
Patient:innen bei Bewusstsein
Rückmeldung über Körperempfindungen
Somatotope Organisation
Ergebnis: somatotope Organisation
→ „Körperkarte“ im Cortex
Bezeichnung
somatosensorischer Homunkulus
Somatosensorischer Homunkulus
Eigenschaften
Verzerrte Darstellung des Körpers
Große Repräsentation
Hände
Lippen
Zunge
→ wegen hoher taktiler Feinauflösung
Kleine Repräsentation
große Körperbereiche mit geringerer Sensibilität
Plastizität
Organisation ist dynamisch
Kann sich durch
Erfahrung
Nutzung
verändern (kortikale Plastizität)
Sekundärer somatosensorischer Cortex
Ebenfalls
somatotop organisiert
Hauptinput
vom primären somatosensorischen Cortex
Forschungsstand
Lokalisation von
primärem und sekundärem Cortex → weitgehend geklärt
Ausdehnung und genaue Organisation
weiterhin Gegenstand der Forschung