Kleinhirn (Cerebellum)

Überblick und Funktionen

• Cerebellum ist lateinisch für „kleines Gehirn“ und ist an mehreren Funktionen beteiligt:
  • Modifikation des motorischen Outputs
  • Erhaltung von Gleichgewicht und Körperhaltung
  • Koordination willkürlicher Bewegungen
  • Motorisches Lernen
  • Kognitive Funktionen
• Befindet sich dorsal von Pons und Medulla oblongata Medulla Oblongata Hirnstamm in der hinteren Schädelgrube
• Bildet das Dach des 4. Ventrikels
• Jede Hemisphäre besteht aus drei Lappen:
  • Lobus anterior cerebelli: Input hauptsächlich aus dem Rückenmark Rückenmark Rückenmark:
    • Durch die Primärfissur vom Lobus posterior cerebelli getrennt
    • Verbunden mit dem kontralateralen Vorderlappen durch den Vermis cerebelli
  • Lobus posterior cerebelli: Input aus dem Hirnstamm Hirnstamm Hirnstamm und der Großhirnrinde:
    • Vom Lobus flocculonodularis durch die posterolaterale Fissur Fissur Generalisierte und lokalisierte Exantheme getrennt
    • Durch den Vermis cerebelli mit dem kontralateralen Hinterlappen verbunden
  • Lobus flocculonodularis: Input aus den Nuclei vestibulares:
    • Der kleinste der drei Lappen, liegt superior des anterioren Teils des Lobus posterior cerebelli, unter dem Lobus anterior cerebelli und hinter dem Hirnstamm Hirnstamm Hirnstamm.
    • Vereint mit dem kontralateralen Lobus flocculonodularis durch den Vermis cerebelli
      
• Kleinhirn ist mit dem Hirnstamm Hirnstamm Hirnstamm durch drei Stiele verbunden, die beidseitig gepaart sind:
  • Pedunculus cerebellaris medius:
    • Vermittelt Informationen über freiwillige motorische Aktivitäten
    • Verbindet Kleinhirn mit dem Pons
    • Lateral gelegen
    • Größter der drei Stiele
  • Pedunculus cerebellaris inferior:
    • Besteht aus afferenten und efferenten Fasern, die propriozeptive Informationen zum und vom Körper und vestibulären System transportieren
    • Verbindet Kleinhirn mit der Medulla oblongata Medulla Oblongata Hirnstamm
    • Medial zum Pedunculus cerebellaris medius
  • Pedunculus cerebellaris superior:
    • Afferente und efferente Fasern sind an der motorischen Kontrolle beteiligt.
    • Verbindet Kleinhirn mit Mittelhirn Mittelhirn Entwicklung des ZNS, Neurocraniums und Viscerocraniums und Thalamus Thalamus Thalamus
    • Superior zu den anderen Stielen gelegen
• Die Blutversorgung des Kleinhirns erfolgt über 3 bilaterale arterielle Gefäße:
  • A. cerebellaris superior (SCA)
  • A. cerebellaris anterior inferior (AICA)
  • A. cerebellaris posterior inferior ( PICA Pica Pica)
• Kleinhirnembryologie: dorsales Oberflächenektoderm → Neuralrohr → Rhombencephalon Rhombencephalon Entwicklung des ZNS, Neurocraniums und Viscerocraniums → Metencephalon → Kleinhirn

Kleinhirnstiele und ihre Verbindungen:

• Mittelhirn Mittelhirn Entwicklung des ZNS, Neurocraniums und Viscerocraniums/ Thalamus Thalamus Thalamus ↔ Pedunculus cerebellaris superior ↔ Kleinhirn
• Pons → Pedunculus cerebellaris medius → Kleinhirn
• Medulla oblongata Medulla Oblongata Hirnstamm ↔ Pedunculus cerebellaris inferior ↔ Kleinhirn

Interne Schaltkreise und Organisation

Kleinhirnrinde

Der Großteil der neuronalen Zellkörper befindet sich im Cortex, der in drei Schichten unterteilt werden kann:

Stratum granulosum (= Körnerschicht):

• Innerste Schicht
• Besteht hauptsächlich aus zwei Zelltypen:
  • Körnerzellen:
    • Erregende Zellen
    • Glutamat ist der wichtigste Neurotransmitter.
    • Axone von Körnerzellen sind parallele Fasern, die Purkinje-Zellen stimulieren.
  • Golgi-Zellen:
    • Hemmende kortikale Interneurone
    • Glycin ist der wichtigste Neurotransmitter.
    • Axone enden an Dendriten von Körnerzellen.

Stratum ganglionare (=Purkinje-Zellschicht):

• Mittelschicht
• Besteht aus zwei Zelltypen:
  • Purkinje-Zellen:
    • Größte Zellen in der Kleinhirnrinde
    • Hemmend und GABAerg: Hemmt Neurone in den tiefen Kleinhirnkernen
    • Einzigen efferenten Zellen der Kleinhirnrinde
    • Angeordnet als Monolayer
    • Axone verbinden mit Kleinhirnkernen und dem Stratum moleculare.
  • Bergmann-Glia:
    • Spezialisierte Astrozyten
    • Eng verbunden mit Purkinje-Zellen

Stratum moleculare (=Molekularschicht):

• Äußerste Schicht der Kleinhirnrinde
• Lage von Stern- und Korbzellen, die wichtige kortikale Interneurone sind

Kortikale Interneuronen Interneuronen Nervensystem: Histologie

Kortikale Interneurone lassen sich in zwei Kategorien einteilen:

• Hemmende glycinerge Zellen aus der Körnerschicht:
  • Golgi-Zellen:
    • Befinden sich hauptsächlich in der Körnerschicht
    • Axone enden an Dendriten von Körnerzellen.
• Hemmende GABAerge Zellen aus der Purkinje-Schicht:
  • Purkinje-Zellen:
    • Axone enden an den Kleinhirnkernen und der Molekularschicht.
• Hemmende GABAerge Zellen aus der Molekularschicht:
  • Sternzellen:
    • Befinden sich in der oberen Molekularschicht
    • Axone enden an den Dendriten von Purkinje-Zellen.
  • Korbzellen:
    • Befinden sich in der tiefen Molekularschicht
    • Axone enden an den Dendriten von Purkinje-Zellen.

Kleinhirnkerne

Kleinhirnkerne bestehen aus 4 Regionen:

• Nucleus dentatus:
  • Im Zentrum des Kleinhirns gelegen
  • Prominentester Kern
  • Efferent → ventrale anteriore (VA) und ventrale laterale (VL) Kerne des Thalamus Thalamus Thalamus
• Nukleus interpositus:
  • Besteht aus zwei Kernen:
    • Nucleus emboliformis: befindet sich medial des Nucleus dentatus
    • Nucleus globosus: befindet sich medial des Nucleus emboliformis
  • Efferent → Nucleus ruber des Mittelhirns und Formatio reticularis
• Nucleus fastigii:
  • Am weitesten medial gelegen
  • Efferent → Vestibulariskerne
• Der primäre Output erfolgt an glutamatergen Neuronen Neuronen Nervensystem: Histologie.
• Primärer Input:
  • Hemmung durch Purkinje-Zellen
  • Anregung durch Moos- und Kletterfasern

Kleinhirnverbindungen

Zerebelläre afferente Bahnen

Viele Afferenzen gehen durch die drei Kleinhirnstiele zur Kleinhirnrinde. Es gibt zwei extrazerebelläre exzitatorische glutamaterge afferente Systeme:

• Moosfasern:
  • Ursprung im Rückenmark Rückenmark Rückenmark und Hirnstamm Hirnstamm Hirnstamm
  • Synapse Synapse Synapsen und Neurotransmission zu Purkinje-Zellen
• Kletterfasern:
  • Aus dem kontralateralen inferiorem Olivenkern innerhalb der Medulla oblongata Medulla Oblongata Hirnstamm
  • Synapse Synapse Synapsen und Neurotransmission zu Purkinje-Zellen

Zerebelläre efferente Bahnen

Efferente Bahnen des Kleinhirns verlaufen von den Kleinhirnkernen zu den folgenden Strukturen:

• Thalamus Thalamus Thalamus
• Vestibulariskerne
• Nucleus ruber
• Formatio reticularis

Kleinhirnregionen

Das Kleinhirn kann auch nach Verbindungen in 3 Regionen unterteilt werden:

• Vestibulozerebellum:
  • Funktion: Erhaltung der Körperhaltung und vestibulärer Reflexe
  • Input: N. vestibularis
  • Output:
    • Cerebellovestibulartrakt
    • Vestibulariskerne
    • Rückenmark Rückenmark Rückenmark
• Spinozerebellum:
  • Funktion:
    • Integration von sensorischem Input mit motorischem Output
    • Adaptive Koordination von Muskelbewegungen
  • Input: Tractus spinocerebellaris
  • Output:
    • Formatio reticularis
    • Nucleus ruber
    • Rückenmark Rückenmark Rückenmark
• Pontozerebellum:
  • Funktion:
    • Timing und Planung von Bewegungen
    • Kognition
  • Input: Tractus pontocerebellaris
  • Output:
    • Thalamuskerne (VA und VL)
    • Kortex
    • Rückenmark Rückenmark Rückenmark

Klinische Relevanz

• Hirnstamm Hirnstamm Hirnstamm: besteht aus Mittelhirn Mittelhirn Entwicklung des ZNS, Neurocraniums und Viscerocraniums, Pons und Medulla oblongata Medulla Oblongata Hirnstamm. Der Hirnstamm Hirnstamm Hirnstamm ist eine stielartige Struktur, die das Großhirn mit dem Rückenmark Rückenmark Rückenmark verbindet und eine wichtige Relaisstation für sensorische, motorische und autonome Informationen ist. Alle Hirnnerven Hirnnerven Überblick über die Hirnnerven außer I und II befinden sich im Hirnstamm Hirnstamm Hirnstamm und sind topographisch so angeordnet, dass die motorischen Kerne medial zu den sensorischen Kernen liegen. Der Hirnstamm Hirnstamm Hirnstamm spielt auch eine entscheidende Rolle bei der Kontrolle der Herz- und Atemfunktion, des Bewusstseins und des Schlafzyklus.
• Chiari-Malformationen (CM): Arnold-Chiari-Fehlbildungen sind eine Gruppe angeborener Anomalien, die mit der knöchernen Basis des Schädels verbunden sind, was zu einer Platzeinschränkung in der hinteren Schädelgrube führt und so das Kleinhirn, den Hirnstamm Hirnstamm Hirnstamm und das obere Rückenmark Rückenmark Rückenmark betrifft.
• Embryologische Entwicklung: Bevor das Gehirn die Phase erreicht, in der es wie das ausgereifte Organ aussieht, laufen mehrere komplexe Prozesse ab. Beginnend mit der Neurulation Neurulation Gastrulation und Neurulation ermöglichen das Neuralrohr und die Neuralleistenzellen dem sich entwickelnden Embryo, das zentrale und periphere Nervensystem Nervensystem Nervensystem: Aufbau, Funktion und Erkrankungen zu bilden. Das Gesicht beginnt sich ab der 4. Woche zu entwickeln. Ein erkennbares Gesicht ist ab der 14. Woche durch die Ausbildung der frontonasalen, medialen, lateralen und mandibulären Vorsprünge erkennbar.
• Friedreich-Ataxie Friedreich-Ataxie Friedreich-Ataxie: tritt aufgrund der Expansion des GAA-Repeats im FXN-Gen auf. Betroffene Personen präsentieren sich mit Ataxie Ataxie Ataxie-Teleangiektasien, Schwäche, fehlenden Reflexen und Dorsalflexion der Zehen. Im MRT MRT Magnetresonanztomographie (MRT) sind eine späte Atrophie des Kleinhirns und ein dünnes zervikales Rückenmark Rückenmark Rückenmark zu erkennen.