Dieser Artikel behandelt die absteigenden Bahnen des zentralen Nervensystems. Die absteigenden Bahnen sind die Wege, über die motorische Signale vom Gehirn zu niedrigeren Motoneuronen gesendet werden. Die unteren Motoneuronen innervieren dann direkt die Muskeln, um Bewegung zu erzeugen.

Die motorischen Bahnen können funktionell in zwei Hauptgruppen unterteilt werden:

• Pyramidenbahnen – Diese Bahnen stammen aus der Großhirnrinde und tragen motorische Fasern zum Rückenmark und Hirnstamm. Sie sind verantwortlich für die freiwillige Kontrolle der Muskulatur von Körper und Gesicht.

• Extrapyramidale Bahnen – Diese Bahnen stammen aus dem Hirnstamm und transportieren motorische Fasern zum Rückenmark. Sie sind verantwortlich für die unwillkürliche und automatische Steuerung aller Muskulatur, wie Muskeltonus, Gleichgewicht, Haltung und Fortbewegung

Es gibt keine Synapsen innerhalb der absteigenden Bahnen. Am Ende der absteigenden Bahnen synapsen die Neuronen mit einem unteren Motoneuron. Somit werden alle Neuronen innerhalb des absteigenden motorischen Systems als obere Motoneuronen klassifiziert. Ihre Zellkörper befinden sich in der Großhirnrinde oder im Hirnstamm, wobei ihre Axone im ZNS verbleiben.

Abb. 1 – Schematische Darstellung des motorischen Nervensystems. Die absteigenden Bahnen werden durch obere Motoneurone dargestellt.

Pyramidenbahnen

Abb. 2 – Die Markpyramiden

Die Pyramidenbahnen leiten ihren Namen von den Markpyramiden der Medulla oblongata ab, durch die sie verlaufen.

Diese Bahnen sind für die freiwillige Kontrolle der Muskulatur von Körper und Gesicht verantwortlich.

Funktionell können diese Bahnen in zwei unterteilt werden:

• Kortikospinale Bahnen – versorgt die Muskulatur des Körpers.
• Corticobulbäre Trakte – versorgt die Muskulatur von Kopf und Hals.

Wir werden nun beide Wege genauer diskutieren.

Kortikospinale Bahnen

Die kortikospinalen Bahnen beginnen in der Großhirnrinde, von der sie eine Reihe von Eingaben erhalten:

• Primärer motorischer Kortex
• Prämotorischer Kortex
• Ergänzender motorischer Bereich

Sie erhalten auch Nervenfasern aus dem somatosensorischen Bereich, die eine Rolle bei der Regulierung der Aktivität der aufsteigenden Bahnen spielen.

Nach dem Ursprung aus dem Kortex konvergieren die Neuronen und steigen durch die innere Kapsel ab (ein Weg der weißen Substanz, der sich zwischen dem Thalamus und den Basalganglien befindet). Dies ist klinisch wichtig, da die innere Kapsel besonders anfällig für Kompression durch hämorrhagische Blutungen ist, die als Kapselschlag bezeichnet werden. Ein solches Ereignis könnte eine Läsion der absteigenden Bahnen verursachen.

Nach der inneren Kapsel passieren die Neuronen den Crus cerebri des Mittelhirns, die Pons und in die Medulla.

Im untersten (kaudalen) Teil der Medulla teilt sich der Trakt in zwei Teile:

Die Fasern im lateralen Kortikospinaltrakt decussieren (kreuzen sich auf die andere Seite des ZNS). Sie steigen dann in das Rückenmark ab und enden im ventralen Horn (auf allen Segmentebenen). Vom ventralen Horn aus versorgen die unteren Motoneurone die Muskeln des Körpers.

Der vordere Kortikospinaltrakt bleibt ipsilateral und steigt in das Rückenmark ab. Sie dekussieren dann und enden im ventralen Horn der zervikalen und oberen thorakalen Segmentebene.

Abb. 3 – Die kortikospinalen Bahnen. Beachten Sie den Bereich der Dekussation des lateralen Kortikospinaltrakts in der Medulla.

Corticobulbärtrakt

Abb. 4 – Überblick über den rechten Corticobulbärtrakt. Beachten Sie, dass dies ein vereinfachtes Diagramm ist, das die bilaterale Natur dieser Pfade ignoriert.

Die kortikobulbären Bahnen entstehen aus dem lateralen Aspekt des primären motorischen Kortex. Sie erhalten die gleichen Eingaben wie die Kortikospinalbahnen. Die Fasern konvergieren und gelangen durch die innere Kapsel zum Hirnstamm.

Die Neuronen enden an den motorischen Kernen der Hirnnerven. Hier synapsen sie mit niedrigeren Motoneuronen, die die motorischen Signale zu den Muskeln von Gesicht und Hals tragen.

Klinisch ist es wichtig, die Organisation der kortikobulbären Fasern zu verstehen. Viele dieser Fasern innervieren die Motoneuronen bilateral. Zum Beispiel wirken Fasern aus dem linken primären motorischen Kortex als obere Motoneurone für den rechten und linken Trochlearnerv. Es gibt einige Ausnahmen von dieser Regel:

• Obere Motoneurone für den Gesichtsnerv (CN VII) haben eine kontralaterale Innervation. Dies betrifft nur die Muskeln im unteren Quadranten des Gesichts – unter den Augen. (Die Gründe dafür liegen außerhalb des Rahmens dieses Artikels)

• Obere Motoneuronen für den Hypoglossusnerv (CN XII) sorgen nur für eine kontralaterale Innervation.

Extrapyramidale Bahnen

Die extrapyramidalen Bahnen entspringen im Hirnstamm und transportieren motorische Fasern zum Rückenmark. Sie sind verantwortlich für die unwillkürliche und automatische Steuerung aller Muskulatur, wie Muskeltonus, Gleichgewicht, Haltung und Fortbewegung.

Insgesamt gibt es vier Traktate. Die vestibulospinalen und retikulospinalen Trakte lösen sich nicht und sorgen für eine ipsilaterale Innervation. Die rubrospinalen und tektospinalen Trakte dekussieren und sorgen daher für eine kontralaterale Innervation

Vestibulospinale Trakte

Es gibt zwei vestibulospinale Wege; medial und lateral. Sie entstehen aus den vestibulären Kernen, die Input von den Gleichgewichtsorganen erhalten. Die Traktate übermitteln diese Gleichgewichtsinformationen an das Rückenmark, wo sie ipsilateral bleiben.

Fasern in diesem Signalweg steuern das Gleichgewicht und die Körperhaltung, indem sie die Antigravitationsmuskeln (Beuger des Arms und Strecker des Beins) über untere Motoneurone innervieren.

Retikulospinale Bahnen

Die beiden retikulospinalen Bahnen haben unterschiedliche Funktionen:

• Der mediale retikulospinale Trakt entsteht aus den Pons. Es erleichtert freiwillige Bewegungen und erhöht den Muskeltonus.

• Der laterale Retikulospinaltrakt entsteht aus der Medulla. Es hemmt freiwillige Bewegungen und reduziert den Muskeltonus.

Rubrospinaltrakt

Der Rubrospinaltrakt stammt aus dem roten Kern, einer Mittelhirnstruktur. Wenn die Fasern austreten, dekussieren sie (kreuzen sich auf die andere Seite des ZNS) und steigen in das Rückenmark ab. Somit haben sie eine kontralaterale Innervation.

Seine genaue Funktion ist unklar, aber es wird angenommen, dass es eine Rolle bei der Feinsteuerung von Handbewegungen spielt

Tektospinale Bahnen

Dieser Weg beginnt am oberen Colliculus des Mittelhirns. Der Colliculus superior ist eine Struktur, die von den Sehnerven eingegeben wird. Die Neuronen dann schnell decussate, und geben Sie das Rückenmark. Sie enden auf den zervikalen Ebenen des Rückenmarks.

Der Tektospinaltrakt koordiniert die Bewegungen des Kopfes in Bezug auf Sehreize.

Klinische Relevanz: Läsion der oberen Motoneuronen

Läsionen der oberen Motoneuronen werden auch als supranukleäre Läsionen bezeichnet.

Schädigung der Kortikospinalbahnen

Die Pyramidenbahnen sind anfällig für Schäden, da sie sich fast über die gesamte Länge des Zentralnervensystems erstrecken. Wie bereits erwähnt, sind sie besonders anfällig, wenn sie die innere Kapsel passieren – eine häufige Stelle für zerebrovaskuläre Unfälle (CVA).

Wenn nur eine einseitige Läsion des linken oder rechten Kortikospinaltrakts vorliegt, treten Symptome auf der kontralateralen Körperseite auf. Die Kardinalzeichen einer Läsion des oberen Motoneurons sind:

• Hypertonie – ein erhöhter Muskeltonus
• Hyperreflexie – erhöhte Muskelreflexe
• Clonus – unwillkürliche, rhythmische Muskelkontraktionen
• Babinski-Zeichen – Verlängerung des Hallux als Reaktion auf stumpfe Stimulation der Fußsohle
• Muskelschwäche

Schädigung der kortikobulbären Bahnen

Aufgrund der bilateralen Natur der Mehrheit der kortikobulbären Bahnen führt eine einseitige Läsion normalerweise zu einer leichten Muskelschwäche. Es gibt jedoch einige Ausnahmen:

• Nervus hypoglossus – Eine Läsion der oberen Motoneurone für CN XII führt zu einer spastischen Lähmung des kontralateralen Genioglossus. Dies führt zu einer Abweichung der Zunge zur kontralateralen Seite.
  • Hinweis: Dies steht im Gegensatz zu einer Läsion des unteren Motoneurons, bei der die Zunge zur beschädigten Seite abweicht.

• Gesichtsnerv – Eine Läsion der oberen Motoneurone für CN VII führt zu einer spastischen Lähmung der Muskeln im kontralateralen unteren Quadranten des Gesichts.

Schädigung des extrapyramidalen Traktes

Läsionen des extrapyramidalen Traktes treten häufig bei degenerativen Erkrankungen, Enzephalitis und Tumoren auf. Sie führen zu verschiedenen Arten von Dyskinesien oder unwillkürlichen Bewegungsstörungen.