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56 Cards in this Set
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drei Ebenen der Bewegungskontrolle
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obere Ebene: Assoziationsfelder von Neocortex und Basalganglien (strategische Ebene)
mittlere Ebene: Motorcortex und Kleinhirn, räumlich-zeitliche Abläufe der Muskelkontration (taktische Ebene) untere Ebene: Hirnstamm und Rückenmark (ausführende Ebene) |
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Absteigende Bahnen
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laterale Bahnen: Tractus corticospinalis, tractus ruberospinalis
ventromediale Bahnen: Tractus vestibulospinalis, tractus tectospinalis, medialer und lateraler tractus reticulospinalis |
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Funktion lateraler Bahnen
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direkte corticale Kontrolle von willkürlichen Bewegungen der distalen Muskulatur
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Funktion der ventromedialen Bahnen
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Kontrolle der Körperhaltung und -bewegung
kontrollieren proximale und axiale Muskeln |
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Tractus corticospinalis / Corticospinaltrakt
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eine der grössten und längsten Bahnen des ZNS
2/3 der Axone aus Motorcortex (Area 4 und 6), überige Axone aus somatosensorischen Arealen des Parietallappens - Kreuzung auf kontrallaterale Seite an der medullären Pyramide - lateralen Säule des Rückenmarks - dorsolaterales Vorderhorn auf (α-Motoneurone und Interneurone der distalen Muskulatur) verschaltet |
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Tractus ruberospinalis
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kleiner Bestandteil der lateralen Bahn
Verlauf: Ncl. ruber - Kreuzung kontrallaterale Seite auf höhe Pons - laterale Säule des Rückenmarks - Verschaltung im Vorderhorn Ncl. ruber, Eingänge vom Frontalcortex bei Menschen weniger stark ausgeprägt Bei Affen mit experimentellen Läsionen der Pyramidenbahn viele Funktionen durch Kompensation über diesen Tract sich wieder einstellen |
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Donald Lawrence und Hans Kypers (Experimentelle Läsionen bei Affen)
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Läsion des tractus corticospinalis und des tractus ruberospinalis => keine Teilbewegungen mehr Arme und Hände mehr mögl. Konnten also weder Schultern, Ellenbogen, noch Handgelenk unabhängig von einander bewegen. Willkürliche Bewegung zudem langsamer und weniger präzise
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Parese
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motorische Schwäche, durch eine partielle Schädigung
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Paralyse
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Bewegungsverlust, vollständige Durchtrennung eines motorischen Nervs
dies führt zudem zur Areflexie (fehlender Eigenreflex) des betroffenen Muskels, Verlust des Muskeltonus und mit der Zeit Atrophie des Muskels (zu ca 70-80%) |
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spinale Schock
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unmittelbar nach der schwere Schädigung des zentralen motorischen System => verminderter Muskeltonus und Paralyse
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Hemiplegie
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halbseiten Lähmung
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Paraplegie
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Lähmung der beiden unteren Extremitäten
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Quadriplegie
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Lähmung aller vier Extremitäten, Synonyme sind Tetraplegie und Tetraparalyse
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Spastik
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dramatische oft schmerzhafte Steigerung des Muskeltonus (Hypertonus) und der Rückenmarksreflexe (Hyperreflexie)
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Babiskizeichen
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beim Streichen der Fusssohle
Doralsflexion des Grosszehen bei gleichzeitiger Spreizung der übrigen Zehen Indikator für Schädigung der motorischen Bahnen zeigt sich bei normalentwickelten Kindern bis zum 2. Lebensjahr (absteigende motorische Bahnen noch nicht ausgereift) |
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Erhohlung der motorischen Funktion nach Schlaganfällen bei Menschen
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willkürliche Bewegungen mit der Zeit oft wieder möglich, ursprüngliche Feinmotorik bzw. Teilbewegungen erholen sich allerdings äusserst selten
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Tractus vestibulospinalis
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Funktion: Gleichgewicht bei Lageveränderung des Körpers im Raum
Verlauf: Vestibulariskerne der Medulla - ein Teil zieht bilateral im Rückenmark abwärts und aktiviert cervikale Reflexabläufe der Hals- und Rückenmuskulatur und kontrolliert so Kopfbewegungen; der 2. Teil zieht ipsilateral bis zum Lumbalmark, wo Motoneurone der Beinextensoren, die Aufrechterhaltung der Körperhaltung und Gleichgewicht kontrollieren |
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Tractus tectospinalis
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Funktion: Orientierungsreaktion (Kopf und Augen so bewegen, das der richtige Punkt im Raum auf der Fovea abgebildet ist)
Verlauf: Colliculus superior (Eingänge von der Retina, visuellen Cortex, somatosensorische und auditorische Info)- kreuzt in der Decussatio tegmentalis posterior nach kontralateral und steigt im Vorderstrang des Rückenmarks zum Zervikalmark ab |
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Tractus reticularis medialis
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pontiner Reticulospinaltrakt
Funktion: aktiviert die Extensoren der unteren Extremitäten, Aufrechterhaltung von Muskellänge und -tonus Verlauf: Formatio reticularis pontis - ipsilateraler Tractus reticularis medialis - Vorderhorn |
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Tractus reticularis lateralis
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medullärer Retikulospinaltrakt
Funktion: hebt die reflextorische Kontrolle der Antischwerkraftmuskeln auf Verlauf: Formatio reticularis medullae - ipsilateraler Tractus reticularis lateralis - Vorderhorn |
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Wilder Penfield (Neurochirurg)
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Elektrische Stimulation der BA 4 im Gyrus präzentralis löst Zucken von Muskelgruppen der kontrallateralen Extremitäten aus => Kartierung => somatotope Gliederung des Gyrus präzentralis
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M1
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primärer Motorcortex in BA 4
Bezeichnung eher willkürlich gewählt, nicht das einzige Areal, das zum Corticospinaltrakt bzw zur Bewegung beiträgt Schwelle für das Auslösen von Bewegungen durch elektrische Stimulation bei diesem Areal am niederigsten |
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BA 6
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elektrischer Stimulation löst komplexe Bewegungen auf beiden Seiten des Körpers aus
Penfield fand zwei somatotop organisierte Karten lateralen Bereich - prämotorisches Areal (PMA) im medialen Bereich - supplementär-motorisches Areal (SMA) beide Areal sehr ähnliche Aufgabe, allerdings für verschiedene Muskelgruppen (SMA, distale motorische Einheiten; PMA innerviert über reticulospinale Neurone proximale motorische Einheiten) |
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Bewegungsplanung im Parietalcortex und Präfrontalkortex
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mentales Körperbild durch Integration von somatosensorischen, propriozeptiven und visuellen Infos
Area 5 Input aus primär sensorischen BA 1, 2, und 3 und Area 7 Projektionsgebiet visueller Info (bspw aus MT) posteriorer Parietalkortex eng mit PFC verbunden (Entscheidung und Antizipation der Folgen von Handlungen) = zusammen höchste Ebene der Bewegungskontrolle |
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Per Roland (PET-Studie)
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bei Fingerbewegung ausführen
Aktivierung von somatosensorischen, posterior-parietalen Regionen, Teile des PFC (BA 8), sowie BA 4+6 wenn sich Probanden Bewegung nur vorstellten nur BA 6 aktiv, BA 4 jedoch nicht |
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Neuronale Korrelate der Bewegungsplanung
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BA 6 (SMA, PMA) Neurone dieser Areale bereits von Bewegungsbeginn selektiv aktiv
dies konnten u. a. Weinrich und Wise durch Einzelzellableitung im prämotorischen Areal des Affen zeigen |
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Funktion der Basalganglien
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Selektion (Filtern) und Initation willkürlicher Bewegungen /fokussieren Aktivität verschiedener Cortexareale auf SMA
offenbar sind sie aber auch an vielen parallelen Schaltkreisen beteiligt, von denen nur wenige strikt motorisch sind (bspw. exekutive Schaltkreise etc) |
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direkte motorische Funktionsschleife
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Cortex (+) - Putamen (-) - Pallidum (-) - VL Kern Thalamus (VLo) (+) - SMA
=> kortikale Aktivierung des Putamen führt zur Exzitation des SMA => positive Feedbackschlaufe vermutlich tritt das "Los"-Signal ein wenndie Aktivierung des SMA über Basalganglien erfolgt ist |
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Hypokinesie
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gesteigerte Hemmung des Thalamus durch die Basalganglien
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Hyperkinesie
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verminderte Hemmung des Thalamus durch die Basalganglien
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Parkinson (Funktionsausfall am Modell
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Degeneration dopaminerger Neurone in der Substantia Nigra führt zu vermiderter Aktivierung des Putamen durch Substantia Nigra => verminderte Hemmung des Pallidum, welches den Thalamus (VP) hemmt => hypokinetische Bewegungsstörung
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Bradykinesie
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Bewegungsverlangsamung
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Akinesie
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die Schwierigkeit eine beabsichtigte Bewegung zu beginnen
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Rigor
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muskuläre Hypertonie
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Tremor
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Zitterbewegung von Händen und Kiefer, die in Ruhe besonders ausgeprägt sind
der Ruhtremor (4-7Hz) verschwindet typischerweise bei willkürlichen Bewegung es gibt auch noch den Haltetremor (hochfrequent) |
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Parkinson-Therapie
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L-Dopa => Erhöhung der Dopaminkonzentration in Ncl. Caudatus und Putamen beeinflust z. B. Rigor und Akinesie positiv beeinflussen
Kann progressiven Verlauf nicht aufhalten, aber die Geschwindigkeit drosseln, mit der die Neurone in der Substantia Nigra degenerieren |
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Ursache für Parkinson
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mögl. Apoptose (programmierter Zelltod) von dopaminergen Neuronen; in einem chem Wirkstoff (Methylphenyl-Tetrahydropyridin, MPTP) eines Rauschmittels, welcher dopaminerge Neurone abtötet; im Gehirn MTPT in MPP+ umgewandelt, welche von Dopamintransportern verwechselt wird und so in Zellen eingeschleust werden kann, wo es die Energieproduktion der Mitochondrien unterbindet => ATP Entzug führt zum Zelltod / herkömmliches Parkinson womögl. durch Umwelttoxie / 5% vererbt und mögl. durch Genmutation verursacht
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Chorea Huntigton
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dominant vererbte progressive verlaufende degenerative Erkrankung
Symptome: Hyperkinesie und Dyskinesie (motorische Fehlfunktion), Chorea ("Tanz") unwillkürliche, tickartige Muskelzuckungen bzw rasche ziellose, unkontrollierbare Bewegungen, die jedoch relativ koordiniert ablaufen Neuronenverlust im Ncl. caudatus und Pallidum => fehlende Hemmung des VP kortikale Degeneration => Demenz und Persönlichkeitsstörungen |
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Ballismus
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Ursache: Schädigung des subthalamischen Kerns => verminderte Erregung des Pallidum, welches nun weniger stark den Thalamus hemmt
Symtome: in der Regel halbseitig (Hemiballismus), hefige weit ausholende Bewegungen der Extremitäten |
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M1 Ein- und Ausgänge
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Input: vom Cortex BA 6 sowie BA 1, 2, 3; subkortikal von Thalamus (VLo aus den Basalganglien und VLc von Pons und Cerebellum)
Ausgänge: Leitungsbahnen entspringen Cortexschicht V (enhält grosse Pyramidenzellen bis zu 0.1 mm Durchmesser) die grössten von ihnen sind die Betzschen Riesenpyramidenzellen |
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Codierung von Bewegungen im M1
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bei willkürlichen Beweugnen Aktivitätsschub der M1-Neuronenaktivität der offenbar, die Bewegungsstärke und -richtung codiert
detaillierte Bewegungskarte, die Codierung der Bewegungsrichtung durch einzeln M1-Neurone relativ unscharf => Bewegungsrichtigung ist durch die gemeinsame Aktivität einer Neuronenpopulation bestimmt |
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Richtungsvektor der M1-Zelle
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zeigt die Richtung auf die die Zelle optimal reagiert (max. feuert)
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Populationsvektor
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die Aktivität der einzelnen Zellen repräsentieren, wird für jede Bewegungsrichtung grafisch dargestellt und gemittelt
the sum of the preferred directions of a population of neurons, weighted by the respective spike counts |
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Schlussfolgerung bzgl. Bewegungskodierung in M1
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1) bei jeder Bewegung ist ein Grossteil des Motorcortex aktiv 2) Die Aktivität jeder Zelle stellt nur ein einzelnes von vielen "Voten" für eine bestimmte Bewegungsrichtung dar 3) Bewegungsrichtung wird durch die Gesamtheit aller "Voten" bestimmt
=> Je grösser die Neuronenpopulation, die eine Bewegung repräsentiert desto feiner, die mögl. motorische Kontrolle |
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Cerebellum
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Funktion: Bewegungskontrolle, sorgt dafür, dass M1 Befehle hinsichtlich der Bewegungsrichtung, -timing und -stärke erhält / ein wichtiger Ort für motorisches Lernen
Läsion: gestörte Muskelkoordination ähnliche Symptome auch bei Alkoholvergiftung => unterdrückt Kleinhirnfunktionen |
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Ataxie
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gestörte Muskelkoordination macht gezielte Bewegung unmöglich
anstatt Schulter, Ellenbogen und Handgelenk gleichzeitig zu bewegen, wird jedes Körperteil nacheinander bewegt (auch Dyssynergie) |
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Dysmetrie
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Ausmass (Amplitude) der Bewegung unangepasst
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physiologischer Tremor
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8-12Hz, ist vällig normal und lässt sich nicht unterdrücken wenn man die Hand hebt, ausser man legt sie wieder auf den Tisch
Stress, Angst, Hunger, Müdigkeit, Fieber zu viel Koffein können den Tremor verstärken |
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Intensionstremor
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Störung der Kleinhirnfunktion
während einer gezielten Bewegung tritt ein starkes Zittern der bewegten Extremitäten auf Ausdruck der unkoordinierten Kontraktion der Muskeln (Ataxie) |
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Athetose
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bei Basalganglienerkrankung
Rumpf und Hals zeigen stark verlangsamte wurmartige Drehbewegungen und der Patient scheint sich zu winden |
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Anatomie des Kleinhirns
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sitzt auf drei paarigen kräftigen Stielen den Peduncli cerebelli (superior, inferior, und medius)
dorsale Oberfläche durch querlaufende Wülste (Folia) gekennzeichnet; tiefere querlaufende Furchen unterteilen es in 10 Lobuli; 10% des Gehirnvolumens, jedoch 50% der ZNS Neurone; nicht geteilt, entlang der Mittellinie verläuft die Vermis |
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Vestibulocerebellum
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aus Nodulus und Flocculus bestehen (Lobus flocculonodularis)
Verbindung über den Pedunculus cerebellaris inferior Input: Tractus vestibulocerebellaris Output: Tractus cerebellovestibullaris, Ncl. fastigii (Vermis) |
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Spinocerebellum
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bestehend aus der Vermis
Verbindung über den Pedunculus cerebellaris superior Input: Tractus spinocerebellaris anterior und posterior (propriozeptive Afferenzen) Output: Tractus cerebellothalamicus Tractus cerebelloruberalis |
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Pontocerebellum
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besteht aus den Hemisphären des Cerebellum
Verbindung über Pedunculus cerebellaris medius Input: Tractus pontocerebellaris, Tractus olivocerebellaris Output: Ncl. dentatus (im Cerebellum) laterales Kleinhirn besonders wichtig für die Bewegung der Extremitäten |
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Motorische Schleife durch das laterale Kleinhirn
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BA 4, 6; BA 1, 2, 3 sowie BA 5, 7 bilden cortiko-pontocerebelläre Projektion bestehend aus 20 Millionen Axonen (20mal mehr als Pyramidenbahn) - Brückenkerne (Nuclei Pontis) - laterales Cerebellum - VL Kern des Thalamus (VLc) - Area 4
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Funktion des Cerebellums (Teil 2)
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steuert das "Innenleben des Gehirns", sorgt unbewusst dafür, dass die Programme für gelernte Bewegungen richtig ausgeführt werden, und Anpassungen vorgenommen werden, wenn die Ausführung den Erwartungen nicht gerecht wird
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