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Neurophysiologie Was sind primäre und sekundäre Sinneszellen? Primäre Sinneszellen Primäre Sinneszellen sind spezialisierte Nervenzellen, die Reize wahrnehmen und diese als Aktionspotenziale an das zentrale Nervensystem weiterleiten können. Sie besitzen ein Axon, über dass sie die vorher...

Neurophysiologie Was sind primäre und sekundäre Sinneszellen? Primäre Sinneszellen Primäre Sinneszellen sind spezialisierte Nervenzellen, die Reize wahrnehmen und diese als Aktionspotenziale an das zentrale Nervensystem weiterleiten können. Sie besitzen ein Axon, über dass sie die vorher aufgenommene Erregung weiterleiten z.B Riechzellen in der Nasenschleimhaut, oder Nozizeptoren in der Haut. Sekundäre Sinneszellen Sekundäre Sinneszellen sind spezialisierte Zellen, die Reize aufnehmen und in Form von chemischen Signalen an nachgeschaltete Nervenzellen weitergeben. Sie können selbst keine Aktionspotenziale erzeugen. Sie besitzen kein Axon und übertragen Reize über Synapsen auf benachbarte Nervenzellen, die dann die Erregung weiterleiten. Häufig sind sie spezialisierter und auf bestimmte Reize angepasst, z.B. Geschmacksknospen der Zunge, Haarzellen im Innenohr oder Photorezeptoren Was ist ein adäquater Reiz? Welche Sinne kennen wir? Adäquater Reiz: Visueller Sinn: Sehen, durch Photorezeptoren (Zapfen und Stäbchen in der Retina) Der spezifische Reiztyp, auf den ein Rezeptor am empfindlichsten reagiert. Auditiver Sinn: Hören, durch Haarzellen im Innenohr. Jeder Rezeptor hat einen bestimmten adäquaten Reiz, der die Transduktion auslöst. Gustatorischer Sinn: Schmecken, durch Geschmacksknospen auf der Zunge. Olfaktorischer Sinn: Riechen, durch Riechzellen in der Nase. Beispiele: Somatosensorischer Sinn: Fühlen (Berührung, Schmerz, Temperatur, Propriozeption). Photorezeptoren für Licht, Vestibulärer Sinn: GG und räumliche Orientierung, durch die Haarzellen im Vestibularapparat des Ohrs. Mechanorezeptoren für mechanische Verformung, Thermorezeptoren für Temperaturänderungen. Erkläre die Begriffe Transduktion und Transformation Was sind ionotrope und matabotrope Rezeptoren? Transduktion und Transformation: Ionotrope Rezeptoren: Transduktion: lonotrope Rezeptoren sind spezielle Membranproteine, die als Antwort auf Neurotransmitter Umwandlung eines physischen oder chemischen Reizes (wie Licht, Druck, Temperatur) lonenkanäle öffnen oder schließen und somit die elektrische Erregbarkeit von Zellen regulieren. in ein elektrisches Signal (Rezeptorpotential). --> Beispiel: In Photorezeptoren wird Lichtenergie in ein Rezeptorpotential umgewandelt. Diese Rezeptoren sind entscheidend für die synaptische Übertragung im Nervensystem. Ein bekanntes Beispiel ist der N-Methyl-D-Aspartat-Rezeptor (NMDA), der an Lern-und Transformation: Gedächtnisprozessen beteiligt ist Umwandlung des Rezeptorpotentials in ein Aktionspotential, das über die afferenten Nerven weitergeleitet wird. Metabotrope Rezeptoren: Diese Umwandlung erfolgt meist bei primären Sinneszellen oder an den Metabotrope Rezeptoren sind eine wichtige Klasse von Rezeptoren, die in der Signalübertragung im Körper eine zentrale Rolle spielen. nachgeschalteten Neuronen bei sekundären Sinneszellen. Sie gehören zur Familie der G-Protein-gekoppelten Rezeptoren (GPCRs) und sind entscheidend für Welche Typen von Sensoren gibt es? die Regulation vieler physiologischer Prozesse. P-Sensoren: Im Gegensatz zu ionotropen Rezeptoren, die direkt lonenkanäle steuern, aktivieren metabotrope Proportionalsensoren, deren AP-Frequenz sich mit der Reizstärke ändert, keine oder sehr Rezeptoren intrazelluläre Signalwege über G-Proteine. langsame Adaptation (SA-Rezeptoren, slow-adapting) Dies führt zu einer langsamen, aber langanhaltenden Wirkung. D-Sensoren: Differentialsensoren, messen nur die Änderung des Reizes P-D-Rezeptoren: Kombination aus beiden, am häufigsten vertreten 13 Was verstehen wir unter Divergenz, Konvergenz, lateraler Hemmung, rekurrenter Hemmung bei Weiterleitung von Informationen? Was wird damit erreicht? Divergenz: Ein präsynaptisches Neuron leitet Informationen an mehrere postsynaptische Neuronen weiter. Dadurch wird die Information "verzweigt" und kann in verschiedenen neuronalen Schaltkreisen verarbeitet werden. Konvergenz: Mehrere präsynaptische Neuronen senden Signale an ein einziges postsynaptisches Neuron. Dies führt zur Summation von Signalen, was die Sensitivität erhöht. Laterale Hemmung: Ein Neuron hemmt seine benachbarten Neuronen, um den Kontrast zu verstärken. Dient der Verbesserung der räumlichen Auflösung, z.B. in der Retina zur Schärfung des Sehbildes. Rekurrente Hemmung: Ein Neuron hemmt über ein zwischengeschaltetes Neuron (z.B. Renshaw-Zellen) seine eigene Aktivität. Diese Hemmung dient der Regulation von Übererregung und Stabilisierung des Netzwerks. Was ist das Lemniskale und Anterolaterale System und wie sind sie unterschieden Welche Mechanorezeptoren gibt es an der Haut und was für Qualitäten Das lemniskale System (hinterstrang-leminiskales System) und das anterolaterale System (Tractus vermitteln sie? spinothalamicus) sind zwei wichtige Bahnsysteme des zentralen Nervensystems, die unterschiedliche Arten von sensorischen Informationen aus der Peripherie zum Gehirn leiten. Sie unterscheiden sich vor allem durch die Merkel-Zellen: Druckempfindlich, langsame Adaption, verm. Berührung und Art der übertragenen Reize, ihre Verschaltungen und ihren Verlauf im Rückenmark und Gehirn. Form. Meissner-Körperchen: Schnell adaptierend, erfassen Berührungen und Lemniskales System (Hinterstrang-Lemniskales System) Vibrationen mit niedriger Frequenz. Pacini-Körperchen: Schnell adaptierend, reagieren auf Vibrationen hoher Funktion: Frequenz. Übertragung von feinen Berührungen, Vibrationsempfinden und propriozeptiven Reizen (Tiefensensibilität). Ruffini-Körperchen: Langsame Adaption, reagieren auf Dehnung der Haut Liefert hochauflösende Informationen über die Position und Bewegungen der Gliedmaßen. Anterolaterales System (Tractus spinothalamicus) Funktion: Übertragung von Schmerz, Temperatur und grober Druck- und Berührungsempfindung. Vermittelt unspezifischere und weniger präzise sensorische Informationen. Wie können wir Nervenfasern Klassifizieren (Nenne Beispiele) A-Fasern: Myelinisiert, schnelle Reizleitung. Beispiel: Aα-Fasern (Motorneurone, Propriozeption), Aδ-Fasern (schneller Schmerz). B-Fasern: Myelinisiert, mittlere Leitungsgeschwindigkeit. Beispiel: Präganglionäre Fasern des vegetativen Nervensystems. C-Fasern: Nicht myelinisiert, langsame Leitungsgeschwindigkeit. Beispiel: Langsamer Schmerz, Temperaturwahrnehmung. 14 Welche zwei Bahnsysteme gibt es in der Somatosensorik? Wie unterscheidet sich der Verlauf? Welche Qualitäten werden vermittelt? Anterolaterales System: #des Informationen laufen über Hinterwurzel des Spinalnerven in das RM ne Lemniscus spinalis" Dorsale Wurzeln Von dort auf das 2. Neuron Kreuzen sich auf die Gegenseite zieht als Tractus spino-thalamicus zum Thalamus Von dort auf das 3. Neuron über Capsula interna zum Gyrus postcentralis Fasern zur Formatio reticularis (vegetative Zentren) Fasern zum Hypothalamus (Regelung der Körpertemperatur) Qualitäten: Dieses System vermittelt Schmerz- und Temperaturempfindungen sowie grobe Berührung und Druckempfindungen. Lemniskales System: Informationen laufen mittels Fasern über die Hinterwurzel des Spinalnerven in den Hinterstrang Vom Hinterstrang in den Fasciculus cuneatus und gracilis und dann in den Hirnstamm Im Ncll. cuneatus und gracilis werden die Informationen auf das 2.Neuron geschaltet Dann kreuzen sie sich zur Gegenseite im Lemniscus medialis Schalten dann im Thalamus auf das 3. Neuron Durch Capsula interna wird der Reiz zum Gyrus postcentralis geleitet (somatosensibler Cortex) Vom Gyrus postcentralis zum motorischen Cortex Qualitäten: Dieses System vermittelt feine Berührungs- und Druckempfindungen, Vibrationsempfinden und die bewusste Propriozeption (Lage- und Bewegungssinn). *Erkläre Intensitätsschwelle, 2-Punkte Diskriminierung, simultane und sukzessive Raumschwelle! Intensitätsschwelle: Kleinste Reizstärke, die gerade noch eine Reaktion auslöst. 2-Punkte-Diskriminierung: Kleinster Abstand, bei dem zwei Berührungen als getrennt wahrgenommen werden. Simultane Raumschwelle: Fähigkeit, zwei gleichzeitig gesetzte Reize als getrennt wahrzunehmen. Sukzessive Raumschwelle: Fähigkeit, zwei nacheinander gesetzte Reize als zeitlich getrennt wahrzunehmen. 15 Wie erfolgt die Propriozeption? Welche Sinnesleistung wird erbracht und wozu dient sie? Propriozeption (auch Tiefensensibilität genannt) ist die Fähigkeit des Körpers, die Position, Bewegung und Lage der eigenen Gliedmaßen sowie die Spannung in Muskeln und Gelenken wahrzunehmen, ohne dabei auf äußere Reize wie Sehen oder Hören angewiesen zu sein. Es ist ein wesentlicher Bestandteil des Gleichgewichts, der Koordination und der Körperkontrolle. Wie funktioniert Propriozeption? Die Propriozeption wird durch spezialisierte Rezeptoren im Körper ermöglicht, darunter: 1. Muskelspindeln: Registrieren die Länge und Dehnung der Muskeln. 2. Golgi-Sehnenorgane: Messen die Spannung in den Sehnen. 3. Mechanorezeptoren in den Gelenken: Erfassen die Bewegung und Position der Gelenke. 4. Hautrezeptoren: Unterstützen die Wahrnehmung durch Druck und Berührung. Lagesinn Stellung der Gelenke ist uns jederzeit bewusst auch bei geschlossenen Augen Bewegungssinn Wahrnehmung für Bewegung als Ausdruck einer Winkelfunktion proximale Gelenke (Schulter): 0.2-0,3 Grad/s wahrgenommen distale Gelenke (Finger): 1,2 - 12,5 Grad/s wahrgenommen Kraftsinn Abschätzen der Muskelkraft für bestimmte Gelenkstellung oder Bewegung Auf- und Ab-Bewegen eines Gegenstandes in der Hand nutzt Bewegungs- und Kraftsinn zum Abschätzen des Gewichtes Ergozeption grober Kraftsinnbleibt auch bei Ausfall der Propriozeption erhalten Verschaltung über Temperaturempfindlichkeit freier Nervenendigungen -Gruppe III/Iv und Tractus spinothalamicus Beschreiben sie den Aufbau einer Muskelspindel und eines Golgi-Sehnen-Apparates! Muskelspindel: intrafusale Muskulatur (kleine dünne, kurze Muskelfasern in einem Muskel von Kapsel umgeben, parallel zur Arbeitsmuskulatur) Setzen am Perimysium der Arbeits- muskulatur an 2 Arten von Fasern je nach Kernanordnung: 1.Kernsackfaser (Kerne gehäuft) —> Nur bei einem Dehnungsreiz aktiv 2.Kernkettenfaser (Kerne hintereinander geschaltet) —> Absolute Länge des Muskels Melden den Dehnungszustand des Muskels (Länge, Längenänderung), da sie parallel zur Arbeitsmuskulatur laufen Informationen werden über: 1. Ia-Fasern (schnell bis 80m/s, pro Spindel eine Afferenz, primäre MS, Tonusregulation 2. II-Fasern (langsamer, 40 m/s, nur Kernkettenfasern, verschaltet, sek. MS, Positionssinn) ins RM geleitet Golgi Sehnen Apparat: marklose Nervenendigungen welche in der Bindegewebskapsel zum Knochen hin führen Verlaufen in Reihe zur Muskulatur und beinhaltet 10-20 Sehnenstränge aus Muskelfasern Fasern Ib als Afferenz (dick, myelinisiert) melden die Spannung des Muskels durch veränderten Zug auf die Sehne —> Somit Spannungskontroll-System 16 Beschreiben sie den Themperatursinn, was ist die Indifferenzzone? Was ist das Besondere an den Thermorezeptoren, und was ist das paradoxe Temperaturemofinden? Temperatursinn: Fähigkeit des Körpers, Temperaturveränderungen auf der Haut wahrzunehmen. Durch spezielle Sensoren, sogenannte Thermorezeptoren, die auf Kälte und Wärme reagieren. Unterstützt die Regulierung der Körpertemperatur und schützt vor potenziell schädlichen Temperaturreizen. Indifferenzzone: Temperaturbereich, in dem die Haut keine Temperaturveränderung als kühl oder warm wahrnimmt. Liegt typischerweise zwischen 31-36 °C. In diesem Bereich werden Temperaturen als neutral empfunden. Besonderheit der Thermorezeptoren: Es gibt verschiedene Rezeptoren für Wärme (Wärmerezeptoren) und Kälte (Kälterezeptoren). Sie reagieren nur auf Temperaturänderungen innerhalb bestimmter Bereiche und adaptieren sich schnell. Rezeptoren liegen unterschiedlich dicht in verschiedenen Körperregionen, was unterschiedliche Temperaturempfindlichkeit zur Folge hat. Paradoxes Temperaturempfinden: Phänomen, bei dem extreme Kältereize als „brennend heiß" empfunden werden. Tritt auf, weil bei extremen Kältereizen auch Wärmerezeptoren aktiviert werden. Verwirrt die sensorische Wahrnehmung und führt zu einer paradoxen Empfindung. Was ist ein Browd-Sequard-Syndrom? Was ist eine funikuläre Myelose? Brown-Séquard-Syndrom: Halbseitige Schädigung des Rückenmarks (meist durch Trauma, Tumor oder entzündliche Erkrankungen). Charakteristisch ist ein seitendifferentes Sensibilitäts- und Motorikdefizit: Ipsilateral (auf der gleichen Seite der Läsion): Verlust der Motorik (Lähmung) und des taktilen Empfindens (Berührung, Vibration, Propriozeption). Kontralateral (auf der gegenüberliegenden Seite der Läsion): Verlust des Schmerz- und Temperaturempfindens. Das Syndrom resultiert aus der Kreuzung der Nervenbahnen, wodurch bestimmte Empfindungen und Bwg. auf derselben, andere jedoch auf der gegenüberliegenden Seite beeinträchtigt werden. Funikuläre Myelose: Auch als Rückenmarkentartung bekannt; entsteht durch Vitamin-B12-Mangel (häufig durch Mangelernährung oder Malabsorption, z. B. durch perniziöse Anämie). Führt zu einer Degeneration der Hinter- und Seitenstränge des Rückenmarks, die für Vibrationsempfinden und Koordination zuständig sind. Symptome sind Gangunsicherheit, Taubheitsgefühl, Missempfindungen, spastische Paresen und in - schweren Fällen Funktionsstörungen der Muskulatur. Unbehandelt kann die funikuläre Myelose zu schweren neurologischen Schäden führen, daher ist frühzeitige Vitamin-B12-Therapie wichtig. Was sind Headsche Zonen? Beschreibe den cuti-viszeralen Reflexbogen Headsche Zonen: Bestimmte Hautareale, die in direkter Verbindung zu inneren Organen stehen. Bei Erkrankungen oder Reizungen eines Organs kann es zu übertragenem Schmerz in diesen Hautbereichen kommen. Entdeckt von Sir Henry Head, der feststellte, dass Störungen der inneren Organe zu einer erhöhten Schmerzempfindlichkeit in spezifischen Hautarealen führen. Beispiel: Bei Herzproblemen kann Schmerz im linken Arm oder Brustbereich auftreten. Cuti-viszeraler Reflexbogen: Ein Reflex, bei dem ein Reiz auf der Haut (cutis = Haut) eine Reaktion in einem inneren Organ (viszeral = Eingeweide) auslöst. Der Reiz wird über sensible Nervenfasern zur Rückenmarksebene geleitet und auf viszerale Nervenbahnen umgeschaltet, die dann eine Reaktion im entsprechenden Organ hervorrufen. Diese Reflexverbindung beruht auf der gemeinsamen Verschaltung von Haut- und Organ-Nervenfasern im Rückenmark. Beispiel: Ein Kältereiz auf der Haut kann reflektorisch zu Magen-Darm-Krämpfen führen. 17 Wie wird die Schmerzempfindung vermittelt? Welche Schmerzarten gibt es? Schmerzempfindung: Schmerzempfindung wird durch Nozizeptoren vermittelt, die Schmerzreize (mechanisch, thermisch oder chemisch) wahrnehmen. Nozizeptoren befinden sich in Haut, Muskeln, Gelenken und inneren Organen und senden Signale bei Gewebeschädigung über sensorische Nervenfasern ans Gehirn. Über das Rückenmark gelangt der Schmerzreiz ins Gehirn, wo er im Thalamus und Kortex verarbeitet und als Schmerz bewusst wahrgenommen wird. Substanz P und andere Neurotransmitter spielen eine Rolle bei der Weiterleitung und Verstärkung von Schmerzsignalen. Schmerzarten: Nozizeptiver Schmerz: Tritt bei Gewebeschädigung (z.B. Schnittwunden, Prellungen) auf und kann somatisch (Körperoberfläche und Muskeln) oder viszeral (innere Organe) sein. Neuropathischer Schmerz: Resultiert aus Schädigung oder Fehlfunktion des Nervensystems, oft brennend oder stechend, z.B. bei Bandscheibenvorfall oder diabetischer Neuropathie. Akuter Schmerz: Kurzzeitig, oft scharf und eindeutig lokalisierbar, signalisiert unmittelbare Verletzung oder Gefahr. Chronischer Schmerz: Dauert länger an (meist über 3-6 Monate) und hat oft keinen klaren Auslöser mehr; kann zu einem eigenständigen Krankheitsbild werden. Psychogener Schmerz: Schmerz ohne klare körperliche Ursache, oft im Zusammenhang mit psychischen Belastungen, Stress oder emotionalen Faktoren. Was ist die Aufgabe von Renshaw-Zellen? Wie kommt es zur Faszilitation/Disfaszilitation? Aufgabe der Renshaw-Zellen: Renshaw-Zellen sind inhibitorische Interneuronen im Rückenmark, welche die Aufgabe haben die Aktivität von Motoneuronen über Rückkopplungshemmung zu regulieren. Sie werden durch Kollateralen der Axone von α-Motoneuronen aktiviert und hemmen durch die Freisetzung von Glycin dann diese. Dadurch wird die Erregbarkeit der Motoneuronen kontrolliert, um übermäßige Aktivität und Muskelkontraktionen zu vermeiden. Fazilitation und Disfazilitation: Fazilitation und Disfazilitation betreffen die Modulation der Renshaw-Zell-Aktivität und damit die Hemmung des Motoneurons. 1.Fazilitation: -Renshaw Zellen sind aktiver —> Motoneuronen werden gehemmt —> Motoneuronen feuern weniger 2.Diafazilitation -Renshaw Zellen, sind gehemmt —>Motoneuronen jedoch nicht —> Motoneuronen können schneller erregt werden 18 Was ist ein Reflex, welche Arten von Reflexen gibt es und wozu dienen sie (Bsp!) Was ist ein Reflex? Ein Reflex ist eine zweckgerichtete, stereotype Antwort des Körpers, die durch einen bestimmten Reiz ausgelöst wird. Das Reflexzentrum liegt im Rückenmark, und Reflexe können genetisch determiniert sein (unbedingte Reflexe). Sie dienen der Stabilisierung von Zuständen oder Vorgängen, insbesondere der Länge und Kraft eines Muskels. Arten von Reflexen: Eigenreflexe (Muskeleigenreflexe): Afferenz (Reizaufnahme) und Efferenz (Reaktion) liegen im gleichen Organ. Verschaltung erfolgt monosynaptisch, das heißt über nur eine Synapse. Beispiel: Patellarsehnenreflex (Knie-Streck-Reflex). Funktion: Konstanthaltung der Muskellänge, z. B. bei wechselnden Lasten. Fremdreflexe: Afferenz und Efferenz liegen in verschiedenen Organen. Verschaltung erfolgt polysynaptisch über mehrere Synapsen. Beispiel: Flexorreflex (z. B. Rückziehen der Hand bei schmerzhafter Berührung). Funktion: Schutzreaktionen, wie Entfernen aus Gefahrenzonen. Wozu dienen Reflexe? Reflexe sichern grundlegende motorische Funktionen und schützen den Körper Stabilisierung der Körperhaltung und Muskelkraft. Anpassung an Umweltreize, wie bei Schutzreflexen. Unterstützung von Bewegungsmustern, z. B. beim Gehen durch rhythmische Reflexaktivierung. Beispiele für Reflexe: Muskeleigenreflex: Patellarsehnenreflex. Fremdreflex: Hustenreflex, Pupillenreflex. Pathologische Reflexe: Babinski-Reflex (bei neurologischen Schädigungen). Beschreibe die Verschaltung eines Muskeleigenreflexes Der Muskeleigenreflex ist ein Eigenreflex, da Sensor und Effektor im selben Organ liegen und er der Stabilisierung der Muskellänge dient, insbesondere bei wechselnden Lasten 1. Sensor/Afferenz: Der Reiz, beispielsweise eine Dehnung des Muskels (z. B. durch einen Schlag auf die Sehne), wird von Muskelspindeln detektiert. Diese Spindeln enthalten primäre und sekundäre afferente Nervenfasern: Ia-Fasern leiten Informationen über Längenänderungen des Muskels mit hoher Geschwindigkeit (bis zu 80 m/s) weiter. II-Fasern melden die statische Länge des Muskels. 2. Reflexzentrum: -Die Signale der Ia-Fasern gelangen ins Rückenmark, wo sie direkt (monosynaptisch) auf α-Motoneurone verschaltet werden. -Diese Verschaltung erfolgt ohne Interneurone, was die schnelle Reflexantwort (