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Pyramidenbahn

Die Pyramidenbahn (Tractus corticospinalis) bildet ein gemischtes Faserbündel, welches von verschiedenen Arealen der Großhirnrinde ausgeht und überwiegend zum Rückenmark läuft. Ihre Hauptfunktion ist die Aktivierung von Motoneuronen zur Durchführung von Bewegungen, vor allem der Willkürmotorik .

Obwohl die Pyramidenbahn also anatomisch als zusammenhängendes Bündel verläuft, handelt es sich funktionell um verschiedene absteigende Systeme. Der hauptsächliche exzitatorische Transmitter ist Glutamat.

Pyramidenbahn (grün) - Querschnitt

Pyramidenbahn (grün) - Querschnitt

Verlauf

Gehirn

Etwa 2/3 der Pyramidenbahn entstammen dem primären und sekundären motorischen Kortex (Areal 4 und 6). Die restlichen Fasern stammen aus dem motorischen Kortex für die Okulomotorik (Areal 8), dem parietalen Assoziationskortex (Areal 40) sowie den somatosensorischen Kortexfeldern des Parietallappens (Areale 3, 1, 2 und 5).

Etwa 60% der Fasern sind markhaltig, die übrigen 40% marklos. Rund 95% stammen von kleinen Pyramidenzellen, etwa 2-3% von Betz-Riesenpyramidenzellen und der verbleibende Teil von anderen Zelltypen ab.

Die aus den jeweiligen Großhirnarealen stammenden Fasern vereinigen sich etwa oberhalb des Thalamus zu einem zusammenhängenden Bündel und durchqueren die Capsula interna. Sie setzen dabei die somatotope Gliederung des Motorkortex fort.

Capsula interna / innere Kapsel - Querschnitt

Danach ziehen sie hinab ins Mesencephalon, wo sie in den Hirnschenkel (Crura cerebri) verlaufen. Zusammen mit den kortikopontinen Bahnen bilden sie die Hirnstiele (Pedunculi cerebri).

Im Hirnstamm verlässt ein kleiner Teil der Fasern die Pyramidenbahn und zieht als Fibrae corticonucleares zu den motorischen Hirnnervenkernen. Ein sehr kleiner Anteil der Fasern endet in verschiedenen Anteilen der Formatio reticularis.

Rückenmark

Die am kaudalen Ende der Medulla oblongata ins Rückenmark übertretenden Fasern laufen als Fibrae corticospinales zu dessen Motoneuronen. In der Pyramidenkreuzung (Decussatio pyramidum) kreuzt der überwiegende Anteil der Fasern (ca. 75-90%) nach kontralateral und verläuft als Tractus corticospinalis lateralis im Seitenstrang des Rückenmarks.

Tractus corticospinalis lateralis / lateraler kortikospinaler Trakt

Der ungekreuzte Anteil verläuft als Tractus corticospinalis anterior im Vorderseitenstrang und kreuzt erst auf Zielhöhe nach kontralateral.

Tractus corticospinalis anterior / vorderer kortikospinaler Trakt

Der überwiegende Teil aller Fasern, die das Rückenmark erreichen, endet an Interneuronen und nur einige wenige direkt an α- und γ-Motoneuronen. Ein bestimmter Teil der Fasern aus dem Parietallappen enden in den Ncll. gracilis und cuneatus.

Funktion

Im Rahmen des motorischen Programmes der Willkürmotorik sind die Pyramidenbahnen für den vorletzten Schritt verantwortlich, der Weiterleitung des auszuführenden Programmes zur Peripherie. Für diesen sind ganz überwiegend die projizierenden Zellen der Areale 4 und 6 zuständig. Da ein kleiner Teil der Fasern auch aus anderen Gebieten des Großhirns stammt, kommt es zu einer Modulierbarkeit der Programmausführung, noch bevor die Fasern das Rückenmark erreichen.

Die in den Ncll. gracilis und cuneatus endenden Fasern (v.a. aus dem Parietallappen) modulieren den Zustrom sensibler Impulse epikritischer Qualität. Dies ist besonders für feinmotorische Bewegungen von Bedeutung und spielt (auch evolutionsbiologisch) eine Rolle in der zwischenmenschlichen Interaktion.

Nucleus gracilis (grün) - Querschnitt

Nucleus gracilis (grün) - Querschnitt

Zur Erfassung, Einordnung und Ausführung menschlicher Berührungen, die der Festigung innerhalb einer Gruppe oder zwischen zwei Einzelpersonen dient, sind vor allem feine Empfindungen von Bedeutung. Protopathische Sensibilität ist dabei praktisch ohne Belang. Der Einfluss epikritischer Impulse bei der Erstellung und Ausführung motorischer Programme dient damit der zielgerichteten Feinmotorik.

Assoziationskortizes

Assoziative Kortexareale integrieren Informationen aus verschiedenen Systemen, v.a. der Sensorik und Sensibilität. Durch die Beteiligung solcher Areale an der Pyramidenbahn können Informationen aus höheren Zentren in das motorische System eingreifen, insbesondere solche, die mit Motivation und höheren kognitiven Leistungen in Verbindung stehen.

Dadurch kann selbst die Motivation zu Handlungen, welche für den eigenen Körper schädlich sind, durch aktiven Entschluss in eine Handlung umgesetzt werden.

Zielsteuerung

Pyramidenbahnimpulse wirken vor allem aktivierend auf Neurone, welche Flexoren innervieren und eher hemmend auf Neurone, die Extensoren aktivieren. Die Stütz- und Haltemotorik bewahrt den Körper zunächst in aufrechter Haltung. Verbleibt ein Mensch in dieser Position ohne eine bestimmte Handlung vornehmen zu wollen, sind die Extremitäten in Extension, die Arme "hängen".

Um nun eine beliebige Handlung auszuführen (gehen, springen, ducken usw.) müssen die Arme oder Beine an den Körper gezogen werden – es bedarf Flexionsbewegungen, welche durch pyramidale Impulse angesprochen werden.

Die Willkürmotorik umfasst auch Extensionsbewegungen, jedoch in geringerem Maße. Die Pyramidenbahn ist allerdings nicht ausschließlich an Willkürbewegungen beteiligt. Ein kleiner Teil an Fasern dient der Stütz- und Haltemotorik, zudem ist die gesamte Pyramidenbahn am motorischen Lernen beteiligt; dieses komplexes Geschehen lässt sich weder der einen noch der anderen Kategorie zuordnen.

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Quellen anzeigen

Autor: Andreas Rheinländer

Illustrator:

  • Pyramidenbahn - Querschnitt - Paul Kim
  • Capsula interna / innere Kapsel - Querschnitt - Paul Kim
  • Tractus corticospinalis lateralis / lateraler kortikospinaler Trakt - Paul Kim
  • Tractus corticospinalis anterior / vorderer kortikospinaler Trakt - Paul Kim
  • Nucleus gracilis (grün) - Querschnitt - Paul Kim

Quellen:

  • D. Drenckhahn, A. Benninghoff: Anatomie, 16. Auflage, Elsevier (2004), S. 541
  • W. Kahle, M. Frotscher: Nervensystem und Sinnesorgane – Taschenatlas Anatomie, 10. Auflage, Thieme (2009), S. 310
  • M. Bähr, M. Frotscher: Neurologisch-topische Diagnostik, 9. Auflage, Thieme (2009), S. 59
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