Nicht nur ein Krieger: Wie das Kleinhirn die menschliche Bewegung reguliert

Das Kleinhirn, das sich im hinteren unteren Teil des Gehirns befindet, wird oft „unterschätzt“. Wenn wir beispielsweise sagen, jemand habe ein gut entwickeltes Kleinhirn, scheint dies zu bedeuten, dass es sich um einen Militärangehörigen handelt. Ist das Kleinhirn tatsächlich für die Steuerung der Körperbewegungen und die Verrichtung rein „körperlicher Arbeit“ zuständig? Dies ist nicht der Fall.

Das Kleinhirn macht zwar nur 10 % des Gesamtvolumens des Gehirns aus, verfügt aber über mehr als 69 Milliarden Neuronen, während das Großhirn nur über 16 Milliarden Neuronen verfügt. Das Kleinhirn verfügt über mehr Neuronen als das Großhirn, da es etwa 50 Milliarden Körnerzellen enthält. Dabei handelt es sich um kleine, zahlreiche Neuronen, die zur Verbindung neuronaler Schaltkreise dienen. Das Kleinhirn hat so viele Körnerzellen, dass die neuronalen Schaltkreise darin sehr komplex sind. Es verfügt über zahlreiche afferente und efferente Verbindungen zum Gehirn, Hirnstamm und Rückenmark und ist an der Spracherkennung, der Zeitwahrnehmung, der Emotionsregulation, der audiovisuellen Signalverarbeitung usw. beteiligt. Seine größte Stärke ist die Bewegungsregulierung.

Das Kleinhirn wird entsprechend seiner Funktion in das vestibuläre Kleinhirn, das spinale Kleinhirn und das kortikale Kleinhirn unterteilt. Diese sind für die Aufrechterhaltung des Gleichgewichts, die Regulierung der Muskelspannung und die Koordination willkürlicher Bewegungen verantwortlich. Der wichtigste Gleichgewichtsrezeptor ist das Vestibularorgan im Innenohr. Es sagt uns, wo sich der Kopf befindet, wo sich der Körper befindet oder in welchem ​​Bewegungszustand er sich befindet. Diese Signale werden an den Vestibulariskern und das Vestibulariskleinhirn weitergeleitet, die dann motorische Befehle aussenden, um die Körperhaltung zu ändern und ein Umfallen des Körpers zu verhindern. Wenn dieser Weg beschädigt ist, taumeln die Menschen von einer Seite auf die andere und gehen unsicher wie Betrunkene.

Muskelspannung bedeutet, dass die Muskeln auch im entspannten Zustand des menschlichen Körpers ein gewisses Maß an Spannung und Kontraktion aufrechterhalten, da sie sonst schlaff werden. Der Muskeltonus wird hauptsächlich durch Wirbelsäulenreflexe aufrechterhalten. Muskelspannungssignale werden in das Rückenmark eingegeben und dann über motorische Nerven übertragen, wodurch die Muskelspannung zunimmt oder abnimmt. Ärzte klopfen häufig mit einem Schlaghammer auf das Band, um zu überprüfen, ob die Funktion des Rückenmarks in Ordnung ist und die Reflexbahn frei ist. Das Kleinhirn tauscht Informationen mit dem Rückenmark aus und leitet das Rückenmark an, die Muskelspannung besser zu regulieren, wodurch die Körperhaltung koordinierter und die Bewegungen beweglicher werden. Wenn der Muskeltonus zu hoch ist, verhält sich eine Person steif wie ein Zombie; Wenn der Muskeltonus zu niedrig ist, wird die Person schwach und fast gelähmt.

Am beeindruckendsten ist die kortikal-zerebelläre Programmierung willkürlicher Bewegungen. Willkürliche Bewegungen sind Bewegungen, die „willentlich“ ausgeführt werden. Wenn ich beispielsweise eine Tasse in die Hand nehmen oder auf der Tastatur tippen möchte, wird dies alles von meinem Gehirn gesteuert. Demgegenüber stehen Reflexbewegungen, die nicht vom Bewusstsein gesteuert werden und rhythmische Bewegungen, die bis zu einem gewissen Grad vom Bewusstsein gesteuert werden, wie zum Beispiel die Atmung.

Willkürliche Bewegungen erscheinen beim ersten Üben oft unbeholfen. Denken Sie nur an die Zeit, als Sie zum ersten Mal laufen, Fahrrad fahren oder tanzen lernten ... es ist alles peinlich. Diese neuen Bewegungen erfordern, dass das Gehirn kontinuierlich Bewegungsbefehle erteilt. Bei der Ausführung von Bewegungsbefehlen kommt es häufig zu Muskelabweichungen. Sehen, Propriozeption usw. geben die Abweichungsinformationen an das Gehirn zurück und das Gehirn passt die Bewegungsbefehle neu an. Gleichzeitiges Bewegen und Anpassen wirkt unkoordiniert, inkohärent und unelegant. Durch wiederholtes Üben wird jedoch allmählich ein vollständiges Motorprogramm gebildet und in der Großhirnrinde und im Kleinhirn gespeichert. Wenn Sie die gleiche Aktion das nächste Mal ausführen, können Sie das Motorprogramm direkt aus der Großhirnrinde und dem Kleinhirn abrufen. Es weist jeden Muskel an, sich in einer anderen Reihenfolge und mit unterschiedlicher Stärke zusammenzuziehen, sodass die Bewegungen natürlich fließen und sich genau richtig anfühlen. Selbst die besten Kampfsportler oder Tänzer sind in der Lage, ihren Körper mit Leichtigkeit zu kontrollieren, als befänden sie sich in einem Zustand der Perfektion. Wenn wir Zehntausende von Jahren zurückgehen, waren auch unsere Vorfahren, die Jäger und Sammler, der Stolz des Dschungels und besaßen den Körperbau von olympischen Athleten. Leider hat sich die sportliche Leistungsfähigkeit des modernen Menschen unter dem Einfluss der industriellen Revolution und der Informationsrevolution verschlechtert. Dies ist etwas, das Aufmerksamkeit verdient.

Haben wir ein gesundes Kleinhirn? Dies kann mit einem einfachen „Finger-Nase-Test“ überprüft werden. Schließen Sie die Augen, platzieren Sie Ihren Zeigefinger etwa 0,5 Meter vor Ihrem Gesicht und bewegen Sie ihn in Richtung Nasenspitze, bis er diese berührt. Wenn Sie diese Aktion schnell und koordiniert ausführen können, bedeutet dies, dass Ihr Gleichgewicht, Ihre Muskelspannung und Ihre willkürlichen Bewegungen normal sind. Wenn Sie die Nasenspitze nicht erreichen können oder Ihre Bewegungen beim Annähern an die Nasenspitze langsam sind oder zittern, liegt wahrscheinlich ein Problem mit dem Kleinhirn vor oder es kann ein Problem mit den Gleichgewichtsorganen oder der Propriozeption vorliegen.

In unserem Land wurde weltweit der neunte Fall eines angeborenen Kleinhirnmangels entdeckt. Es handelte sich um eine 24-jährige Frau, die unter Erbrechen und Schwindel litt. Eine CT-Untersuchung ergab, dass ein Teil ihres Kleinhirns leer war und durch Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit ersetzt wurde. Diese Frau begann im Alter von 6 Jahren zu sprechen und mit 7 Jahren zu laufen. Ihre Sprech- und Gehfähigkeiten sind geringer als die gewöhnlicher Menschen, aber sie kann ein relativ normales Leben führen. Sie ist verheiratet und hat eine Tochter. Die Fähigkeit, ohne Kleinhirn zu überleben, scheint darauf hinzudeuten, dass das Kleinhirn nicht wichtig ist. Bei diesen besonderen Patienten wird die Kleinhirnfunktion jedoch aufgrund der Plastizität der Gehirnentwicklung größtenteils durch andere Gehirnregionen ersetzt. Wenn ein normaler Mensch sein Kleinhirn verliert, ist seine Fähigkeit, sich zu bewegen, zu sprechen und zu essen, stark eingeschränkt und sogar das Leben wird schwierig.

Das Kleinhirn ist nicht einfach und seine Bewegungen bergen Geheimnisse, aber wir, die wir im Glück leben, sind uns dessen nicht bewusst. Dank eines gesunden Kleinhirns können wir frei gehen.

(Der Autor ist außerordentlicher Professor an der Central China Normal University und Mitglied der Chinesischen Gesellschaft für Neurowissenschaften)