Was ist ein neuronaler Signalweg?
Ein neuronaler Pfad verbindet Regionen im Gehirn miteinander oder überträgt Informationen vom peripheren Nervensystem zum Gehirn. Zwei Hauptklassen von Nervenbahnen leiten Empfindungen an das Gehirn weiter oder leiten Signale für die Bewegung an den Körper weiter. Sie bestehen beide aus langen, isolierten Nervenfasern, die elektrisch oder durch einen chemischen Neurotransmitter kommunizieren. Wirbelsäulenreflexpfade sind lokale Pfade, die eine schnelle Reaktion auf plötzliche Reize ohne Rückkopplung vom Gehirn ermöglichen.
Die langen Nervenaxone, die einen Nervenweg bilden, werden aufgrund ihrer isolierenden Substanz, dem Myelin, als weiße Substanz bezeichnet. Diese Isolierung verbessert die Geschwindigkeit der elektrischen Leitung über die Strecken, die Axone im Körper zurücklegen. Im Gehirn können lokale Verbindungen zwischen nichtmyelinisierten neuronalen Zellkörpern auftreten, die als graue Substanz bezeichnet werden. Einige neuronale Bahnen sind tatsächlich unterschiedliche Fasern, die unterschiedliche Funktionen erfüllen, wie beim Corpus callosum, der viele Regionen der rechten und linken Gehirnhälfte verbindet.
Einige Reflexbahnen arbeiten ohne Gehirn. Im Knie-Ruck-Reflex synchronisiert sich ein sensorisches Neuron aus dem Knie mit einem Motoneuron im Rückenmark, wodurch sich ein Muskel in einem Bein zusammenzieht und derselbe Muskel im anderen Bein entspannt. Der Prozess verläuft schneller als wenn er vom Gehirn vermittelt würde. Komplexere Nervenbahnen sind nicht wirklich reflexiv, sondern werden von den höheren Regionen des Gehirns wie der Großhirnrinde zurückgemeldet. Dies verlangsamt die Rate, mit der Signale durch sie laufen.
Ein sensorischer Nervenpfad leitet die Wahrnehmung vom Körper an das Gehirn weiter, während motorische Pfade Anweisungen vom Gehirn an die Muskeln weiterleiten, die die freiwillige Bewegung steuern. Ein motorischer Nervenweg ist der Corticospinal- oder Pyramidentrakt. Der Pyramidentrakt verläuft vom motorischen Bereich der Kortikalis zum Rückenmark und kreuzt sich dann in zwei getrennte Bahnen, die jeweils die Bewegung einer Körperhälfte steuern. Der kortikobulbäre Trakt mildert die willkürliche Bewegung der Gesichtsmuskeln und verläuft von der Kortikalis zu den Hirnstammkernen, die die Hirnnerven des Gesichts steuern. Der bogenförmige Fasciculus-Pfad verbindet die Neuronen, die die Spracherkennung verarbeiten, mit denjenigen, die zum Imitieren von Lauten benötigt werden.
Innerhalb des Gehirns arbeiten einige Pfade durch einen spezifischen chemischen Botenstoff, der als Neurotransmitter bezeichnet wird. Zum Beispiel wird Dopamin auf vielen Wegen verwendet, um neben vielen anderen Funktionen die Motivation, Belohnung und Feinmotorik zu steuern. Dopamin ist der Neurotransmitter des mesokortikalen Nervenwegs, der das Belohnungsverhalten vom Mittelhirn bis zu den Frontallappen der Großhirnrinde moduliert. Da der Dopamin-basierte Nigrostriatalweg die Feinbewegungen unterstützt, ist er häufig bei Bewegungsstörungen wie der Parkinson-Krankheit erkrankt.