Was ist der Nucleus subthalamicus?
Der Nucleus subthalamicus ist eine Gruppe von Neuronen, die im Gehirn der meisten Säugetiere, einschließlich des Menschen, gefunden werden. Es ist Teil der Basalganglien, einer Ansammlung von neuronalen Kernen, die bei der Koordination der freiwilligen Bewegung helfen. Das synchronisierte Feuern durch die subthalamischen Kerne und durch benachbarte Neuronen des Globus pallidus fungiert als Schrittmacher der gesamten Basalganglien und ist für eine stabile Bewegungskontrolle in den Gliedmaßen erforderlich. Eine erhöhte abnormale Aktivität des Nucleus subthalamicus tritt bei Bewegungsstörungen wie der Parkinson-Krankheit und der selteneren Krankheit namens Hemiballismus auf.
Die Basalganglien des Gehirns umfassen den Nucleus subthalamicus sowie verwandte Regionen wie die Striate und die Substantia nigra. Alle diese Kerne moderieren die Bahnen im Gehirn, die für die Steuerung der freiwilligen Bewegung wichtig sind. Sie sind anregend, was bedeutet, dass sie Neuronen dazu anregen, elektrisch zu feuern. Neben dem Kleinhirn, das die Bewegung durch Hemmung steuert, sind die Basalganglien eine der beiden Hauptregionen, die sich mit der Durchführung freiwilliger Bewegungen befassen. Die subthalamischen Kerne sind anatomisch nah am Thalamus und kommunizieren mit ihm, daher ihr Name.
Funktionell ist der Nucleus subthalamicus eng mit dem Globus pallidus verbunden, einer nahe gelegenen Region der Basalganglien. Diese neuronalen Gruppen sind Schrittmacher, das heißt, sie feuern synchron miteinander und erregen so alle Neuronen, mit denen sie verbunden sind. In den Primaten-Basalganglien erhalten die subthalamischen Kerne eine Rückmeldung von Neuronen der Großhirnrinde, die eine willkürliche Bewegung steuern. Somit ist es ein Teil des Pfades, der die Planung einer Bewegung im Kortex mit den Teilen des Gehirns verbindet, die seine Muskelausführung steuern.
Eine abnormale Aktivität des Nucleus subthalamicus ist auch auf die motorische Dysfunktion der Parkinson-Krankheit zurückzuführen. Forscher haben festgestellt, dass die Zerstörung dieses Bereichs durch Schlaganfall und andere Verletzungen typischerweise die Bewegung bei Patienten verbessert. Für die Parkinson-Behandlung haben einige Neurochirurgen ein Verfahren entwickelt, mit dem die positiven Auswirkungen dieser Schädigung des Nucleus subthalamicus nachgeahmt werden sollen. Die sogenannte Tiefenhirnstimulation wird durch die chirurgische Platzierung von Elektroden in den Basalganglien erreicht. Dabei werden elektrische Impulse verwendet, um die ausgewählte neuronale Aktivität in bestimmten Bereichen zu stören. Einige klinische Studien zeigten, dass das Verfahren bei Patienten mit schweren Parkinson-Symptomen eine wirksamere medizinische Behandlung war.
Hemiballismus ist eine sehr seltene Bewegungsstörung, die durch heftige, schleudernde Bewegungen des Arms auf einer Körperseite gekennzeichnet ist. Es resultiert normalerweise aus einer Schädigung des Nucleus subthalamicus, obwohl der Zelltod in anderen Teilen der Basalganglien mildere Formen seiner Symptome hervorrufen kann. Jede neurologische Erkrankung, die die Kerne angreift und eine willkürliche Bewegung bewirkt, kann möglicherweise einen Hemiballismus verursachen. Es kann aus Sauerstoffmangel aufgrund von Schlaganfall oder Trauma resultieren. Die Schwere des Hemiballismus hängt vom Ausmaß der Zellschädigung ab.