Auditives und vestibuläres System

Auditives System

Das auditive System (Hörbahn) beginnt mit dem äußeren Gehörgang, umfasst das Mittel-/ Innenohr Innenohr Anatomie des Ohrs und die Hirnnervenkerne im Hirnstamm Hirnstamm Hirnstamm. Von dort werden schließlich Signale an die primäre Hörrinde im Temporallappen gesendet.

Periphere Bestandteile

Äußeres Ohr:

• Meatus acusticus externus und Membrana tympani ( Trommelfell Trommelfell Anatomie des Ohrs)
• Überträgt Schallwellen

Mittelohr:

• Abgrenzung zum Außenohr durch das Trommelfell Trommelfell Anatomie des Ohrs
• Luftgefüllter Raum mit den drei Gehörknöchelchen (Malleus, Incus, Stapes)
• Schallfortleitung und -verstärkung
• Fortleitung der Vibrationen über die Gehörknöchelchen ins Innenohr Innenohr Anatomie des Ohrs

Innenohr Innenohr Anatomie des Ohrs:

• Weiterleitung der Schwingungen in die flüssigkeitsgefüllte Cochlea
• Die Schwingungen des Steigbügels werden über das ovale Fenster (Fenestra vestibuli) auf die Perilymphe in der Scala vestibuli in der Cochlea übertragen → Weiterleitung der Schwingungen über das Helicotrema auf die Scala tympani → Überragung der Schwingungen auf das runde Fenster (Fenestra cochleae)
• Die Vibrationen der Perilymphe überträgt sich über die Reissner-Membran auf die Endolymphe des Ductus cochlearis (Scala media) → Die Vibration der Endolymphe führt zu Schwingungen der Membrana basilaris (Basilarmembran)
• Die Vibrationen in der Scala tympani übertragen sich auch auf die Endolymphe der Scala media und die Basilarmembran
• Wenn die Basilarmembran auf- und abschwingt, bewegen sich die Haarzellen (verfügen über Mechanorezeptoren), die auf der Membran ruhen, auf und ab.
• Die Stereozilien auf der Oberseite der Haarzellen sind an der Tektorialmembran verankert.
• Wenn sich die Haarzellen bewegen, werden die Stereozilien von der Tektorialmembran hin- und hergebogen. → Durch die Biegung der Stereozilien der inneren Haarzellen wird ein mechanisch gesteuerter Ionenkanal geöffnet, der einen schnellen K+-Einstrom aus der umgebenden Endolymphe ermöglicht. → Dadurch depolarisiert sich die Haarzelle und wandelt die Schallschwingungen effektiv in Hörnervensignale um.
  • Laute Töne erzeugen stärkere Vibrationen → Aktivieren mehr Haarzellen über einen größeren Bereich der Basilarmembran
  • Tonotopie der Basilarmembran: tiefe Frequenzen werden am Apex und hohe Frequenzen an der Basis gehört
    • Signale, die vom Apex (distal) empfangen werden, werden als tiefe Töne interpretiert.
    • Signale, die von der Basis (proximal) empfangen werden, werden als hohe Töne interpretiert.
• Umwandlung der Schwingungen in ein neuronales Signal (elektrische Potentiale) durch die Haarzellen → Weiterleitung des elektischen Signals über den N. cochlearis → Übergang in den VIII. Hirnnerven Hirnnerven Überblick über die Hirnnerven (N. vestibulocochlearis)

Zentrale Bestandteile

Die afferenten Fasern des VIII. Hirnnerven Hirnnerven Überblick über die Hirnnerven leiten Informationen vom Corti-Organ weiter an die Hirnnervenkerne in der Medulla oblangata des Hirnstamms. Die Signalweiterleitung erfolgt über folgende Strukturen:

• Ncll. cochleares: befinden sich an der dorsolateralen Seite des Hirnstamms am pontomedullären Übergang
• Ncll. olivares superiores: befindet sich im Pons
  • Erhalten Informationen von beiden Corti-Organen
  • Senden über die efferenten Fasern des V. und VII. Hirnnerven Hirnnerven Überblick über die Hirnnerven Signale zur Mittelohrmuskulatur und steuern die Cochlea-Modulation
  • Vergleichen Signale von rechts und links, um die Richtung des Schalls zu erkennen (Richtungshören)
• Lemniscus lateralis: Axonbahn im Hirnstamm Hirnstamm Hirnstamm, die auditorische Informationen zum Colliculus inferior des Mittelhirns leitet
• Colliculus inferior: befindet sich im Mittelhirn Mittelhirn Entwicklung des ZNS, Neurocraniums und Viscerocraniums
  • Verarbeitet Schwankungen in der Tonhöhe (wichtig für das Sprachverständnis)
  • Hilft, den Ursprung des Schalls im Raum zu lokalisieren
  • Beteiligt sich an der Schreckreaktion (schnelles Drehen des Kopfes als Reaktion auf plötzliche Geräusche)
• Corpus geniculatum mediale: befindet sich im Thalamus Thalamus Thalamus
• Primäre Hörrinde: befindet sich in den Gyri temporales tranversi (Heschel’sche Querwindungen) im Temporallappen
  • Bewusste Wahrnehmung von Geräuschen
  • Verarbeitung von Informationen

Verschaltung

Außenohr → Innenohr Innenohr Anatomie des Ohrs → Depolarisation der Haarzellen in der Cochlea → N. vestibulochochlearis → Ncll. cochleares (einige Fasern ziehen von dort aus noch ipsilateral und kontralateral zu den Ncll. olivares superiores) → Lemniscus lateralis → Colliculus inferior → Corpus geniculatum mediale → Primäre Hörrinde

Vestibuläres System

Das vestibuläre System des Gehirns beginnt mit Utriculus und Sacculus, die beide auch Afferenzen aus den Bogengängen erhalten. Die Informationen erreichen schließlich die Kerne des Hirnstamms, die die finalen Signale an den Thalamus Thalamus Thalamus und das Cerebellum weiterleiten.

Funktionen

Die Hauptfunktion des vestibulären Systems besteht darin, den Körper bei der Aufrechterhaltung des Gleichgewichts zu unterstützen und spielt somit auch eine Rolle für die Koordination von Bewegungen.

• Arten des Gleichgewichts:
  • Statisches Gleichgewicht: Wahrnehmung der Kopfausrichtung im Stillstand
  • Dynamisches Gleichgewicht: Wahrnehmung von Bewegung und Beschleunigung:
    • Lineare Beschleunigung
    • Winkelbeschleunigung
• Das vestibuläre System überwacht die Ausrichtung des Körpers in Bezug zur Schwerkraft.
• Es stimuliert die vestibulospinalen Bahnen, um Ausgleichsbewegungen hervorzurufen.
• Die Lage des Kopfes in Bezug auf die Schwerkraft (statisches Gleichgewicht und lineare Beschleunigung) wird von den beiden Otolithenorganen, Utriculus und der Sacculus, wahrgenommen:
  • Utriculus: horizontal ausgerichtet
  • Sacculus: vertikal ausgerichtet
• Die Winkelbeschleunigung des Kopfes wird durch die 3 Bogengänge (Ductus semicirculares) erfasst.

Physiologie

Haarzellen im Utriculus, Sacculus und Bogengang werden aufgrund ihrer Position relativ zur Schwerkraft verschoben, was zu einer Depolarisation und Stimulation des vestibulären Anteils des N. vestibulocochlearis führt.

• Makularorgane:
  • Gruppen von Haarzellen (Stereozilien und Kinozilien) und Stützzellen
    • Macula sacculi: liegt fast senkrecht an der Sacculuswand
    • Macula utriculi: liegt fast waagerecht auf dem Utrikulusboden
    • Otolithenmembran:
      • Eine gallertartige Membran, die auf der Macula sitzt
      • Die Stereozilien der Haarzellen sind darin eingebettet.
      • Enthält Kalziumkarbonat-Ablagerungen, Otolithen genannt, die die Otolithenmembran kopflastig machen und Trägheit erzeugen.
      • Detektion linearer Beschleunigung
• Crista ampullaris:
  • Gruppen von Haarzellen und Stützzellen in der Ampulle der Bogengänge
  • Cupula:
    • Eine gallertartige Membran, die über den Haarzellen liegt
    • Die Stereozilien der Haarzellen sind darin eingebettet.
    • Ist mit dem Dach der Ampulle verbunden und verankert diese lose
  • Detektion der Winkelbeschleunigung
• Sowohl die Macula als auch die Crista ampullaris sind von Endolymphe umgeben.
• Prozess der Wahrnehmung von Bewegung: Kopfbewegung verursacht Bewegung der Otolithenmembran und/oder der Cupula relativ zur darunter liegenden Macula/Crista ampullaris (aufgrund von Schwerkraft und Trägheit) → Verbiegung von Stereozilien der Haarzellen → Öffnung mechanisch gesteuerter Ionenkanäle → K+-Einstrom in die Sinneszelle → Depolarisation der Haarzelle → Signalweiterleitung über den vestibulären Zweig des VIII. Hirnnerven Hirnnerven Überblick über die Hirnnerven
• Unterschiedliche Kopfausrichtungen und -bewegungen verursachen unterschiedliche Stimulationen der Macula und der Crista ampullaris auf der rechten und linken Seite, die vom Gehirn interpretiert werden.

Neuronale Verschaltung für afferente Signale

Die Basis der Haarzellen ist über Synapsen mit sensorischen Fasern des vestibulären Ast des VIII. Hirnnerven Hirnnerven Überblick über die Hirnnerven verbunden. Der Nerv tritt am pontomedullären Übergang (Lokalisation des Kleinhirnbrückenwinkels) in den Hirnstamm Hirnstamm Hirnstamm ein und sendet dann Fasern zu den Nuclei vestibulares (Vestibulariskerne) und zum Lobus flocculonodularis im Kleinhirn Kleinhirn Kleinhirn (Cerebellum):

Nucll. vestibulares (Vestibulariskerne):

• Umfassen Ncl. superior/inferior/lateralis/medialis
• Empfängt den Großteil der Afferenzen aus dem VIII Hirnnerven Hirnnerven Überblick über die Hirnnerven
• Sendet Signale über Nervenfasern Nervenfasern Nervensystem: Histologie an:
  • Lobus flocculonodularis des Kleinhirns für die Koordination von:
    • Abgestimmter Bewegung beider Augen
    • Anpassung der Körperhaltung
  • Aufsteigende Bahnen des Fasciculus longitudinalis medialis (Nervenstrang) → Signalweiterleitung an Hirnnervenkerne, die die Augenbewegung steuern (III, IV, VI)
  • Hirnnervenkerne des N. glossopharnygeus zur Steuerung der Kopf- und Nackenbewegung
  • Tractus vestibulospinalis medialis/lateralis
    • Absteigende motorische Bahnen
    • Enthält Axone, die auf allen Ebenen der Wirbelsäule Wirbelsäule Wirbelsäule enden
    • Innervation axialer (Intercostal, Nacken, Rücken) und extensorischer Muskulatur, die wichtig für die Aufrechterhaltung von Balance und Gleichgewicht ist.
  • Thalamus Thalamus Thalamus: verbunden mit der bewussten Wahrnehmung des Gleichgewichts
• Fast alle Efferenzen des Nucleus vestibularis sind reflektorisch, d. h., sie lassen sich nur sehr schwer willentlich hemmen.

Lobus flocculonodularis

• Teil des Cerebellum ( Kleinhirn Kleinhirn Kleinhirn (Cerebellum))
• Synaptische Verbindungen mit Nervenfasern Nervenfasern Nervensystem: Histologie, die zu folgenden Strukturen führen:
  • Vestibulariskerne: hilft bei der Koordinierung gleichmäßiger Augenbewegungen
  • Ncl. fastigii: liefert Informationen über die Aktivität der Skelettmuskeln und des Rückenmarks, die für die Koordinierung der vestibulären Reaktionen erforderlich sind

Vestibuläre Efferenzen

Klinische Relevanz

• Akustikusneurinom Akustikusneurinom Akustikusneurinom: Das Akustikusneurinom Akustikusneurinom Akustikusneurinom ist ein gutartiger Tumor der Schwannzellen. Es betrifft am häufigsten den N. vestibulocochlearis, kann aber aufgrund der Lage im Kleinhirnbrückenwinkel auch den N. facialis betreffen. Akustikusneurinome präsentieren sich oft mit Hörverlust und Tinnitus. Die Behandlung erfolgt durch operative Resektion.
• Hörverlust: Hörstörungen können in Schallleitungsschwerhörigkeit und Schallempfindungsschwerhörigkeit unterteilt werden. Man spricht von Schallleitungsschwerhörigkeit, wenn die Übertragung der Schallwellen vom äußeren Ohr bis zum Mittelohr beeinträchtigt ist. Bei Schallempfindungsschwerhörigkeit liegt ein Fehler in der Übertragung von Reizen von der Cochlea bis zu den zentralen Strukturen der Hörbahn vor.
• Schwindel: der Eindruck einer Bewegung zwischen sich selbst und der Umgebung, wenn tatsächlich keine Bewegung stattfindet. Neben Drehschwindel gibt es auch andere Formen wie zum Beispiel Schwankschwindel oder Liftschwindel. Schwindel tritt am häufigsten aufgrund von Pathologien innerhalb der Bogengänge auf.