Es wiegt nur knapp ein Zehntel des Gehirns und ist nicht mehr als zehn Zentimeter breit. Trotzdem ist das Kleinhirn (Cerebellum) aus unserem Leben nicht wegzudenken. Ohne diesen Teil des Gehirns wären feine Bewegungsabstimmungen nicht möglich. Komplexe motorische Abläufe wie Turmspringen, Tanzen oder Billardspielen könnten maximal plump und ohne jede Eleganz erfolgen.
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Bild: “signaling (animated)” von Kai Schreiber. Lizenz: CC BY 2.0


Hier findet sich das Basiswissen, das Mediziner über Funktion und Anatomie des Kleinhirns parat haben sollten.

Anatomie des Kleinhirns

Gelagert ist das Cerebellum in der Fossa cranii posterior und sitzt oberhalb der Medulla und dem Pons.

Durch das Kleinhirnzelt (Tentorium cerebelli), welches eine Duraduplikatur darstellt, ist es räumlich vom Großhirn getrennt. Wie der Neocortex ist auch das Kleinhirn in der Rinde stark gefurcht. Ebenfalls zur Oberflächenvergrößerungen dienen die zahlreichen Windungen, die hier Folia genannt werden.

Im medianen Sagittalschnitt gleicht das Kleinhirn aufgrund der vielen feinen Windungen einem Lebensbaum. Deshalb spricht man hier vom Arbor vitae. Das Cerebellum hat einen aus grauer Substanz gebildeten Cortex – den Cortex cerebellaris. Das Kleinhirnmark ist weiß (Corpus medullare).

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Quelle: verändert nach Gray, Henry (1918). „Grays Anatomy of the Human Body“, 20. Edition. von bartleby.com

Äußerlich ist das Cerebellum in drei Strukturen unterteilbar: zwei Hemisphären (Hemispheria cerebelli) und den Wurm (Vermis cerebelli), welcher zwischen beiden Kleinhirnhälften liegt.

Die Hemisphären untergliedern sich in drei Lappen, welche durch die Fissura prima und Fissura dorsolateralis getrennt sind:

  • Lobus cranialis (auch anterior)
  • Lobus caudalis (auch posterior)
  • Lobus flocculonodularis
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Quelle: verändert nach Gray, Henry (1918). „Grays Anatomy of the Human Body“, 20. Edition. von bartleby.com

Das Kleinhirn ist wie das Großhirn in Hemisphären und Lobi unterteilt.

In diesen lassen sich ebenfalls graue und weiße Substanz differenzieren.
Die Oberflächenvergrößerung erfolgt durch sehr feine Windungen, die Folia genannt werden.

Zwischen den Kleinhirnhälften liegt der Kleinhirnwurm Vermis cerebelli.

Der Kleinhirnwurm wird differenziert in:

  • Culmen: kraniale Spitze
  • Declive: dorsal absteigender Bereich
  • Uvula vermis: Bereich zwischen den Kleinhirntonsillen
  • Nodulus: medialer Höcker

In den Kleinhirnstielen (Pedunculi cerebelli) befinden sich die Nervenbahnen, über welche das Kleinhirn mit anderen Zentren efferent bzw. afferent verbunden ist. Auf jeder Kleinhirnhälfte gibt es drei Pedunculi:

  • Pedunculus cerebellaris superior: efferente Bahnen vom Mesencephalon
  • Pedunculus cerebellaris medius: afferente Bahnen zum Pons
  • Pedunculus cerebellaris inferior: afferente Bahnen zur Medulla oblongata
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Quelle: verändert nach Gray, Henry (1918). „Grays Anatomy of the Human Body“, 20. Edition. von bartleby.com

Weitere anatomische Strukturen stellen die kleinen, bohnenförmigen Tonsillen dar, die kaudal das Cerebellum abschließen. Sie liegen sehr nahe des Fora magnum und umgeben die Medulla oblongata.

Erhöht sich durch äußere Einwirkungen der Hirndruck, kann es vorkommen, dass die Kleinhirntonsillen auf Atem- und Kreislaufzentrum im verlängerten Mark drücken. Diese „untere Einklemmung“ ist lebensgefährlich.

Im Horizontalschnitt (nicht dargestellt) fällt auf, dass nicht nur die Rinde aus grauer Substanz besteht. Auch die vier Kleinhirnkerne sind grau und enthalten multipolare Neurone.

Kleinhirnkerne zugehörige Bahnen
Ncl. dentatus

  • größter Kern (2cm Durchmesser)
  • afferent: Axone der Purkinje-Zellen des Pontocerebellums
  • efferent: durch Pedunculus cerebellaris superior zu Nucleus ruber und Thalamus
Ncl. emboliformis

  • pfropfenförmig
  • deckelförmig über Ncl. dentatus
  • afferent: Axone der Purkinje-Zellen
Ncl. globosus

  • eiförmig
  • medial
  • afferent: Axone der Purkinje-Zellen
Ncl. fastigii

  • zweitgrößter Kern
  • seitlich der Medianlinie
  • afferent: Axone der Purkinje-Zellen
  • efferent: durch Pedunculus cerebellaris inferior zu den Vestibularkernen und der Formatio reticularis

Funktionell und evolutionär lassen sich drei Kleinhirnteile unterscheiden:

  • Vestibulocerebellum (auch Archicerebellum): ältester Kleinhirnteil mit Verbindungen zum Vestibularapparat des Innenohrs
  • Spinocerebellum (auch Palaeocerebellum): entspricht im Wesentlichen dem Vermis und erhält Afferenzen aus dem Rückenmark
  • Pontocerebellum (Neocerebellum): jüngster, aus beiden Hemisphären bestehender Kleinhirnteil mit Verbindungen zu den Brückenkernen

Funktion des Kleinhirns

Das Kleinhirn oder Cerebellum stellt die wichtigste Einheit für Bewegungsabläufe dar. Es …

… steuert die Körperhaltung und Stützmotorik,
… reguliert den Muskeltonus,
… moduliert die Blickmotorik,
… koordiniert Bewegungsbefehle des Großhirns.

Ausfälle des Kleinhirns zeigen sich in starken Bewegungsstörungen. Dabei kommt es nicht zum Erliegen oder gar einer Lähmung von Bewegungen. Lediglich die Steuerung und Koordination leidet. Dies hat folgenden Grund:

Motorische Fasersysteme (sowohl ab- als aufsteigend) sind über Kollateralen mit dem Kleinhirn verbunden. Wie bei einem Parallelstromkreis ist das Kleinhirn eine Art Bewegungsupgrade. Es hat keine direkten Verbindungen zu den Motoneuronen, sondern erhält Informationen vom Rückenmark über Lage und Muskeltonus, aus dem Gleichgewichtsorgan über die Auslenkung des Körpers in Bezug zur Erdachse und von der Großhirnrinde über motorische Efferenzen. Es kann lediglich korrigieren und verfeinern, aber nicht direkt eingreifen.

Ohne intakte Kleinhirnfunktionen kommt es zu Bewegungseinschränkungen, Tremor und koordinativen Störungen. Bewegungen können jedoch weiterhin ausgeführt werden.

Typische Symptome von Kleinhirndefiziten sind daher:

Symptome bei Störungen des Kleinhirns

Ataxie
  • mangelhafte Bewegungskoordination
  • sichtbar z.B. in Zeigefinger-Nase-Versuch oder im Versuch zum festen Stand („Standataxie“)
Asynergie
  • eingeschränktes Zusammenspiel verschiedener Muskeln
  • keine komplexen Bewegungsabläufe möglich
Intentionstremor
  • grobes Zittern bei Willkürbewegungen
  • Tremor nimmt mit Nähe des Ziels zu
Tonusveränderungen
  • hypotoner Muskelzustand
Nystagmus
  • Augenzittern“
  • rhythmische, schnelle Augenbewegungen
Dysdiadochokinese
  • antagonistische Bewegungen erfolgen nur stockend
  • schnelle Wiederholung solcher Bewegungen ist nicht möglich

Heutzutage weiß man, dass das Kleinhirn und seine Funktion nicht auf motorische Aspekte beschränkt sind. Auch im Rahmen des Kurzzeitgedächtnisses, des impliziten Lernens und der klassischen Konditionierung spielt es eine Rolle.


 

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