Sensortransduktion & zentrale Übertragung: Ein Überblick über die Neurophysiologie
Sensorische Neuronen wandeln Umweltreize in elektrische Signale um, die an das zentrale Nervensystem (ZNS) übertragen werden. Jede Modalität folgt einem spezialisierten Pfad.
Allgemeine Struktur sensorischer Neuronen
- Zellkörper: Im dorsalen Wurzelganglion (Spinalnerven) oder in Hirnnervenganglien (z. B. Trigeminus, Geniculate, Spiral).
- Peripherer Prozess (Dendrit): Spezialisierter Rezeptor-Ending (freie Nervenenden, gekapseltes Korpuskel oder spezialisierte Zelle).
- Zentraler Prozess (Axon): Tritt ins ZNS ein über die dorsale Wurzel (Spinal) oder Hirnstammkerne (Hirnnerven).
- Transduktion: Reiz → Rezeptorpotenzial → Aktionspotenzial, wenn Schwellenwert erreicht.
Modalitätsspezifische Pfade
Somatosensation (Berührung, Druck, Vibration, Propriozeption)
- Rezeptoren: Merkel-, Meissner-, Ruffini-, Pacini-Korpuschen; Muskelspindeln, Golgi-Sehnenorgane.
- Pfad: Dorsale Säule-Medialer Lemniskus (DCML) → gracile/cuneate Kerne → medialer Lemniskus → VPL Thalamus → Primärer somatosensorischer Kortex (Postzentralgyrus).
- Schmerz/Temperatur: Spinothalamischer Trakt (anterolateral) → VPL → Kortex.
Sehen
- Photorezeptoren: Stäbchen (skotopisch), Zapfen (photopisch, Farbe).
- Pfad: Retina → Sehnerv → Sehnervkreuzung → Sehnervenbahn → LGN Thalamus → Sehstrahlungen → Primärer visueller Kortex (Okzipitallappen).
Hören
- Haarzellen: Innen (Transduktion), außen (Verstärkung) im Organ von Corti.
- Pfad: Spirale Ganglion → Vestibulokochlearner Nerv (CN VIII) → Cochleärkerne → Superiorer Olivärer Komplex → Lateraler Lemniskus → Inferiorer Colliculus → MGN Thalamus → Primärer auditiver Kortex (Temporallappen).
Geschmack (Gustation)
- Geschmacksknospen: Typ II (süß, bitter, umami), Typ III (sauer, salzig).
- Pfad: Gesichtsnerv (CN VII, vorderer 2/3), Glossopharyngeus (CN IX, hinterer 1/3), Vagus (CN X, Epiglottis) → Nucleus tractus solitarii (NTS) → VPM Thalamus → Insulärer/operkulärer Kortex.
Riechen (Olfaktion)
- Olfaktorische Rezeptorneuronen: Bipolare Neuronen im olfaktorischen Epithel; Axone = CN I.
- Pfad: Olfaktorischer Bulbus → olfaktorischer Trakt → Piriformer Kortex, Amygdala, Entorhinaler Kortex (direkter limbischer Zugang – einzigartig unter den Sinnen).
Zentrale Verarbeitung
Thalamischer Relais (außer Olfaktion) → primärer sensorischer Kortex → Assoziationskortex → multimodale Integration → Wahrnehmung, Gedächtnis, Handlungsplanung.
Klinische Relevanz
Läsionslokalisierung: Peripherer Nerv → Wurzel → Trakt → Thalamus → Kortex. Jede Ebene produziert charakteristische Defizite (z. B. Dorsal-Säulen-Verlust = Propriozeption/Vibrationsverlust; Spinothalamischer Verlust = kontralateraler Schmerz/Temperaturverlust).
