Neurologische Grundlagen von Bewegung

1 Inhaltsverzeichnis

2 Einleitung

3 Nervenzelle, Muskel und Synapse
3.1 Die Nervenzelle
3.2 Die Synapse
3.3 Muskuläre Verarbeitung von Erregung

4 Das zentrale Nervensystem
4.1 Der Aufbau des zentralen Nervensystems
4.2 Einfluss des Rückenmarks auf Bewegungen
4.3 Einfluss des Hirnstammes auf Bewegungen
4.4 Einfluss des Kleinhirns auf Bewegungen
4.5 Einfluss des Zwischenhirns auf Bewegungen
4.6 Einfluss des Großhirns auf Bewegungen

5 Bewegungssteuerung und motorisches Lernen
5.1 Bewegungssteuerung
5.2 Motorisches Lernen

6 Abbildungsverzeichnis

7 Literaturverzeichnis

8 Internetrecherche

2 Einleitung

In der Hausarbeit „Neurologische Grundlagen von Bewegung“ werde ich die Voraussetzung für jede Art von sportlicher Aktivität darstellen. Doch zuerst möchte ich den Titel der Arbeit näher erläutern.

Unter Neurologie versteht man die „Wissenschaft von Aufbau und Funktion des Nervensystems“ (Drosdowski, 1974, S.493). Der zweite Begriff der noch zu definieren wäre ist Bewegung. Hier wollen wir uns mit der physikalischen Definition begnügen. Diese besagt, dass man unter Bewegung die Ortsveränderung eines Körpers mit der Zeit versteht (vgl. Baumann in Röthig, 1992, S.73). Also versuche ich in meiner Hausarbeit den derzeitigen Stand der wissenschaftlichen Forschung bezüglich des Einflusses des Nervensystems auf die Ortsveränderung des menschlichen Körpers bzw. Teile des menschlichen Körpers darzustellen.

Dazu werde ich im nächsten Kapitel die kleinste Einheit des Nervensystems, die Nervenzelle, beschreiben, sowie der Verbindung einer Nervenzelle mit Hilfe von Synapsen zu anderen Nerven- bzw. Muskelzellen. Im vierten Kapitel wird anschließend das zentrale Nervensystem behandelt. Dazu wird zuerst der Aufbau des zentralen Nervensystems (ZNS) beschrieben, sowie, darauf aufbauend, die Auswirkungen der einzelnen Bestandteile des ZNS auf menschliche Bewegungen. Im letzten Kapitel werde ich abschließend auf das Problem des Bewegungslernens, dem so genannten motorischen Lernen, eingehen, doch zuvor stelle ich noch den Ablauf der Bewegungssteuerung einer willkürlichen Bewegung dar.

3 Nervenzelle, Muskel und Synapse

3.1 Die Nervenzelle

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Die kleinsten Funktionseinheiten, aus denen das gesamte zentrale Nervensystem aufgebaut ist, sind die Nervenzellen, im allgemeinen Neuronen genannt. Ein Neuron besteht aus einem Zellkörper, dem Perikaryon oder Soma, vielen kurzen Fortsätzen, den so genannten Dentriten und einem langen Fortsatz, dem Neuriten oder Axon.

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Abb.1: Aufbau eines Neurons

Dort werden eingehende Signale (Erregungen und Hemmungen) von anderen Zellen verrechnet und ,nach dem Alles-oder-Nichts-Gesetz, über das Auslösen eines Aktionspotentials entschieden. Ein Aktionspotential wird entlang des Axons freigesetzt, sobald ein Schwellenwert erreicht bzw. überschritten ist. In diesem Falle kommt es zu einer Depolarisation, d.h. es kommt zu einem Ionenaustausch zwischen den Anionen (negativ geladene Teilchen) im Inneren der Zelle und den Kationen (positiv geladene Teilchen) des Außenmediums. Man spricht in diesem Zusammenhang von der Natrium-Kallium-Pumpe (vgl. Weineck, 2000, S.62-63).

Umgeben ist ein Neuron von Gliazellen, welche die Nervenzelle stützen und für die Ernährung zuständig sind. Dies ist notwendig, da Nervenzellen in keinem direkten Kontakt zu Blutkapillaren stehen. Des Weiteren umhüllen Gliazellen einige Fortsätze (Nervenphasern) des Neurons und isolieren diese. In diesem Zusammenhang spricht man von Schwann’schen Zellen. Der Bereich zwischen zwei Schwann’schen Zellen wird als Ranvier’scher Schnürring bezeichnet. Diese Zellen haben erheblichen Einfluss auf die Erregungsleitungs-geschwindigkeit. So kann eine Erregung von Schnürring zu Schnürring springen (saltatorische Erregungsleitung), weshalb die Länge und die Dicke des Schnürrings für die Geschwindigkeit eine Rolle spielen (je dicker desto besser wird die Nervenfaser isoliert, je länger der Schürring, desto schneller ist die saltatorische Reizleitung). Je nach Ausprägung ergeben sich Leitungsgeschwindigkeiten zwischen 0,5-2,5 m/s (etwa 9 km/h) und 70-120m/s (etwa 432 km/h) (vgl. Appell, 1996, S.103-105).

3.2 Die Synapse

Bis jetzt haben wir immer von der Erregung innerhalb einer Nervenzelle gesprochen, aber noch nicht darüber, wie die Erregung oder der elektrische Reiz von einer Nervenzelle zur nächsten

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Abb.2: Kommunikation zweier Neuronen

elektrischer Reiz in einen chemischen und wieder in einen elektrischen Reiz umgewandelt wird. In der präsynaptischen

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Abb.3: Synaptische Reizübertragung

das Acetylcholin mit den Rezeptoren des postsynaptischen Membrans in Kontakt, der daraufhin seine Durchlässigkeit verändert. Es folgt ein Einströmen von Natriumionen (positive Ladung) in die Zelle und ein Austritt von Kaliumionen (negative Ladung). Dies hat eine Depolarisation des postsynaptischen Elements zur Folge, ein neuer elektrischer Reiz ist entstanden. Nach einigen Millisekunden spaltet das Enzym Cholinesterase im synaptischen Spalt das Acetylcholin in zwei unwirksame Bestandteile, die anschließend vom präsynaptischen Element aufgenommen werden. In den Vesikeln erfolgt die Resynthese zu Acetylcholin (vgl. Badtke, 1995, S.89-90).

3.3 Muskuläre Verarbeitung von Erregung

Nachdem wir nun wissen, wie die Reizübertragung funktioniert, soll als nächstes die Umsetzung des Reizes in Bewegung, gleich-zusetzen mit Muskelaktivität, beleuchtet werden. Bevor das Axon endet, teilt es sich in mehrere kleine Äste auf, welche über Synapsen in Kontakt zu verschiedenen Muskelfasern stehen. Dieses Areal nennt man motorische Endplatte. Ist der Reiz stark genug, wird bei der Muskelfaser, auch nach dem Alles-oder-Nichts-Gesetz, die Muskelkontraktion ausgelöst. Je nach Aufgabe des Muskels sind dabei unterschiedlich viele Muskelfasern an ein Axon angeschlossen.

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