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Lexikon der Neurowissenschaft: Rückenmark

Rückenmark s, Medulla spinalis, Abk. RM, E spinal cord, Teil des Nervensystems von Wirbeltieren einschließlich des Menschen; bildet zusammen mit dem Gehirn das Zentralnervensystem (Chordaten-Nervensystem; siehe Abb. 1 , siehe Abb. 2 ). Es liegt umgeben von den Rückenmarkshäuten im Innern der Wirbelsäule, im Wirbelkanal. Das Rückenmark des Menschen beginnt unterhalb des verlängerten Marks am Foramen magnum des Hinterhauptknochens. Beim Erwachsenen reicht das untere Ende des Rückenmarks, der Conus medullaris, nur bis zum 1. bis 2. Lendenwirbel, weil die Wirbelsäule ein stärkeres Längenwachstum aufweist als das Rückenmark. Unterhalb des 1. bis 2. Lendenwirbels befindet sich die Cauda equina. – Das Rückenmark besteht aus zwei symmetrischen Hälften, die über 31 Paare von Spinalnerven mit der Körperperipherie verbunden sind. Entsprechend der segmentalen Gliederung der Spinalnerven ist das Rückenmark in Segmente eingeteilt, die für die sensible und motorische Innervation der Versorgungsgebiete verantwortlich sind. Die Rückenmarkssegmente im Bereich der Halswirbelsäule, das Cervicalmark (Halsmark), entsenden die 8 Cervicalnerven (Halsnerven), ebenso das Thorakalmark die 12 Thorakalnerven, das Lumbalmark die 5 Lumbalnerven, das Sacralmark die 5 Sacralnerven, und vom Conus medullaris entspringt der eine Coccygealnerv (Steißbeinnerv; manche Tiere besitzen bis zu 3 davon). Die im Querschnitt schmetterlingsförmige graue Substanz ( siehe Abb. 2 , siehe Abb. 3 ) liegt um den – beim Menschen obliterierten – Zentralkanal. Sie ist in Hinterhorn und Vorderhorn und die Substantia intermedia centralis gegliedert. In der Längsausdehnung des Rückenmarks bilden das Hinterhorn die Columna posterior und das Vorderhorn die Columna anterior. Im Bereich des Thorakalmarks findet sich zusätzlich ein Seitenhorn. Weiter untergliedert wird in Rexed-Schichten, die von hinten (Rexed-Schicht I) nach vorne (Rexed-Schicht X) gerichtet sind, oder in Kernsäulen, die das Rückenmark in Längsrichtung durchziehen. Diesen Schichten bzw. Säulen sind verschiedene Nervenzellen zugeordnet. Prinzipiell werden drei Arten von Nervenzellen unterschieden: Interneurone, Motoneurone und Strangzellen. Interneurone des Rückenmarks sind lokale Schaltneurone, deren Axone innerhalb eines Segmentes verbleiben, sich in allen Schichten und Säulen finden und meist eine Hemmung bewirken. Motoneurone, die die Skelett-Muskulatur innervieren, befinden sich im Vorderhorn, die präganglionären Motoneurone des vegetativen Nervensystems im Seitenhorn. Strangzellen haben aufsteigende Projektionen (sind also Projektionsneurone), sie liegen in den Kerngebieten des Hinterhorns und der Substantia intermedia. Die graue Substanz wird von außen umgeben von der weißen Substanz des Rückenmarks. Zwischen den beiden Hinterhörnern befinden sich die Hinterstränge, zwischen Hinterhorn und Vorderhorn der Seitenstrang und medial vom Vorderhorn der Vorderstrang ( siehe Zusatzinfo ). Beide Rückenmarkshälften verbindet die Commissura alba, in der die Axone der Strangzellen zur Gegenseite kreuzen. – Unter morphofunktionellen Aspekten wird eine Unterteilung in Eigenapparat und Verbindungsapparat getroffen. Zum Eigenapparat (Rückenmarksbinnensystem) zählen alle Nervenzellen, die Verbindungen zur Peripherie herstellen, einschließlich der Interneurone. Der Eigenapparat ist fähig, selbständige Leistungen zu erbringen, ohne Einschaltung übergeordneter Abschnitte des ZNS. Eine charakteristische Leistung des Eigenapparats ist die unbewußte Reflexmotorik ( siehe Abb. 4 , siehe Abb. 5 ). Der Verbindungsapparat koppelt das Rückenmark mit dem Gehirn, zu ihm gehören die aufsteigenden und absteigenden Bahnen. Der Verbindungsapparat ist u.a. verantwortlich für die Willkürmotorik und die bewußte Wahrnehmung von Schmerz und Berührung. Chordaten-Nervensystem, Nervensystem.

C.N.



Rückenmark

Abb. 1: schematische Darstellung von Gehirn und Rückenmark des Menschen. Das Rückenmark wird in 5 Abschnitte unterteilt, nach denen die Segmente und zugehörigen Nerven bezeichnet und numeriert werden. Bei einer Querschnittsläsion hängen die beeinträchtigten Funktionen von der Höhe der Läsion ab.



Rückenmark

Abb. 2: Ausschnitt aus dem Rückenmark des Menschen (große Teile freigelegt)



Rückenmark

Abb. 3: mikroskopische Aufnahme eines kleinen Ausschnitts aus der zentralen grauen Substanz des Rückenmarks

Rückenmark

Im Vorderseitenstrangsystem verlaufen hauptsächlich die Afferenzen der Thermo- und Schmerzrezeptoren. Die afferenten Impulse des Kleinhirnseitenstrangs und des Hinterstrangs stammen in erster Linie von den Mechanorezeptoren der Haut, Muskeln und Gelenke. Während über den Kleinhirnseitenstrang die nicht ins Bewußtsein dringenden Informationen der Muskeltätigkeit geleitet werden, erhält das Gehirn über den Hinterstrang Meldungen über Druck, Berührungen, Vibrationen und Stellung der Gelenke, die bewußt wahrgenommen werden. Neben diesen Nervensträngen verlaufen im Rückenmark der Säuger noch die Fasern des pyramidalen (Pyramidenbahn) und des extrapyramidalen Systems, über die die Steuerung von Tonus und Motorik erfolgt. Außerdem enthält das Rückenmark die wichtigsten mehr oder weniger fest verschalteten Funktionsbausteine für die Steuerung der Tätigkeit von Skelettmuskeln und zum Teil der Eingeweide. Bei den im Rückenmark gelegenen Steuerzentren handelt es sich im Prinzip um halbautonome Servomechanismen – zu diesen zählen vor allem die Reflexe (z.B. Kniesehnenreflex, Atem- oder Schluckreflex) –, welche vom Gehirn angesteuert und in verschiedenen Kombinationen zu verschiedenen Funktionen zusammengeschaltet werden.



Rückenmark

Abb. 4: Rückenmarksquerschnitt mit Afferenzen und Efferenzen zum Arm. Ein Schmerzreiz (Flamme, heiße Herdplatte) aktiviert die schnelleitende Berührungsbahn (blau), die einen Ast in den Hinterstrang entsendet und einen weiteren in das Vorderhorn. Dieser aktiviert über erregende Interneurone (braun) Motoneurone, die eine Kontraktion der Beugemuskulatur bewirken, welche zum Wegziehen der Hand führt (Fremdreflex). Die langsamleitende Schmerzbahn (violett) endet im Hinterhorn. Die Axone des 2. Neurons der Schmerzbahn kreuzen in der Commissura alba zur Gegenseite und ziehen als Tractus spinothalamicus zum Diencephalon und weiter zur Großhirnrinde, wo die Wahrnehmung des Schmerzes erfolgt. Fasern aus vom Großhirn absteigenden Bahnen, wie z.B. die Pyramidenbahn (rot) können über hemmende Interneurone (grün) die Schmerzweiterleitung unterdrücken.



Rückenmark

Abb. 5: Rückenmarksquerschnitt mit Afferenzen und Efferenzen zur Oberschenkelmuskulatur.
Links: Bahnen des Kniesehnenreflexes und dessen Unterdrückung durch die Bahn der Willkürmotorik (Pyramidenbahn).
Rechts: Bahnen der Willkürbewegung und ihre Kontrolle durch zum Kleinhirn aufsteigende (Tractus spinocerebellaris dorsalis) und vom Kleinhirn absteigende Bahnen (Tractus vestibulospinalis).

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