Fuse, Ein Japaner im Gehirn, den nun wirklich keiner kennt… Erstaunlich genug, dass man über ihn einiges in Erfahrung bringen kann…

Sein „Kern“ wird im Prinzip immer mit Kölliker in einem Zusammenhang genannt… Ohne ihn könnten wir nicht atmen…

46 Fuse -> s. Kölliker-Fuse Nucleus (KFN)

Übersetzung: jols…

Der Kölliker-Fuse-Kern (KFN) gehört zu den parabrachialen Kernen (parabrachialer Komplex), einer Kerngruppe im dorso-lateralen Pons, die den oberen KH-Schenkel (brachium conjunctivum) umgibt. Die parabrachialen Kerne bilden einen schmalen Streifen grauer Materie um den Pedunkel (KH-Stiel). Man unterscheidet einen medialen und einen lateralen parabrachialen Kern. Mittlerweile unterscheidet man ein Dutzend Unterkerne, darunter auch den KFN (Nuc subparabrachialis).

Der KFN gilt als „pneumotaxisches Zentrum“ (pontines Respirationszentrum“, engl. pontine respiratory group).“ Als Teil des parabrachialen (PB) Komplexes enthält der KFN glutamaterge Neuronen, die auf atmungsbezogene Ziele in der Medulla (MO) und im Rückenmark (RM) projizieren (eine perfekte automatische Übersetzung…).

Im menschlichen Gehirn dünnt das Wachstum des oberen Kleinhirnschenkels die parabrachialen Kerne aus, die einen dünnen Streifen grauer Materie über den größten Teil des Schenkels bilden.

Die parabrachialen Kerne werden typischerweise nach den von Baxter und Olszewski beim Menschen vorgeschlagenen Grenzlinien in einen medialen parabrachialen Kern und einen lateralen parabrachialen Kern unterteilt. Diese wiederum wurden in ein Dutzend Subnuklei unterteilt: die superioren, dorsalen, ventralen, inneren, äußeren und extremen lateralen Subnuklei; den seitlichen Halbmond und subparabrachialen Kern (Kolliker-Fuse-Kern) entlang des ventrolateralen Rands des lateralen parabrachialen Komplexes; und die medialen und externen medialen Subnuclei…

Auch der KFN steht im Interesse der aktuellen Neuroforschung, wie folgende Arbeit zeigt:

J Comp Neurol. 2017 Jun 1;525(8):1844-1860. doi: 10.1002/cne.24164. Epub 2017 Mar 14.

Kölliker-Fuse GABAergic and glutamatergic neurons project to distinct targets

(Kölliker-Fuse GABAerge und glutamaterge Neuronen projizieren zu verschiedenen Zielen)

Geerling JC1,2,3, Yokota S1,4, Rukhadze I1,2,5,6, Roe D1, Chamberlin NL1,

Der Kölliker-Fuse-Kern (KFN) ist vor allem für seine Atmungsfunktion als „Pneumotaxic-Zentrum“ oder „Pontine-Atemgruppe“ bekannt. Als Teil des parabrachialen (PB) Komplexes enthält der KFN glutamaterge Neuronen, die auf atmungsbezogene Ziele in der Medulla und im Rückenmark projizieren (Yokota, Oka, Tsumori, Nakamura, & Yasui, 2007). Hier beschreiben wir eine unerwartete Population von Neuronen im kaudalen KFN und angrenzenden lateralen Halbmondsubnukleus (PBlc), die „GABAerg“ sind und ein völlig anderes Projektionsmuster aufweisen als glutamaterge KF-Neuronen.

Immunfluoreszenz, In-situ-Hybridisierung, und Cre-Reporter-Etikettierung ergaben, dass viele dieser GABAergen Neuronen FoxP2 bei Ratten und Mäusen exprimieren. Als nächstes identifizierten wir mit der Cre-abhängigen axonalen Tracing-Methode in Vgat-IRES-Cre und Vglut2-IRES-Cre Mäusen verschiedene Projektionsmuster von GABAergen und glutamatergen Neuronen in dieser Region. GABAerge Neuronen in KF und PBlc projizieren stark und fast ausschließlich auf trigeminale sensorische Kerne, nur minimal auf kardiorespiratorische Kerne im Hirnstamm und überhaupt nicht ins Rückenmark.

Im Gegensatz dazu projizieren glutamaterge KF-Neuronen stark auf die autonomen, respiratorischen und motorischen Regionen der Medulla und des Rückenmarks, die zuvor als efferente Ziele identifiziert wurden, die KF kardiorespiratische Effekte vermitteln.

Diese Ergebnisse identifizieren eine neuartige, GABAerge Subpopulation von KF/PB-Neuronen mit einem ausgeprägten efferenten Projektionsmuster, das auf das trigeminale Sensorsystem des Hirnstamms abzielt. Wir schlagen vor, dass diese Neuronen – anstatt die Atmung zu regulieren – die vibrissale (Vibrissen, auch Sinus-, Fühl-, Tast- oder Schnurrhaare genannt, wiki) sensorimotorische Funktion beeinflussen. © 2017 Wiley Periodicals, Inc.

Komponenten

Die wichtigsten parabrachialen Kerne sind der mediale, der laterale und der subparabrachiale Kern.

Der mediale parabrachiale Kern ist einer der drei Hauptkerne im parabrachialen Bereich an der Kreuzung von Mittelhirn und Pons. Er leitet Informationen aus dem Geschmacksbereich des Nuc solitarius an den ventralen postero-medialen Kern des Thalamus weiter.

Der laterale parabrachiale Kern gehört ebenfalls zu den drei wichtigsten parabrachialen Kernen und befindet sich auch an der Kreuzung von Mittelhirn und Pons. Er empfängt Informationen aus dem kaudalen Tractus solitarius und überträgt Signale hauptsächlich an den medialen Hypothalamus, aber auch an den lateralen Hypothalamus und an viele der Kerne, die vom medialen parabrachialen Kern adressiert werden.

Der subparabrachiale Kern (Kölliker-Fuse-Kern oder auch diffuser retikulärer Kern) ist einer der drei parabrachialen Kerne zwischen Mittelhirn und Pons. Der subparabrachiale Kern reguliert die Atemfrequenz. Er empfängt Signale aus dem kaudalen, kardio-respiratorischen Teil des Nuc solitarius und sendet Signale an die untere MO, das RM, die Amygdala und den lateralen Hypothalamus.

Die parabrachialen Kerne erhalten viszerale afferente Informationen aus einer Vielzahl von Quellen im Hirnstamm, einschließlich viel Input aus dem Nucleus solitarius, der Geschmacksinformationen und Informationen aus dem Rest des Körpers. Die äußeren, dorsalen, inneren und oberen lateralen Subnuclei erhalten auch Zuflüsse aus dem spinalen und trigeminalen Hinterhorn, das sich hauptsächlich mit Schmerzen und anderen viszeralen Empfindungen befasst.

Die Ausgänge des parabrachialen Kerns stammen von bestimmten Subnuklei und adressieren Frontalhirnregionen, die an der autonomen Regulierung beteiligt sind, einschließlich des lateralen hypothalamischen Bereichs, der ventromedialen, dorsomedialen und arcuaten hypothalamischen Kernen, der medialen und lateralen präoptischen Kerne, die substantia innominata, die ventro-posterioren parvizellulären und intralaminaren Thalamuskerne, dem zentralen Kern der Amygdala, und den insularen und infralimbischen Kortex. Der subparabrachiale Kern und der laterale Halbmond senden Efferenzen an den Kern des Solitärtraktes, die ventrolaterale Medulla und das Rückenmark, wo sie auf viele Atem- und autonome Zellgruppen abzielen. Viele dieser Hirnstamm- und Frontalhirnbereiche senden Efferenzen auch an den parabrachialen Kern zurück.

Funktion

Dieser Abschnitt muss erweitert werden. Sie können helfen, indem Sie es hinzufügen. (April 2016)

Erregung (s.a. Aufsteigendes Retikuläres Aktivierungssystem, ARAS)

Viele Teilmengen von Neuronen im parabrachialen Komplex, die auf bestimmte Frontalhirn- oder Hirnstammzellgruppen abzielen, enthalten spezifische Neuropeptide und scheinen unterschiedliche Funktionen auszuüben. Beispielsweise scheint eine Population von Neuronen im äußeren lateralen parabrachialen Subnukleus, die den Neurotransmitter Calcitonin-Gen-bezogenes Peptid (CGRP) enthalten, entscheidend für die Weitergabe von Informationen über Hypoxie oder Hyperkapnie zu sein (z. B. bei Schlafapnoe) an Frontalhirnregionen, um das Gehirn aufzuwecken und Asphyxie zu verhindern.

Jüngste Daten deuten darauf hin, dass glutamaterge Neuronen in den medialen und lateralen parabrachialen Kernen, zusammen mit glutamatergen Neuronen im pedunkulo-pontinen Haubenkern, eine kritische Region im Hirnstamm zur Herstellung eines Wachzustandes darstellen.  Läsionen dieser Neuronen verursachen irreversibles Koma.

Blutzuckerkontrolle

Andere Neuronen im oberen lateralen parabrachialen Kern, die Cholecystokinin enthalten, sollen Hypoglykämie verhindern.

Thermoregulation

Andere Neuronen im dorsalen lateralen parabrachialen Kern, die Dynorphin enthalten, spüren die Hauttemperatur von spinalen Afferenzen auf und senden diese Informationen an Neuronen im präoptischen Bereich, die an der Thermoregulation beteiligt sind. Eine Studie aus dem Jahr 2017 hat gezeigt, dass diese Informationen, die das thermoregulierende Verhalten bestimmen, eher durch den lateralen parabrachialen Kern laufen als durch den Thalamus.

Schmecken

Parabrachiale Neuronen bei Nagetieren, die Geschmacksinformationen an den ventro-posterioren parvozellulären (Geschmacks-)Kern des Thalamus weiterleiten, sind hauptsächlich CGRP-Neuronen im externen medialen parabrachialen Kern und projizieren überwiegend kontralateral, sowie eine  kleinere Anzahl im ventralen Lateralkern, die hauptsächlich ipsilateral projizieren.

Neuronen, die das Gefühl von Juckreiz vermitteln, verbinden sich mit dem parabrachialen Kern über glutamaterge spinale Pojektionnseuronen. Dieser Weg löst Kratzer bei Mäusen aus.

Lust

Der parabrachiale Kern leitet Sättigungsgefühl und schmerzbedingte Signale an höhere Hirnregionen weiter; wenn gehemmt, kann dies „gefälltmir“ Antworten auf bestimmte angenehme Reize, wie süßen Geschmack produzieren.

Quellen, Werke, Veröffentlichungen

Olszewski, J (1954). Cytoarchitecture of the Human Brainstem. Lippincott

Olszewski and Baxter’s Cytoarchitecture of the Human Brainstem (Englisch), 2013

von Büttner-Ennever, Horn (Herausgeber)

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Mu, Di; Deng, Juan; Liu, Ke-Fei; Wu, Zhen-Yu; Shi, Yu-Feng; Guo, Wei-Min; Mao, Qun-Quan; Liu, Xing-Jun; Li, Hui; Sun, Yan-Gang (17 August 2017). „A central neural circuit for itch sensation“. Science. 357 (6352): 695–699. doi:10.1126/science.aaf4918.

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Im präfrontalen Kortex deuten neuere Hinweise darauf hin, dass der OFC- und die Inselrinde jeweils ihre eigenen Hot Spot haben (Brennpunkte)… (D.C. Castro et al., Soc. Neurosci., abstract).

In bestimmten Subregionen jedes Gebiets scheinen opioidstimulierende oder orexinstimulierende Mikroinjektionen die Anzahl der „gefälltmir“-Reaktionen zu erhöhen, die durch Süße ausgelöst werden, ähnlich wie die NAc- und VP-Hotspots. Der erfolgreiche Nachweis hedonischer Hot Spots im OFC oder der Insel wäre wichtig und möglicherweise relevant für die zuvor erwähnte orbitofrontale medio-anteriore Region, die insbesondere die subjektive Lust an Lebensmitteln beim Menschen nachverfolgt (Georgiadis et al., 2012; Kringelbach, 2005; Kringelbach et al., 2003; Small et al., 2001; Veldhuizen et al., 2010).

Schließlich scheint im Hirnstamm auch eine Region in der Nähe des parabrachialen Kerns der dorsalen Pons in der Lage zu sein, zum hedonischen Funktionsgewinn beitragen zu können (Söderpalm und Berridge, 2000).

Ein Hirnstamm-Mechanismus fürs Vergnügen mag für jeden, der den Hirnstamm als rein reflexiv betrachtet, überraschender erscheinen als ein frontaler Hotspot, aber der pontine („päpstliche) parabrachiale Kern“ (köstlich Microsoft…) trägt zu Geschmack, Schmerz und vielen viszeralen Empfindungen aus dem Körper bei und es wurde auch vermutet, dass er eine wichtige Rolle für die Motivation (Wu et al., 2012) und für menschliche Emotionen spielt (insbesondere im Zusammenhang mit der somatischen Markerhypothese) (Damasio, 2010).

Chronic stimulation of the Kölliker-Fuse nucleus region for relief of intractable pain in humans (Chronische Stimulation der Kölliker-Fuse-Kernregion zur Linderung hartnäckiger Schmerzen beim Menschen)

Ronald F. Young 1, Volker Tronnier 1 and Patricia C. Rinaldi 1

1 Division of Neurological Surgery, University of California, Irvine Medical Center, Orange, California

DOI: https://doi.org/10.3171/jns.1992.76.6.0979

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Zusammenfassung (Übersetzung jols…)

Chronische elektrische Stimulation der periventrikulären oder periaquäduktalen graue Substanzregionen und der thalamischen somatosensorischen Relaiskernen (ventralis postero-medialis und ventralis postero-lateralis) führt bei etwa 50% der Patienten mit unbeherrschbaren Schmerzen, refraktär zu anderen konservativen und/oder chirurgischen Maßnahmen, zu langfristiger Schmerzfreiheit.

 Um den Erfolg der elektrischen Stimulation zur Schmerzlinderung zu verbessern, wurden alternative Hirn- und Hirnstammziele gesucht. Eine Reihe von Laborstudien zeigte, dass der Kölliker-Fuse-Kern und die parabrachiale Region geeignete Alternativen zu den „klassischen“ Zielen sein können. Dieser Bericht beschreibt sechs Patienten mit hartnäckigen chronischen Schmerzen nozizeptiven oder zentralen Ursprungs, bei denen eine Elektrode stereotaktisch im Bereich des Kölliker-Fuse-Kerns implantiert wurde. KFN- Stimulation allein oder in Kombination mit Stimulation im periaquäduktalen/periventrikulären Grau oder den somatosensorischen Thalamus-Kernen sorgten bei drei der sechs Patienten für eine hervorragende Schmerzlinderung.

Cite this chapter as:
(2008) Topography of Spinal Cord, Brain Stem and Cerebellum. In: The Human Central Nervous System. Springer, Berlin, Heidelberg
DOI https://doi.org/10.1007/978-3-540-34686-9_6
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Biomedical and Life Sciences 2.

Gennosuke Fuse (布施 現之助)

(*24. Januar 1880 in Otaru, Hokkaidō; † 12. Dezember 1946)

war ein japanischer Anatom des 19./20. JH (Meiji Periode, 1868-1912).

Biographisches

Fuse machte seinen Abschluss an der Medizinischen Fakultät der Kaiserlichen Universität Tokio. Dann ging er in die Schweiz, und wurde Assistenzarzt an der Universität Zürich (1907-1911) bzw. von 1914-1916, wo er mit Constantin von Monakow (s.d.) arbeitete.

Werke & Veröffentlichungen

Fuse, Gennosuke: Das Ganglion ventrale und das Tuberculum acusticum bei einigen Säuglingen und beim Menschen In: Arbeiten aus dem Hirnanatomischen Institut in Zürich

Wiesbaden: Bergmann, 1913

Fischer I: Biographisches Lexikon der hervorragenden Ärzte der letzten fünfzig Jahre. Band 1 (Urban & Schwarzenberg, München-Berlin, 1962)

Satake Y.: Gennosuke Fuse; in memoriam (Tohoku J Exp Med. 63. 2-3: 103-8 (1956). PMID 13337853

NB: Die Wikipedia Software erkennt eine PMID-Nummer und verlinkt diese mit der Datenbank PubMed, ähnlich einer ISBN-Nummer für Bücher (Wikipedia: ISBN)..

Tomoyuki Ogawa: Gennosuke Fuse – A Great Master of Anatomy (Omnividens No. 22, 2007) PDF

SATAKE Y. PMID:     Gennosuke Fuse; in memoriam. 13337853     [Indexed for MEDLINE]  Tohoku J Exp Med. 1956 Feb 25;63(2-3):103-8.

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