Nucleus caudatus

Der Nucleus caudatus wird durch die Capsula interna vom lateral liegenden Putamen abgegrenzt. Das Kerngebiet lässt sich makroskopisch in drei Abschnitte unterteilen:

• Caput nuclei caudati: Der kolbenförmige Kaudatuskopf bildet die laterale Wand des Vorderhorns des Seitenventrikels.
• Corpus nuclei caudati: Der Kaudatuskörper bildet die laterale Wand des Pars centralis des Seitenventrikels.
• Cauda nuclei caudati: Der Kaudatusschwanz verläuft in der dorsolateralen Wand des Seitenventrikels und bildet das Dach des Unterhorns der Seitenventrikel.

Frontalschnitt Kopf

Der Nucleus caudatus wird durch perforierende Äste der Arteria cerebri anterior, der Arteria cerebri media und der Arteria choroidea anterior versorgt. Die Versorgungsgebiete lassen sich vereinfacht folgendermaßen zuordnen:

• Caput nuclei caudati: durch die Arteria recurrens Heubner aus der Arteria cerebri anterior, insbesondere im anteroinferioren Bereich, sowie durch die Arteriae lenticulostriatae aus der Arteria cerebri media
• Corpus nuclei caudati: überwiegend durch die Arteriae lenticulostriatae aus der Arteria cerebri media
• Cauda nuclei caudati: durch Äste der Arteria choroidea anterior

Die genaue Ausdehnung der Versorgungsgebiete unterliegt individuellen Variationen.

Der Nucleus caudatus ist als Teil des Striatums in die Basalganglienschleifen eingebunden. Seine Verschaltungen dienen u.a. der Verarbeitung kognitiver und okulomotorischer Informationen sowie der Auswahl zielgerichteter Handlungen.

Der Nucleus caudatus erhält vor allem:

• exzitatorische, glutamaterge Projektionen aus dem Kortex, insbesondere aus dem präfrontalen Kortex und anderen Assoziationsarealen
• exzitatorische, glutamaterge Projektionen aus den intralaminären Thalamuskernen
• modulierende, dopaminerge Projektionen aus der Pars compacta der Substantia nigra im Rahmen der nigrostriatalen Bahn

Die wichtigsten Projektionsneurone des Nucleus caudatus sind GABAerge mittelgroße dornentragende Nervenzellen. Ihre überwiegend inhibitorischen Axone verlaufen in zwei Hauptwegen:

• Direkter Weg: Projektion zum inneren Segment des Globus pallidus und zur Pars reticulata der Substantia nigra. Die Inhibition dieser Ausgangskerne vermindert deren hemmenden Einfluss auf den Thalamus und erleichtert dadurch die Aktivierung ausgewählter kortikaler Handlungsmuster.
• Indirekter Weg: Projektion zum äußeren Segment des Globus pallidus. Über den Nucleus subthalamicus und die Ausgangskerne der Basalganglien wird der hemmende Einfluss auf den Thalamus verstärkt, wodurch konkurrierende Handlungsmuster unterdrückt werden können.

Über thalamokortikale Projektionen werden die Informationen an den Kortex zurückgeführt. Dopamin moduliert beide Wege vorwiegend über D1- bzw. D2-Rezeptoren.

Der Nucleus caudatus ist an motorischen und kognitiven Prozessen beteiligt. Über seine Einbindung in die Basalganglienschleifen trägt er zur Planung und Auswahl zielgerichteter Handlungen bei. Dabei werden mögliche Handlungen anhand ihrer erwarteten Folgen bewertet und geeignete Handlungsmuster bevorzugt.

Eine wichtige Funktion ist das Erlernen von Zusammenhängen zwischen Handlungen und ihren Ergebnissen. Dies ermöglicht, das Verhalten an veränderte Bedingungen anzupassen, z.B. wenn eine zuvor erfolgreiche Handlung nicht mehr zum gewünschten Ergebnis führt. Der Nucleus caudatus unterstützt damit die flexible Verhaltenssteuerung und die Auswahl geeigneter Teilziele.

Als Bestandteil belohnungsverarbeitender Netzwerke trägt der Nucleus caudatus dazu bei, Informationen über erwartete und erhaltene Belohnungen für die Handlungsauswahl zu nutzen. Die dopaminerge Modulation durch die Substantia nigra spielt dabei eine wichtige Rolle.

Über seine Verbindungen mit präfrontalen und okulomotorischen Kortexarealen wirkt er auch an der Steuerung willkürlicher Sakkaden mit.

Der Nucleus caudatus spielt eine Rolle bei einer Vielzahl von Erkrankungen, z.B.:

• Parkinson-Syndrom
• Chorea Huntington
• Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung (ADHS)