2. Methoden der Biologischen Psychologie Flashcards
CT =
Computer Tomography - nichtinvasiv, Röntgenstrahlung
- Bild verbessert seit 70er
- Summationsmethode
→ Backprojection (Bilder rekombiniert → höchste Dichte) Beispiele: Ödem, Blutung, Gliom, Kalkablagerung
SPECT =
Single Photon Emission Computed Tomopgraphy
- radioaktive Substanzen
- 40er: Arbeit mit radioaktiven Substanzen
- 1977 Kamera f. Feststellen d. Richtung d. Stärke → Stoffwechselprozesse erkennbar
- zentrales Element d. Gamma-Kamera → Collimatar
- Detektorkristalle erzeugen sichtbares Licht → Strom
- Vorteil: kostengünstiger als PET
Gehirn und Verhalten als unabhängige und abhängige Variablen
Je nach methodischem Zugang konzentriert sich die Biologische Psychologie mehr auf die anatomischen Orte (Hirnstrukturen) oder auf die Dynamik von Hirnprozessen.
- Biolog. Ps. + Neurops: physiologisches Substrat als UV, Verhalten als AV
z.B. Läsion/Stimulation d. Nervengewebes im Tierversuch
- Psychophysiologie: physiolog. Substrat als AV, Verhalten als UV
z.B. Registrierung hirnelektrischer/magnetischer Prozesse bei Verhalten im
Humanversuch
- Neuropsychologie steht zw. Methoden : Verhaltens-, Denkstörungen nach Läsionen
Forschungsstrategien der Biologischen Psychologie
● Die Herstellung kausaler Beziehungen zwischen Gehirn, Körper und Verhalten erfordert die simultane Erfassung und Beeinflussung von physiologischen und psychologischen Variablen.
Elektro- und Magnetoenzephalogramm
Oszillationen des Gehirns
● EEG und MEG wozu?
erlauben präzise Zeitmessung mentaler Prozesse. Wenn von der Schädeloberfläche abgeleitet, ist ihre örtliche Auflösung weniger gut als bildgebende Verfahren. Von der Hirnoberfläche abgeleitet, ergibt sich eine bessere Orts- und Zeitauflösung neuroelektrischer Vorgänge.
EEG und MEG Eigenschaften
- extrem hohe zeitl. Auflösung bei limitierter räuml. Auflösung
- kein Strom, kein Magnet, nur registriert
- Elektroden werden nach Schema gesetzt
- Legierungen z. Abschirmen externer Magneten
- MEG: zum Runterkühlen d. Sensoren → Helium
EEG erfasst vor allem?
extrazelluläre Volumenströme
→ als Folge intrazellulärer Massenaktivität von Neuronenpopulationen)
→ Hauptanteil d. EEG-Signals: simultane Aktivität tausender Dendritenbäume
→ Volumenströme als Folge intrazellulärer Massenaktivitität v. Neuronenpopulationen MEG erfasst v.a. tangential z. Kopfoberfläche orientierte intrazelluläre Stromflüsse
Das EEG weist Oszillationen von …. bis ca. ….Hz auf, die ?
Das EEG weist Oszillationen von 0 bis ca. 100 Hz auf, die im Allgemeinen mit zunehmender Wachheit schneller werden.
EEG und MEG
Alpha und Beta Rhythmus
Alpha-Rhythmus (8-13Hz): sinusförmig, im Wachzustand geringer visueller Aufmerksamkeit (okzipitoparietal)
→ bei visueller Konzentration wird er blockiert (Alpha-Block) und geht meistens in Beta-
EEG und MEG
Theta, Delta und Gammawellen
Tiefschlaf o. pathologische Veränderungen → Theta-(4-8 Hz)/Delta-Wellen (<4 Hz)
- Gamma-Wellen: Frequenzen ü. 30 Hz, extrem kleine Amplituden
Elektrokortikogramm
● Das ECoG weist 3- bis 10-mal höhere Amplituden auf als das EEG → Makroelektroden
Physiologische Grundlagen von Hirnoszillationen
● Die elektrische Aktivität des Gehirns oszilliert in unterschiedlich großen neuronalen Netzen. Die Geordnetheit der Oszillationen im EEG z. B. resultiert aus ihren synchronen (gleichzeitigen) Feuereigenschaften.
→ hohe Frequenzen = räuml. wenig ausgedehnte Oszillatoren
→ langsame = weit ausgedehnte
● Oszillatoren sollen neuronale Plastizität & Gedächtnis garantieren
● Das EEG entsteht v. a. aus exzitatorischen postsynaptischen Potenzialen. Der Ort der EEG-
und MEG-Entstehung ist in den apikalen Dendriten von Schicht 1 und 2 zu suchen, wo die
meisten unspezifischen Afferenzen und intrakortikalen Fasern enden.
● Die Hirnrinde kann elektrisch als Dipol beschrieben werden mit umgekehrter Polarisierung
zwischen oberen und unteren Schichten. Der negative Pol wird als Senke, der positive als
Quelle bezeichnet.
● Viele benachbarte kortikale Dipole müssen sich summieren, um im EEG sichtbar zu werden.
Kugelförmige Zellorientierungen erzeugen keine registrierbaren Potenziale.
Magnetoenzephalographie
● Das MEG misst radiale Dipole, das bedeutet, dass v. a. elektrische Aktivität aus den Furchen
(Sulci) des Kortex widerstandslos registriert werden.
- jede Bewegung elektrischer Ladungen ruft Magnetfeld hervor → messen mit
SQUIDS (superconducting quantum interference device)
- hauptsächlich horizontal und radial z. Schädeldecke gelegene elektrische Ströme
(tangentiale Dipole)
- EEG entspringt dagegen meist aus vertikalen kortikalen Säulen
- EEG v.a. Gyri, EG v.a. Sulci
- MEG als nichtinvasives Verfahren höchste örtl. & zeitl. Auflösung!
● Durch Überlagerung von Kernspintomographie und MEG-Aktivitätsquellen können die Entstehungsorte eines MEG-Feldes millimetergenau angegeben werden.
Rhythmen und Synchronisation
● Der Thalamus synchronisiert die kortikalen Oszillationen in den unteren Frequenzbereichen (bis ca. 30 Hz) und bewirkt damit die Summation von vielen postsynaptischen Potenzialen
● Langsame Frequenzen des EEG/MEG werden durch postinhibitorische Entladungen thalamokortikaler Neuronen erzeugt.
Auswertung und Interpretation von EEG/MEG
● Nach der Filterung und Digitalisierung des EEG-/MEG-Signals wird eine Fourier-Analyse zur Bestimmung des Frequenzspektrums durchgeführt.
→ Analyse führt zu Leistungsspektren (power spectrum) des EEGs
● Mit Hilfe nicht-linearer Auswertungsverfahren lässt sich das EEG/MEG auch als Abfolge unterschiedlich komplexer Hirnzustände darstellen → z.B. durch Chaos-Hirnkarten (intelligente Personen höhere Komplexität d. hirnelektrischen Vorgänge)
● Die Geordnetheit (Komplexität) st ein wichtiger quantitativer Kennwert des EEG, der auch in der klinischen Diagnostik zur Vorhersage von epileptischen Anfällen genutzt wird.
- Aufgaben des EEG: Diagnose v. Anfallsleiden (!), Bestimmung d. zerebralen Todes, Abschätzung v. Vergiftungen auf Hirntätigkeit, in Anästhesie z. Einschätzung d. Narkosetiefe
- weniger: Diagnose v. neurologischen Ausfällen nach Läsionen, Lokalisation v. Tumoren (dafür bildgebende Verfahren)
