5. Die Forschungsmethoden der Biopsychologie Flashcards
Welche Methoden basierend auf Röntgenstrahlen gibt es?
- Röntgenkontrastuntersuchung (spezifisch im Gehirn: cerebrale Angiographie)
- Computertomographie (CT)
Was ist cerebrale Aniographie?
- Röntgenkontrastuntersuchung
- Kontrastmittel bringt den Vorteil, Strukturen sichtbar zu machen, die sich sonst im Röntgenbild nicht unterscheiden würden
- Substanz wird in eine cerebrale Arterie infundiert
- nützlich für die Lokalisation vaskulärer Schädigungen
Was ist Computertomographie (CT)?
- Viele kleine Röntgenbilder mit dürftigen Informationen
- Computer setzt die Bilder zu einem horizontalen Schnitt durch das Gehirn zusammen
- Es gibt etwa 8-9 Durchgänge
- Die 8-9 Schnitte können zu einer dreidimensionalen Darstellung des Gehirns zusammengesetzt werden
Welche Methoden basierend auf Radioaktivität gibt es?
- Positronen-Emissions-Tomographie (PET)
Was ist Positionen-Emissions-Tomographie (PET)?
- injektion einer radioaktiven Flüssigkeit
- 30 Sekunden nach injektion können die da aktiven Bereiche des Gehrins aufgezeichnet werden
- Heute gibt es auch eine Kombi zwischen PET und MRT
Welche Methoden basierend auf Magnetfeldern gibt es?
- Magnetresonanztomographie (MRT)
- Funktionelle MRT (fMRT)
- Diffusions-Tensor-Bildgebung (DTI)
Was ist Magnetresonanztomographie (MRT)?
- hochauflösende Bilder -> deutlicher als beim CT
- Messung von Wellen im Radiofrequenzbereich, die Wasserstoffatome ausstralen, wenn sie in einem Magnetfeld erregt werden
- zusätzlich sind dreidimensionale Bilder möglich
Welche funktionellen Verfahren (Verfahren zur Abbildung der Gehirnaktivität) gibt es?
- PET
- fMRT
- DTI
Was ist funktionelle MRT (fMRT)
- Erzeugt Bilder, die eine Zunahme des Sauerstoffflusses im Blut darstellen
- Aktive Gehirnregionen haben meist mehr Sauerstoff i Blut
- Sauerstoffhaltiges Blut hat magnetische Eigenschaften, weswegen MRT hier gut funktioniert.
Was sind die Vorteile von fMRT gegenüber PET?
- Es muss nichts injiziert werden
- Liefert strukturelle UND funktionelle Informationen
- bessere räumliche Auflösung
- es können dreidimensionale Bilder der Aktivität im gesamten Gehirn erzeugt werden
Welche strukturellen Verfahren (Verfahren zur Abbildung der Gehirnstruktur) gibt es?
- Röntgenkontrastuntersuchung
- Computertomographie (CT)
- MRT UND fMRT
Was ist Diffusions-Tensor-Bildgebung (DTI)?
- Variation der MRT
- zur Identifikation des Diffusionsverhaltens von Wassermolekülen
- Dadurch können die wichtigsten Nervenbahnen im Gehirn dargestellt werden
Was ist das Problem der funktionellen Verfahren?
Korrelation ist nicht Kausalität: Gehirnaktivität kann mit kognitiver Aktivität in Verbindung gebracht werden, aber man weiss nicht, ob sie in einem kausalen Zusammenhang stehen.
Wie kann das Problem der kausalen Zusammenhänge bei Bildgebenden Verfahren umgangen werden?
Mithilfe von
* Transkranieller Magnetstimulation (TMS)
* Transkranieller Gleihstromstimulation (tDCS)
Was ist transkranielle Magnetstimulation (TMS)?
Vorübergehende Ausschaltung bestimmter Cortexareale
Was ist transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS)?
Stimulation bestimmter Cortexareale durch elektrischen Strom -> führt vorübergehend zu mehr Aktivität in der Betroffenen Gehirnregion (tACS ist ähnlich)
Welche zwei Masse zur aufzeichnung psychophysiologischer Gehirnaktivität gibt es?
- Oberflächen-Elektroenzephalogramm (EEG)
- Magnetoenzephalographie (MEG)
Welche zwei Masse zur Aufzeichnung der Aktivität des somatischen Nervensystems gibt es?
- Muskelspannung (mit EMG - Elektromyographie)
- Augenbewegung (mit EOG Elektrookulogram)
Welche zwei Masse zur Aufzeichnung der Aktivität des autonomen Nervensystems gibt es?
- Hautleitfähigkeit (SCR, mithilfe von Messung von Schweissdrüsen)
- kardiovaskuläre Aktivität (mit Herzrate, arteriellem Blutdruck und lokalem Blutvolumen)
Was ist eine Elektroenzephalographie (EEG)?
- Elektroden in Cent-Münzengrösse werden auf der Kopfhaut angebracht
- Summe der elektrischen Ereignisse im und am ganzen Kopf wird gemessen
- nützlich, weil bestimmte EEG-Wellen mit bestimmten Bewustseinszuständen oder cerebralen Pathologien assoziiert sind (z.B. Epilepsie)
- Misst hauptsächlich Aktivität aus den Windungsoberflächen im Gehirn (im Gegensatz zu MEG)
Was ist Magnetoenzzephalographie (MEG)?
- Misst Veränderungen von Magnetfeldern auf der Oberfläche der Kopfhaut mit hochempfindlichen Detektoren
- ähnlicher Nutzen wie EEG
- Misst vorwiegend aktivität in den Furchen des Gehirns (im Gegensatz zum EEG)
Was sind die Vorteil von MEG gegenüber EEG?
- bessere räumliche Auflösung
- Aufzeichnung der Gehirnaktivität ohne Elektrodenkontakt, also z.B. auch beim Fötus möglich
- noch besser ist eine Kombination von EEG und MEG
Warum ist die Hautleitungsfähigkeit ein interessantes Mass?
Weil emotionale gedanken mit erhöhter Leitfähigkeit der Haut einhergehen.
Welche invasiven physiologischen Forschungsmethoden gibt es?
- Läsionsmethoden
- elektrische Stimulationsmethoden
- invasive Ableitungsmethoden
Was ist stereotaktische Chirurgie?
Eine Methode, um experimentelle Hilfsmittel präzise innerhalb des Gehirns zu positionieren. (Mithilfe von Atlas (Karte) und Apparat (Werkzeug))
Was sind Läsionsmethoden und welche gibt es?
Sie entfernen, beschädigen oder inaktivieren einen Teil des Gehirns:
* Aspirationsläsionen (Absaugung von Gewebe)
* Radiofrequenzläsionen (Durch Strom erzeugte Hitze zerstört das Gewebe)
* Transsektionen (Durchtrennung von Weiterleitungen)
* Reversible Läsionen (zeitweise unterbindung durch Abkühlung oder Lokalanästhesie)
Was ist elektrische Stimulation?
- Elektrische Gehirnstimulation über eine bipolare Elektrode
- Führt zu unmittelbarem Anstieg der Feuerrate von neuronen in der Nähe der Spitze der Elektrode
Welche vier elektrophysiologischen Ableitungsmethoden gibt es?
- Intrazelluläre Zellableitung
- Extrazelluläre Zellableitung
- Summenableitungen
- Invasive EEG-Ableitung
Was ist Intrazelluläre Zellableitung?
- Spitze einer Mikroelektrode wird im inneren eines Neurons positioniert
- Aufzeichnung des Membranpotenzials, während ein Neuron feuert
Was ist extrazelluläre Zellableitung?
- Spitze einer Mikroelektrode wird in der extrazellulären Flüssigkeit in der Nähe eines Neurons positioniert
- Aufzeichnung der elektirschen Störung, wenn ein Neuron feuert
Was ist Summenableitung?
- Spitze einer kleinen Elektrode misst
- Aufzeichnung von Aktionspotenzialen von vielen angrenzenden Neuronen
Was ist Invasive EEG-Ableitung?
- Grosse EEG-Elektrode wird implantiert
- Aufzeichnung allgemeiner Veränderungen in der elektrischen Gehirnaktivität
Welche pharmakologischen Forschungsmethoden gibt es?
- Applikation pharmakologischer Substanzen (gefüttert, injiziert in Magen oder unter die Haut, oder durch eine Kanüle)
- Selektive chemische Läsionen (Neurotoxine, welche nur selektiv Neuronen zerstören)
- Messung der chemischen Aktivität des Gehirns (mit 2-Desoxyglukose-Technik und Cerebraler Dialyse)
- Lokalisierung von Neurotransmittern und Rezeptoren im Gehirn (mit Immunocytochemie und In-situ-Hybridisierung)
Welche Methoden der Gentechnik gibt es?
- Gen-Knockout und Genaustausch (Knockout=Organismen erzeugen, denen ein Gen fehlt, z.B durch Ausschaltung der Produktion eines Proteines)
- Fluoreszenz und leuchtende Neurone (mit GFP, grün fluoreszierendem Protein, von Quallen)
- Optogenetik (Erhöhung oder unterdrückung der neuronalen Aktivität durch Opsine)
Welche Methodengruppen zur Untersuchung des Nervensystems gibt es?
- Methoden zur Visualisierung (Bildgebende Verfahren)
- Aufzeichnung psychophysiologisher Aktivität
- Invasive Physiologische Forschungsmethoden
- Pharmakologische Forschungsmethoden
- Gentechnik
Wie läuft eine moderne neuropsychologische Untersuchung meistens ab?
- Standard-Tests zur allgemeinen Feststellung (z.B. WISC)
- Tests für spezifische neuropsychologische Funktionen, um Probleme aus 1 näher zu beschreiben (z.B. Gedächtnistests, Sprachtests, Frontalhirnfunktionen)
Warum wurde das Bilder-Subtraktionsverfahren entwickelt?
Weil im Gehirn während des Lösen einer spezifischen Aufgabe nicht nur die dazu verwendeten Bereiche aktiv sindm sondern auch andere Prozesse parallel laufen. Darum kann man nicht direkt von einer Aufgabe auf ein Gehirnbereich schliessen.
Was ist das Bilder-Subtraktionsverfahren?
Mehrere funktionelle Scans, die während der Durchführung mehrerer kognitiver Aufgaben aufgenommen wurden, werden miteinander verglichen und ein Differenzbild wird erstellt. In den Unterschieden lässt sich erkennen, welcher Bereich tatsächlich für die Aufgabe verantwortlich war.
Was ist der Default-Mode?
Gehirnaktivitäten die auftreten, wenn ein Mensch ruhig sitzt und seinen Gedanken freien Lauf lässt.
Was ist Rauschen?
Störung einer funktionellen Aufzeichnung durch zufällige zerebrale Vorgänge, z.B. ein plötzliches Hungergefühl oder eine Fliege, die auf dem Bildschirm sitzt.
Wie kann Rauschen verringert werden?
Durch Mittelung der Differenzbilder (bei Wiederholung desselben Tests)
Welche biopsychologischen Verhaltensparadigmen zur Untersuchung von Labortieren gibt es?
- Paradigma zur Erfassung artspezifischer Verhaltensweisen (z.B. Open Field Test, Elevated-plus-maze)
- traditionelle Konditionierungsparadigmen (z.B. klassische und operante Konditionierung)
- semi-naturalistische Lernparadigmen (z.B. konditionierte Geschmacksaversion, Radialarmlabyrinth, Morris-Watermaze)
Was ist BOLD?
blood-oxygen-level-dependent contrast
Mass, das beim MRT verwendet wird, weil das Oxygen-Level im Blut bei Aktivität anders ist.
Was sind Ereigniskorrelierte Potenziale EKP?
Mehrere 1-Sekündige-Abschnitte aus einem EEG werden gemittelt und so die Messung genauer.
Wie kann Kardiovaskuläre Aktivität gemessen werden?
- Elektrokardiogramm (EKG - mit Elektroden)
- Blutdruck
- Blutvolumen
Was ist ein Verhaltensparadigma?
- Ruft ein psychologisches Phänomen hervor
- Misst das Psychologische Phänomen
Was ist der Open Field Test?
Misst, wie sich ein Tier/Mensch im offenen Raum verhält. Beispiel: Normaler Mensch vs. Mensch mit Agoraphobie (Angst vor offenen Räumen)
Welcher Test ist besonders geeignet, um Schädigungen des Frontallappens zu identifizieren?
Wisconsin-Card-Sorting-Test
Welche Methoden basieren auf einer indirekten visualisierung des Sauerstoffgehaltes im Blut?
- fMRT
- fNIRS
Was sind die Indizes des WAIS-IV Erwachsene WAIS-IV?
- Sprachverständnis
- Wahrnehmungsgebundenes logisches Denken
- Arbeitsgedächtnis
- Verarbeitungsgeschwindigkeit
Welche Methode ist am besten geeignet, wenn ich wissen möchte, wann genau sich die Gehirnaktivität nach einem bestimmten Stimulus verändert?
EEG
Welche Verfahren haben eine besonders hohe zeitliche Auflösung?
- EEG
- MEG
