Erfassungsmethoden der Biologischen Psychologie Flashcards
Interpretation von Biosignalen
- variieren stark unterindividuell
- zwecks Beachtung der Ausgangslagenproblematik bezieht man Signale, die z.B. in Folge eines Reizes aufgetreten sind, auf einen individuell bestimmten Grundwert
- Reaktivität der Messung
- Artefakte (Messartefakte, statistische Artefakte)
nicht-invasive vs. invasive Verfahren
- in der psychologischen Forschung verwendet man in der Regel nicht-invasive Verfahren
- invasive Verfahren müssen ethisch hinterfragt und begründet werden, erfordern einen anwesenden Arzt, VPN muss schriftlich einwilligen, ggf. Zustimmung der Ethikkommission
Verfahren zur Erfassung zentraler Aktivität
Das Gehirn als zentrale Verarbeitungsstelle für Reize und Steuerungsorgan für die Reaktionen des Menschen wird durch verschiedenste Messmethoden in seiner Struktur und Funktion beschrieben
-für die psychologische Erkenntnisbildung sind funktionsabbildenden Verfahren am wichtigsten
- Strukturabbildende Verfahren
- Aktivitäts- und funktionsabbildende Verfahren
- Verfahren zur Erfassung peripherer Aktivität
- Erfassung hormoneller Aktivität
Strukturabbildende Verfahren
- Röntgenbild
- Computertomographie / CT
Aktivitäts- und funktionsabbildende Verfahren
- Elektroenzephalogramm (EEG)
- Magnetenzephalographie (MEG)
- Positronenemissionstomographie (PET)
- Single-Photon-Emissions-Computer-Tomographie (SPECT)
- FunktionelleMagnetresonanztomographie(fMRT)
- TranskranielleMagnetstimulation(TMS)
Verfahren zur Erfassung peripherer Aktivität
- Elektrokardiogramm (EKG)
- Blutdruckmessung
- Photoplethysmographie
- Erfassung elektrodermaler Aktivität
- Elektromyogramm (EMG)
- Elektrookulogramm (EOG)
Erfassung hormoneller Aktivität
-Hormonkonzentration im Blut
Röntgenbild
Strukturabbildendes Verfahren / Verfahren zur Erfassung zentraler Aktivität
- erste Aufschlüsse über Form und Struktur des Gehirns
- Röntgenstrahlen durchdringen das Gehirn
- unterschiedliche Gewebsarten d Schädels, flüssigkeitsgefüllte Hohlräume absorbieren d Strahlungsenergie unterschiedlich stark»_space; zweidimensionales Abbild der durchleuchteten Struktur
- durch verschiedene Aufnahmewinkel lassen sich Rückschlüsse auch auf die dreidimensionale Struktur erzielen
- hohe Strahlenbelastung
- Aufnahmen kontrastarm
- eher bei mechanischen Verletzungen
Computertomographie (CT)
Strukturabbildendes Verfahren / Verfahren zur Erfassung zentraler Aktivität
- Weiterentwicklung der Röntgentechnik
- Röntgenröhre wird im 360°-Winkel um den Kopf herumgeführt und Schnittbilder im Abstand von 1 bis 10 mm erstellt
- durch die spezielle Aufnahmetechnik»_space; kontrastreiches, räumliches Bild der Gehirnstrukturen
- Strahlenbelastung
- degenerative Prozesse wie demenzielle Erkrankungen
Elektroenzephalogramm (EEG)
Aktivitäts- und funktionsabbildendes Verfahren
-zeichnet hirnelektrische Vorgänge auf
- Elektroden auf die Schädeloberfläche aufgesetzt
- zeichnen Potentialschwankungen (Spannungsschwankungen) auf
- Schwankungen entstehen durch exzitatorische oder inhibitorische Prozesse an den Neuronen des Kortex
- laufen in relativ großen Neuronenpopulationen synchron und gleichartig ab
- wegen Dipoleigenschaften der Neuronen ändern sich die um sie aufgebauten elektrischen Felder
- das wird durch Elektroden erfasst und auf einem Zeitstrahl abgebildet
- eine Elektrode erfasst dabei Spannungs-änderungen, die von 100.000 bis 1.000.000 Neuronen verursacht werden
- bipolare und unipolare Messungen möglich
- i.d.R. Nutzung von Standardableitungen
- nach dem Internat. 10-20 System definierte Stellen auf dem Schädel, an denen die Elektroden plaziert werden
Spontan-EEG
Aktivitäts- und funktionsabbildendes Verfahren
- ohne spezielle Reizung
- zeigt die Grundaktivität des Gehirns
- zeigt rhythmische Potenzialänderungen mit Frequenzen zwischen 0,5 und 50 Hz
- Amplituden der Potentiale liegen zwischen 1 und 200 µV
- bestimmte Frequenzbänder (Frequenzbereiche) treten häufiger miteinander auf
- sind verschiedenen Aktivierungszuständen zuordnenbar
- Auswertung durch versch. Frequenzanalysen
- Frequenzverteilung im Spontan-EEG ist eine intraindividuell stabile Größe
- Aussagen über die kortikale Aktiviertheit von Personen
Frequenzbänder (Frequenzbereiche)
- bestimmte Frequenzbänder (Frequenzbereiche) treten häufiger miteinander auf
- sind verschiedenen Aktivierungszuständen zuordnenbar
Muster gesunder Erwachsener
- Alpha-Wellen
- entspannter Wachzustand
- synchronisiertes Wach-EEG
- Frequenzbereich 8 - 13 Hz
- Amplitude 5 - 100 µV
- Schrittmacherfunktion des Thalamus
- beeinflusst durch Formatio retikularis - Beta-Wellen
- mentale u körperliche Aktivität
- Frequenzbereich 14 - 30 Hz
- Amplituden 2 - 20 µV
- intrakortikale Neuronennetzwerke - Gamma-Wellen
- neuronale Aktivität bei der Repräsentation und Analyse von Wahrnehmungsobjekten
- Frequenzbereich 30 - 100 Hz
- Amplituden 2 - 10 µV
- bilden exzitatorische und inhibitorische Verschaltungen im Kortex, auch über große Entfernungen, ab - Delta-Wellen
- Schlafstadien 3 u 4
- Frequenzbereich 0,5 - 4 Hz
- Amplituden 20 - 200 µV
- beruhen auf der maximalen Synchronisation großer Neuronenpopulationen - Theta-Wellen
- Entspannungphase vor dem Einschlafen
- Konzentration
- Frequenzbereich 5 - 7 Hz
- Amplituden 5 - 100 µV
- Tätigkeit neuronaler Netzwerke mit Hippocampus-Anteilen
Frequenzanalysen
- Frequenzhistogramm
- prozentuale Häufigkeit des Auftretens der verschiedenen Frequenzbänder
- Powerspektrum
- beruht auf der Amplitude der EEG-Frequenzen
- macht Aussagen über die Verteilung der Amplitudenhöhen („power“ in Watt pro Hz) pro Frequenz oder Frequenzband
Frequenzanalysen von EEGs werden genutzt für
- Aussagen über die kortikale Aktiviertheit von Personen zu machen
- desynchronisiertes EEG für höhere Aktiviertheit spricht
-In der Schlafforschung wird das EEG verwendet, um Aussagen über die Schlaftiefe beziehungsweise die verschiedenen Schlafphasen zu machen
Null-Linien-EEG / Flatline
Zeigt die EEG-Ableitung keine Aktivität mehr (Null-Linien-EEG) wird der Hirntod festgestellt, der als Kriterium für den Tod eines Menschen gilt
Elektroenzephalogramme mit Bezug zu Ereignissen
Neben dem Spontan-EEG werden bei verschiedenen Ereignissen oder in Vorbereitung von Bewegungen bestimmte Veränderungen in den Potentialverläufen des Kortex festgestellt
- Bereitschaftspotential
- kontingente negative Variation (contingent negative variation = CNV)
- ereigniskorrelierte oder evozierte Potentialen
- Brainmapping
Bereitschaftspotential (EEG)
- Verschiebung zu negativen Werten
- entsteht ungefähr eine Sekunde vor der motorischen Aktivität über motorischen Kortexarealen
- zeigt die Bewegungsplanung an
kontingente negative Variation (contingent negative variation = CNV)
-langsame Potentialverschiebung zu negativen Werten
-wird in der Zeit beobachtet, wenn ein erster Reiz einen zweiten Reiz angekündigt hat, auf den eine
Reaktion, nicht unbedingt motorischer Art, erfolgen soll
(Wie die rot-gelb- Kombination einer Ampel das baldige Aufleuchten des Grüns ankündigt). Diese
Veränderung wird als Vorbereitung interpretiert: durch die Depolarisation wird die Auslösung von Aktionspotentialen begünstigt
ereigniskorrelierte oder evozierte Potentialen
- typische Potentialverläufe, die in Folge von äußeren Ereignissen oder Reizen
- Ungefähr 100 ms nach der Reizapplikation kommt es zu einer ersten Positivierung (P1) im EEG, gefolgt von einer ersten Negativierung (N1), danach je eine weitere Positivierung und Negativierung (P2 und N2) und schließlich die dritte und größte positive Auslenkung (P3 oder P300, da sie ungefähr 300 ms nach dem Reiz auftritt)
- Amplituden des ereigniskorrelierten Potentials sind im Vergleich zum Spontan-EEG sehr gering, daher wird zur Darstellung ein Mittelungsverfahren verwendet, bei dem der Reiz mehrfach appliziert und die jeweils entstehenden Potentialverläufe rechnerisch übereinandergelegt werden
- Ereigniskorrelierte Potentiale werden abgeleitet, um die Funktionsfähigkeit sensorischer Systeme zu überprüfen. Auch die Bedeutung von Reizen spiegelt sich in Verlauf und Amplitude der ereigniskorrelierten Potentiale wieder, wobei die ersten Komponenten exogen determinierte Eigenschaften des Reizes wie dessen Intensität, die späteren Komponenten (insbesondere die P300) endogen bestimmte Eigenschaften wie die emotionale Bewertung oder die zugeschriebene Bedeutung reflektieren
Brainmapping
- übersetzt die Aktivität des Gehirns in Bilder
- z.B. Erfassung der Amplituden abgeleiteter Potentiale von allen Elektroden zu einem bestimmten Zeitpunkt
- Übertragung auf eine Schema-Zeichnung eines Gehirns
- durch die Verbindung von Werten gleicher Höhe (ähnlich wie bei den Höhenlinien einer Landkarte oder den Isobaren einer Wetterkarte) und die Einfärbung ähnlich aktivierter Bereiche entsteht so ein Bild der verschiedenen Aktivierungsstufen des Kortex zum Beispiel bei einer Denkaufgabe