Frontalhirnfunktionen- Funktionelle Architektur des PFC

Question 1

Anatomie Frontallappen

Answer 1

1. Präfrontaler Kortex: granulärer Kortex, fehlende große Pyramidenzellen, Übergang zu hinterem Anteil des Frontallappens: frontales Augenfeld
2. hinterer Anteil des Frontallapens: primärer motorischer Kortex, prämotorische und supplementät motorische Areale, vorderer cingulärer Kortex, Broca-Areal, agranulärer Kortex.

Question 2

Projektionen

Answer 2

Afferenzen: Neokortex, Thalamus (MD=dorsomedialer Kern) und Hirnstamm, nichtprimäre sensorische Repräsentationen aus Okzipitallappen, Parietallappen und Temporallappen
Efferenzen: MD, Amygdala, septale Kerne, Pulvinar, Hippocampus, Hypothalamus, cingulärer Kortex, substantia nigra, Kerne des Mittelhirns

Question 3

Welche Projektionen, welche Infos?

Answer 3

-Vermittlung Bild der Außenwelt über Afferenzen von sensorischen Assoziationscortizes (zu dorsalen und lateralen Anteilen des PFC)
-Infos zu internem Status des Organismus mit Erinnerungen, Bedürfnissen und Wünschen durch direkte Eingänge aus Hippocampus, limbischem System und dopaminergem System
Generell: fast alle Verbindungen sind reziprok, außer Basalganglien (PFC projeziert auf Basalganglien, nicht umgekehrt)

Question 4

PFC, der menschliche Teil des Gehirns

Answer 4

relativer Anteil nahm im Verlaufe der Entwicklungsgeschichte zu und erreicht beim Menschen sein Maximum. Große Ausdehnung (29 % des Gehirns beim Menschen ist der PFC)

Question 5

Flexibilität des Verhaltens und kognitive Kontrolle

Answer 5

Veränderung und Anpassung von Verhalten nach Maßgabe unterschiedlicher externer und interner Randbedingungen (Situation , emotionaler und motivationaler Zustand des Handelnden) – braucht kontrollierende Instanz
Frontalhirngeschädigte Pat: einer Situation angepasste Vehaltensregeln finden ist gestört.
Beispiele:
Verlust kognitive Kontrolle: Keine Ausführung von Antisakkaden möglich, Schwierigkeiten beim Wisconsin Card Sorting Test (Wenn Sortierungsregel sich ändert, Schwierigkeiten beim Anpassen)

Question 6

Kognitive Kontrolle und Bias-Signale

Answer 6

Bias-Signale werden vom PFC an nachfolgende Strukturen geschickt. Bewirken dort: Umsetzung von Eingangsgrößen in Ausgangsgrößen.
Am Beispiel Stroop-Effekt: PFC ist nicht Teil der Sequenz die von Reiz zu Reaktion führt, sondern übergeordnete modulatorische Instanz, die kontextabhängige Weichenstellung vornimmt. Weichenstellung ermöglicht die Auswahl von Verhaltensweisen

Question 7

Dopamin in Verhaltensstrategien

Answer 7

Anpassung an veränderte Randbedingungen durch PFC ist abhängig von Dopamin.
Belohnungen sind positive Verstärker von Verhalten und modulieren Auftretenswahrscheinlichkeit.
unerwartete Belohung -> Dopaminausschüttung an PFC
Anpassung und Optimierung von Verhaltensstrategien -> Dopaminausschüttung führt zu neuen präfrontalen Repräsentationen , neuen Zielen,etc.
Schädigungen des PFCs: inadäquate Einflussnahme von Belhnungssignalen auf präfrontale Schaltkreise -> Perseverationen und verstärkte Ablenkbarkeit

Question 8

Welche Rolle spielen dopaminerge Eingänge auf den PFC?

Answer 8

Vermittlung von Infos über Bewertung von Verhaltensleistungen (Belohnungen ) , die für Veränderung von präfrontal implementierten Verhaltensstrategien Anlass geben

Question 9

PFC als Komponente des Arbeitsspeichers

Answer 9

In Experiment: Verhaltensrelevante Zielattribute werden für einige Sekunden zwischengespeichert. Viele Neurone im PFC entladen genau dann. Spricht dafür dass diese Neurone Teil eines neuronalen Substrates des AG sein könnten