Sitzung 2: Grundlagen der Neuropsychologie Flashcards
Was ist die Biopsychologie?
- übergreifender Begriff des wissenschaftlichen Studiums der Biologie des Verhaltens
- Teildisziplin der Neurowissenschaften
- betitelt einen biologischen Ansatz in der Psychologie (und nicht einen psychologischen in der Biologie)
- relativ junge wissenschaftliche Disziplin (erst seit dem 20. Jhd. bedeutsame Entwicklung)
Was sind Teilbereiche der Biopsychologie?
- Physiologische Psychologie
- Psychopharmakologie
- Neuropsychologie
- Psychophysiologie
- kognitive Neurowissenschaft
- vergleichende Psychologie
- > evolutionäre Psychologie
- > Verhaltensgenetik
Was macht die Physiologische Psychologie?
Definition: Untersuchung der neuronalen Mechanismen des Verhaltens über (direkte) Manipulationen des Gehirns/Nervensystems
Methoden:
Kontrollierte experimentelle Studien mit Labortieren;
Chirurgische und/oder elektrische Manipulationen;
Größtenteils Grundlagenforschung
Was macht die Psychopharmakologie?
Definition:
Fokus auf Manipulation der neuronalen Aktivität und des Verhaltens durch Pharmaka (Medikamente) und Drogen
Stammt historisch betrachtet von der physiologischen Psychologie
Methoden:
Studien an Labortieren und am Menschen (sofern ethisch akzeptabel);
zu großen Teilen anwendungsbezogen mit dem Ziel neue Medikamente zu entwickeln oder den Drogenmissbrauch einzuschränken
Was macht die Neuropsychologie?
Definition:
Analyse von psychologischen Auswirkungen von Gehirnschäden bei Menschen
Methoden:
Fallstudien an Patienten mit Gehirnschädigungen;
Experimentelle Untersuchungen aus ethischen Gründen nicht erlaubt (Manipulationen könnten Funktionstüchtigkeit des Gehirns gefährden);
Am Stärksten anwendungsbezogener Bereich der Biopsychologie
Was macht die Psychophysiologie?
Definition: Untersuchung des Zusammenhangs zwischen physiologischen Aktivitäten/Grundlagen und psychologischen Prozessen am Menschen
Methoden:
Einsatz von typischerweise nicht-invasiven psychophysiologischen Ableitungsverfahren (-> Elektroencephalogramm = EEG);
Häufig Grundlagenforschung;
aber auch klinische Anwendungen
Was macht die kognitive Neurowissenschaft?
Definition: Erforschung der neuronalen Grundlagen der Kognition (= höhere geistige Prozesse wie Denken, Gedächtnis, Aufmerksamkeit, komplexe Wahrnehmung)
Methoden: Aufgrund des Forschungsfokus in der Regel Forschung am Menschen durch überwiegend nicht-invasive Methoden durch Verfahren der funktionellen Bildgebung des Gehirns (-> fMRT, PET)
Was macht die vergleichende Psychologie (-> Evolutionäre Psychologie; -> Verhaltensgenetik)?
Definition:
Vergleich (biologischer Grundlagen) des Verhaltens verschiedener Spezies im Hinblick auf Evolution, Genetik, Adaptivität
Methoden:
Laboruntersuchungen;
ethologische Forschung an Tieren in deren natürlicher Umgebung
Ein Biopsychologe, der Gedächtnisdefizite von Patienten mit Hirnschädigungen erforscht, lässt sich dem Teilbereich der ____ zuordnen.
Neuropsychologie
Methoden der funktionellen Bildgebung werden vor allem im Teilbereich der ______ eingesetzt.
kognitiven Neurowissenschaften
Die biopsychologische Forschung im Teilbereich ______ und _______ nutzt auch invasive Verfahren.
physiologische Psychologie und Psychopharmakologie (ggf. auch vergleichende Psychologie)
__________ sind Biopsychologe, die Genetik, Evolution und Adaptivität von Verhalten von verschiedenen Spezies untersuchen.
Vergleichende Psychologen
Was sind ausgewählte Methoden zur Visualisierung und Stimulation des Gehirns?
- Computertomografie (CT)
- Magnetresonanztomografie (MRT)
- Positronenemissionstomografie (PET)
- Funktionelle MRT (fMRT)
= PET und fMRT messen neuronale Aktivität nur indirekt über Stoffwechselveränderungen, sind also metabolische bildgebende Verfahren;
“hämodynamische Antwort” hängt indirekt mit der neuronalen Aktivität zusammen, die bei beiden Verfahren gemessen wird
Was sind ausgewählte Methoden zur Aufzeichnung psychophysiologischer Aktivität?
- Elektroenzephalografie (EEG)
- Augenbewegungen
Erläutere die Computertomografie (CT)
- eingeführt in den 70er Jahren
- bildgebendes Verfahren
- Computergestützte Röntgentechnik erzeugt horizontalen Querschnitt
- Röhre; an einer Stelle befindet sich eine Platte, die die Röntgenstrahlen erzeugt -> Senderplatte;
auf der anderen Seite befindet sich eine Platte, auf die diese Strahlung trifft -> Empfängerplatte;
wenn der Mensch in der Röhre liegt erzeugt dies ein Schattenbild -> das Schattenbild kommt auf der Empfängerplatte an - Heute eher selten angewendet wegen Strahlenbelastung und relativ geringer Auflösung
Erläutere die Magnetresonanztomografie (MRT)/Kernspintomografie
- bildgebendes Verfahren in der Medizin
- Röhre: Magnetresonanztomographen
- sehr starkes Magnetisches Feld wird erzeugt
- Wasserstoffatome des Körpers richten sich danach aus (über 60% des Körpers bestehen aus Wasserstoffatomen = positive Ladung, diese hat einen Spin (=Kernspin))
- kurz: Dabei entstehende Wellen werden detektiert (=erkannt) und daraus ein Bild erstellt
lang: - Das Magnetfeld sorgt dafür, dass die Teilchen eine Präzisionsbewegung durchführen; dann wird ein zusätzliches Magnetfeld angelegt, dass die gleiche Frequenz beinhaltet wie die Lamorpräzision (an den Wasserstoffteilchen)
- das laute Knacken (die Geräusche beim MRT) entstehen durch das Hin- und Herschalten der Magnetfelder
- das zusätzliche Magnetfeld sorgt dafür, dass das magnetische Moment in den Teilchen umkippt; dann wird es abgeschaltet und es kippt wieder zurück
- durch das Zurückkippen wird eine Spannung in dem Gerät induziert, die messbar ist
- die unterschiedliche Zusammensetzung unseres Gewebes sorgt dafür, dass man ein Bild bekommt, auf dem man die unterschiedlichen Gewebearten erkennen kann
- Höhere räumliche Auflösung als CT; auch 3D-Bilder möglich
Erläutere die Positronenemissionstomografie (PET)
- Erste Technik, die Bilder der Gehirnaktivität (funktionelle Bildgebung) ermöglicht
- Hauptanwendung der PET liegt auf der Bildgebung mit speziellen Liganden, die direkte Neurotransmitter-Wechselwirkungen sichtbar machen können
- Wiederholbarkeit begrenzt durch Strahlenbelastung
kurz: - Radioaktives Isotop (meist 2-Desoxyglukose) wird in Blutkreislauf injiziert
- Neuronen nehmen das Isotop auf, können es aber nicht verstoffwechseln -> Isotop reichert sich an & zerfällt allmählich
ausführlicher:
- die mit Isotopen markierten Liganden sind natürlich vorkommende Moleküle, die sich im Körper verteilen und im untersuchten Organ unter Freisetzung eines Positrons zerfallen
- das Positron trifft schnell auf sein Antiteilchen, das Elektron und beide zerfallen unter Aussendung von 2 Photonen (Gammaquanten), die sich in einem Winkel von 180 Grad voneinander mit Lichtgeschwindigkeit entfernen
- Ringförmig angeordnete Detektoren ermöglichen den Rückschluss auf den Ort des Zerfall
- Computertomographische Rekonstruktionsverfahren ermöglichen eine schichtweise bildliche Darstellung der Verteilungsmuster
- PET-Scan spiegeln nur Stärke der Radioaktivität wider und werden überlagernd auf ein “Gehirnbild” aufgetragen
Erläutere die funktionelle Magnetresonanztomografie (fMRT)
- einflussreichste Methode der kognitiven Nerowissenschaften
- Abbildung von Stoffwechselprozessen im Gehirn -> Zunahme des Sauerstoffflusses im Blut zu aktivierten Gehirnarealen (BOLD-Signal)
Vorteile:
- keine Injektion von Kontrastmitteln
- liefert strukturelle und funktionelle Informationen
- gute räumliche Auflösung
- 3D Bilder der Aktivität des gesamten Gehirns möglich
BOLD-Kontrast: am weitesten verbreitete Methode
- BOLD-Signal korreliert sehr stark mit den lokalen Feldpotentialen neuronaler Aktivität
- schnelle Bildgebung wichtig, weil:
1. soll die Aktivität des ganzes Gehirns zu einem möglichst genau definierten Zeitpunkt erfasst werden
2. liefert eine Kernspinresonanzmessung grundsätzlich ein niedriges Signal-Rausch-Verhältnis - je höher die Dauer desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass durch die Kopfbewegung die Ergebnisse verzerrt werden
- daher: schnelle Bildgebungsprozesse: EPI heute Standardverfahren
Erläutere die Elektroenzephalografie (EEG)
- eine Methode mit der wir die Funktionsweise der Hirnrinde erkennen und verstehen können
- erfasst die elektrische Gesamtaktivität des Gehirns über Elektroden auf der Kopfhaut
- Spontan EEG: Summe der elektrischen Ereignisse im und am gesamten Kopf
- Ereigniskorrelierte Potentiale (EKP): EEG-Wellen, die mit bestimmten psychischen Vorgängen einhergehen (z.B. als Reaktion auf die Präsentation eines sensorischen Reizes)
- schmerzfrei, nicht invasiv
- Erkennung bestimmter Krankheiten (Epilepsie, Abklärung von Kopfschmerzen, Tumoren, Diagnose Hirntod = Verlust der EEG-Ströme)
- Haube -> Elektroden -> Augen schließen -> ca. 20 Minuten -> entspannen -> Augen auf/zu
Erläutere die Augenbewegungen/Elektrookulografie
- Grundlage: konstante Potentialdifferenz zwischen Vorder- und Rückseite des Augapfels
- Messung der Augenbewegung resultiert demnach als Veränderung im elektrischen Potential zwischen Elektroden um das Auge herum
- Üblich: Messung horizontaler Augenbewegung durch Platzierung zweier Elektroden über und unter dem Auge; optische Verfahren ermöglichen Messung auch ohne Elektroden (z.B. Video-basiert)
Beschreibe den Aufbau des Nervensystems
Das Nervensystem von Wirbeltieren besteht aus zwei Teilen:
- Zentrales Nervensystem (ZNS)
- > Encephalon (Gehirn) im Schädel
- > Medulla spinalis (Rückenmark) in der Wirbelsäule
- Peripheres Nervensystem (PNS)
- > 12 paarige Nervi craniales (Hirnnerven)
- > 31 Nervi spinalis (Rückenmarksnerven)
Das Nervensystem benötigt Informationen aus der Umwelt, über die Sinnesorgane (Rezeptoren) und von innen aus dem Körper. Diese Informationen werden im ZNS verarbeitet und über das PNS an die Peripherie (Zielorgane) geleitet.
Welche Richtungsbezeichnungen gibt es im Nervensystem? Erläutere diese kurz.
Richtungsangaben beziehen sich auf die Orientierung der Wirbelsäule (ursprünglich für vierfüßig gehende Wirbeltiere)
anterior= in Richtung Nase posterior= in Richtung des Schwanzes dorsal= in Richtung des Rückens oder der Kopfoberseite ventral= in Richtung des Brustkorbs oder der Kopfunterseite
medial= in Richtung der Mittellinie des Körpers lateral= weg von der Mittellinie des Körpers
proximal= nah am ZNS distal= entfernt vom ZNS
(s. Folie 18)
Wie lang ist das Rückenmark?
40-50 cm
Erläutere den Aufbau des Rückenmarks
s. Folie 19
Rückenmark besteht aus zwei verschiedenen Bereichen:
- H-förmiger Kern grauer Substanz (Zellkörper & nicht myelinisierte Interneurone)
- umgebende weiße Substanz (myelinisierte Axone)
- 62 Spiralnerven ziehen über die Hinter- oder Vorderwurzel an 31 Ebenen ins Rückenmark
- > Hinterwurzelaxone sind afferent (zum ZNS hin leitend)
- > Vorderwurzelaxone sind efferent (vom ZNS weg leitend)
- Wir unterscheiden 8 neuronale Halssegmente, 12 Brustsegmente, 5 Lendensegmente, 5 Kreuzbeinsegmente, 1 Steißbeinsegment
- pro Segment zieht ein Nervenpaar nach links und nach rechts in die Peripherie
- sie enthalten afferente, efferente und vegetative Nervenfasern
- im Rückenmark gibt es direkte Kontakte zwischen afferenten (sensiblen) und efferenten (motorischen) Bewegungen, die man als Reflexbögen bezeichnet
- diese dienen der schnellen Beantwortung von peripheren Informationen bevor sie uns bewusst werden (z.B. Hand auf die Herdplatte)
- Befehle kommen abwärts vom Gehirn über das Rückenmark in die zu aktivierenden Muskeln
- andererseits auch von den bestimmten Muskeln über das Rückenmark ins Gehirn ins Bewusstsein
