Biologische Psychologie - Funktionelle Struktur des Nervensystems

NEOKORTEX

• Prospagnosie: Störung bei der Gesichtererkennung durch eine Schädigung/Läsion der Gyrus fusiformis der rechten Hemisphäre 
• bei größeren Läsionen erkennt man sich selbst im Spiegel nicht mehr
• Kategorienbildung/-Identifikation größerer, abstrakter Objektkategorien beeinträchtigt

Lokalisation: Neokortex    => großer assoziativer Speicher -> sprachliches/nichtsprachl. Wissen, Fertigkeiten niedergelegt

Informationsfluss der polymodalen Assoziationskortizes:

• Denken = interaktive Aktivität v. Erregungsmustern zw. Pyramidenzellen u. ihren Dendriten
  • Infofluss: BOTTOM-UP
    • sensorische Areale -> primäre -> heteromodale Assoziationskortizes
    • dabei wird immer abstraktere Information extrahiert
  • Infofluss: TOP-DOWN
    • frontales Areal -> polymodale präfrontale Areale (Handlungsplanung/-kontrolle) -> spezifische primäre motorische Regionen (Ausführung)

Apiktale Dendriten

• Ort des Lernen und Denkens: Dornfortsätze („spines“) d. apikalen Dendriten d. Pyramidenzellen
• i.d.R. plastisch (= größter Teil d. plastischen Dendriten in Assoziationskortizes)
• Jede Pyramidenzelle mit 1000den oft weit entfernt liegenden anderen Pyramidenzellen verbunden -> Axone enden meist an apikalen Dendriten d. Schicht I u. II, während Eingänge aus Thalamus (sensorische Info) in Schicht IV münden

dorsaler Anteil des Mittelhirns

Wichtige Strukturen:

• Colliculi superior
• Colliculi inferior

ventraler Teil des Mittelhirns

Wichtige Strukturen:

• Formatio reticularis
• Nc. ruber
• Substantia nigra

3 Anteile

1. Spinozerebellum (Paläozerebellum, Pars intermedia): präzise und flexible Bewegungen (polysensorische Integration)
2. Neozerebellum (Pontocerebellum, Pars lateralis): mit dem Nucl. Dendatus Planung/harmonische Ausführung gelernter Bewegungen
3. Vestibulozerebellum (Wurm, Archicerebellum, Pars media): Gleichgewicht/Koordination von Augen/Körperbewegung.

Fkt::

• Es ist das wichtigste Integrationszentrum für das Erlernen, die Koordination (Takt und Zeitgeber für sensorische, motorische und kognitive Leistungen)
• Feinabstimmung von Bewegungsabläufen

Efferenzen:

• führen zu den auf- und absteigenden motorischen Systemen und den Vestibulariskernen

Wichtige Struktur: Nucl. Dendatus

• Kleinhirnkern im Neozerebellum

Fkt.: Kleinhirnkerne

• Ausgangsstationen aus dem Kleinhirn

Lokalisation: Hinterhirn

Fkt.:

• Zentren d. Atmung
• dient als Schaltstation

Neokortex in 6 Schichten (I-VI) organisiert

• Schichten I-IV: primären Eingänge des Kortex
• Dendritenschicht I: Einlaufen aller intrakortikalen Eingänge der Pyramidenzelle
• Schichten V-VI: enthalten kortikalen Efferenzen
• Schichten, die vorwiegend Zellkörper enthalten, wechseln sich mit solchen ab, in denen vorwiegend Axone verlaufen
• Spezif. Thalamische Fasern: gelangen aus den Sinnessystemen in Schicht III, IV, V, wo die Zellkörper d. Pyramidenzellen liegen
• Assoziationsfasern (aus ipsilateralen kortik. Reg.), d. Kommissurenfasern (aus gegü. Hemisphäre) u.d. unspezif. Thalamischen Fasern (Ursprungskerne, die nicht m. spezif. sensor. u. motor. Aufgaben betraut) führen an die Dendriten v. Schicht I und II
• Schichten variieren in Dichte, Form und Anordnung der Neurone je nach funktioneller Einheit

Lokalisation:

• Rhombenzephalon
• liegt kaudal zur Pons und zum Zerebellum

Fkt.: Zentren für

• Kreislaufkontrolle
• Schlucken
• Atmung
• und viele andere unwillkürliche Funktionen

• alle Neurone und deren präsynaptische Verbindungen, die einen bestimmten Transmitter oder eine bestimmte Transmitterkombination zur Kommunikation mit andern Zellen und Dendriten nutzen.
• Sie sind anatomisch nicht abgegrenzt sondern ziehen sich durch alle Hirnregionen
• für ein bestimmtes Verhalten sind meist mehrere Transmitter- und Rezeptorsysteme verantwortlich

2 Arten:

• lange, von subkortikal nach kortikal reichende aminerge und cholinerge Systeme
• kurze lokal wirksame Aminosäuren- und Neuropeptidsysteme 

ACH Azetylcholin

• Versorgung des Gehirns mit ACHaus dem Basalen Vorderhirn mit dem Nucl. Basalis Meynert und des Stammhirns sind wichtige, unspezifische Voraussetzung für Aufmerksamkeit, Lernen und Gedächtnis

Basale Vorderhirnkerne:

• Cholinerge Anteile d. Basalganglien eng m. Bewegungssteuerung verknüpft
• Nucl. Basalis Meynert:
  • Bed. Rolle Gedächtnisprozesse:
    • Degeneration der Neurone des Nucl. Basalis Meynert führt zur Alzheimer-Erkrankung
• entscheidendes Verbindungsglied zw. emotionalen u. kognitiven Verhaltenskategorien

Dopamin, Noradrenalin, Adrenalin

• Dopamin: wichtigster Botenstoff, der motorisch/psychologisch als neurochemische Grundlage von Anreiz und positive Psychomotorik fungiert
• Noradrenalin und Adrenalin: Die Aktivierung der Noradrenalinsysteme die im Nucl. Coeruleus entspringen und zu den medialen Vorderhirnbündel des limbischen Systems und den Neokortex ziehen, erhöhen die Leistung in Aufmerksamkeitsfunktionen und erleichtern das Lernen in emotionalen Situationen

Man unterscheidet zwei zentrale noradrenerge Transmittersysteme:

1. Locus-coeruleus-System: mit dorsale (tegmentale) noradrenerge und dorsale perventrikuläre Weg
2. laterales tegmentales System

Histamin:

• anregendes Monoamid
• Antihistamin schlafanregend
• an hypothalamischen Funktionen der Schlaf-Wach-Steuerung und vielen hormonellen Funktionen beteiligt

Unrichtige Theorie:

• 1 best. Wirkstoff f. Entstehung 1 komplexen, meist äußerst heterogenen Verhaltensstörung (bestehend aus mehreren abgrenzbaren Erkrankungen) verantwortl.
• bei allen psychiatrischen/psychologischen Störungen nichtneuronale Faktoren (z.B. soz. Einflüsse) wesentl. Roll

Tierversuche belegen:

• etablierte Psychopharmaka eine gewisse Affinität/blockierende Wirkung auf vermutete Transmitter ausüben
• BELEG F. THERAPEUT. WIRKUNG = KEIN BELEG F. D. GENESE D. ERKRANKUNG AUS 1 STÖRUNG D. BETEILIGTEN NEURONALEN SYSTEMS BEIM MENSCHEN
• Meisten Psychopharmaka beeinflussen Vielzahl v. Übertragungsprozessen , neuronalen Strukturen u. Verhaltensweisen u. interagieren in schwer vorhersagbarer Weise m. Umweltdeterminanten d. jew. Störung

therapeut. Effekte:

=Kombi aus allen Einflussfaktoren u. können sekundäre/tertiäre/etc. Folgen d. vermuteten Transmittereffekts sein

Schlagwort "Kognitive Maschine" bzw. "Zerebellum als Zeitgeber"

• „kognitive Maschine“ zur exakten Zeitplanung/-gebung, v.a. beim assoziativen Lernen v. Bewegungen u. Verhalten notwendig
• Verhaltensstörungen nach Ausfall d. Neozerebellums v.a. beim prozeduralen Lernen/ bei Zeitabschätzung wichtig
• VERHALTENSGEDÄCHTNIS (= prozedurales Gedächtnis)

Informationsfluss in den sensorischen Arealen des Kortexes

• im posterioren Abschnitt von spezifisch nach multimodal
• im anterioren motorischen Abschnitt von heteromodal nach spezifisch

Kortikalen Module oder Kolumnen

• sind angeordnete Gruppen von Pyramidenzellen, die einer klar abgegrenzten Funktion zuzuordnen sind
• Gruppierte Neurone, die auf Kanten verschiedener Orientierung im Sehfeld antworten

Assoziationsfasern und Kommissurenfasern:

• Axone der Pyramidenzellen laufen zu anderen kortikalen Regionen als Assoziationsfasern, teils als Kommissurenfasern.
• Assoziationsfasern verbinden Regionen innerhalb einer Hemisphäre (ipsilateral).
• Kommissurenfasern verbinden intrakortikale Regionen zwischen beiden Hemisphären (kontralateral)

Wichtige Struktur: Gyrus fusiformis

Wichtige Kerne

• Nucleus anterior: Teil des limbischen Systems [beteilig an Aufmerksamkeit/emotionalen Prozessen]
• Nucleus medialis: erhält sensorische Informationen, z.B. Duft -> Weiterleitung an: Vorderhirn & Hypothalamus
• Nucleus lateralis: sensorischer Input [Neocortex/Thalamus/Hippokampus -> Amygdalakerne (Nc. Basalis accessorius, Nc. Centralis)
• Nucleus centralis: leitet Informationen zu einer Vielzahl von Hirnregionen die an emotionalen Regionen beteiligt

Hypothalamus (Infoverarb. f. Verhalten, vegetative, endokrine Reaktionen)

Schlagwort "Autoassoziative Struktur"

• AFF u. EFF Verbind. d. Hippokampus = auto-assoziative Struktur -> ergibt sich aus den zu sich selbst zurückkehrenden (rekurrenten) Axonen, welche d. Pyra-midenzellen v.a. im G. dentatus u.d. CA3-Schicht verlassen u. an ihre eigenen weit verzweigten Dendritenbäume zurück-kehren -> von dort an CA1-Schicht weiter-gegeben -> CA1 kommuniziert m. neo/subkortikalen „Speicherarealen“
• Fkt. rekurrenter Erregungskreise: ZF multisensorischer u. „bedeutsamer“ Info-Ströme aus versch. Kortikalen Arealen zu 1 relationalem Kontext -> räuml. & zeitl. assoziative Bez. => Konsolidierung räumlicher Gedächtnisinhalte
• DEKLARATIVES GEDÄCHTNIS

Wodurch entstehen eingefrorene Bewegungen?

• Dopaminausfall in substanzia nigra hemmt indirekten Weg und direkter Weg wird nicht mehr gefördert

Aufhebung Bewegungshemmung (Akinesie) bei Parkinson: 

• Stimul. d. STN m. eingepflanzten Elektroden hemmt (über Zwischenneurone) die Hyper-Erregung v. STN zum GPi u. enthemmt damit die v. Thalamus zum Bewegungskortex führenden Bahnen

Wichtige Strukturen:

• Nucleus lentifomis: Putamen + Globus pallidus
• Nucleus caudatus: NC + Putamen = Striatum
• Nucleus subthalamicus
• Substantia innominata
• Striatum

Homöostatische Fkt.:

=> versch. Kerngruppen analysieren Ist-/Soll-Werte versch. homöostatischer Triebe

• Durst
• Hunger
• Körpertemperatur
• zirkadiane Periodik/Schlaf
• soziale Bindungen

=> Aufnahme Stoffwechselprodukte/Hormone über zirkumventrikuläre Organe 

Direkter Einfluss d. Hypothalamus auf: 

• einfache motorische Halte-, Stell- u. Bewegungsverhaltensweise [über efferente Verbindungen zu somatomotorischen Kernen des Stammhirns]
• Such-/Konsumationsverhalten + emotionale Reaktionen [über ventrales Striatum u. bisher kaum bekannte hypothalamokortikale Verbindungenkomplexe]

Integrationszentrum f. folgende Funktionsgruppen

Gruppe 1 

• autonome
• somatomotorische
• zirkadiane Funktionen

Gruppe 2

• autonome
• endokrine

Wichtige Strukturen:

1. mediodorsaler Thalamus [Kern]: wichtige Rolle Lernen/Entscheiden [basolateraler Kern der Amygdala -> THALAMUS -> präfrontaler Kortex]
2. Retikuläre und intralaminäre Thalamus [Kerne]: wichtige Filterfunktionen sensorische u. motorische Aufmerksamkeit/Planung (= Steuerung v. Aufmerksamkeitsverhalten)

Phylogenetische (stammesgeschichtl.) u. ontogenetischer (individualgeschichtl.) Entwicklung Gehirn:

• nicht sprunghaft, sondern Kontinuum
• Verbindungen zw. Zellen/Arealen: ständig wachsende Zahl funktionstüchtiger Verbindungen => flexible Anpassungsleistung d. Verhaltens an dynamische, wenig vorhersagbare Umwelt

ZNS: Gehirn + Rückenmark

PNS: neuronales Gewebe außerhalb Gehirn/Rückenmark

• kraniale Nervenfasern (Kopfnerven)
• spinale Nervenfasern (Rückenmarksnerven)
• periphere Ganglien

1. Gehirn: durch den Schädelknochen
2. Rückenmark durch die Wirbelsäule
3. Liquor cerebrospinalis, in der das Gehirn schwimmt
4. Blut-Hirn-Schranke

autonomes Nervensystem (ANS): Innervation der inneren Organe und Blutgefäße

• Syn.: vegetatives/viszerales NS
• Fasern, Ganglien und Kerne verlaufen teils außerhalb, teils innerhalb des ZNS und PNS
• ANS besteht aus afferenten Nerven, die Signale (sensorisch) von inneren Organen zum ZNS leiten
• ANS besteht aus efferenten Nerven, die Signale (motorisch) zu den Organen leiten
• Funktionale Unterscheidung d. ANS: sympathisches und parasympatisches NS

Somatisches NS: NS der Sinnesorgane & gestreiften Muskulatur

sympathisches NS

• Flucht, stimulieren, organisieren, mobilisieren

parasympatisches NS

• Ruhe, Energie konservieren

Vegetatives NS

Viszerales NS

Gehirn:

• (nach) vorn gelegen
• frontales Ende Richtung Schnauze/Nase

Rückenmark: zum Kopf hin (Birbäumer)

Gehirn/Rückenmark:

• (nach) hinten gelegen
• Richtung Schwanz

Richtung Schnauze

Hund: Richtung Schwanz

Rückenmark Mensch: in Richtung Füße

Gehirn Mensch: nach hinten zum Hinterhaupt

Gehirn: Richtung Kopfoberseite

Rückenmark: Richtung Rücken

auf der gegenüberliegenden Hirnhälfte

auf der gleichen Hirnhälfte

in Richtung Kopfoberseite

in Richtung Kopfoberseite

dorsal, superior, kranial

Gehirn: Richtung Kopfunterseite

Rückenmark: Richtung Füße

Gehirn: Kopfunterseite/nach unten

Rückenmark: bauchwärts/Richtung Brustkorb

weg von der Mittellinie in Richtung seitliche Körperoberfläche